《生態系統的能量流動和物質迴圈》說課稿設計
《生態系統的能量流動和物質迴圈》說課稿設計
一、教材分析：
本節課主要講述生態系統中的能量流動和物質迴圈。這節課是在學習了生態系統中的食物鏈和食物網的基礎上引入的，學好本節課知識，可為後面的學習生態平衡的知識做好鋪墊。針對本節課知識的特點，教學中可聯絡前面學習的內容，已達到溫故知新的效果。本節課知識比較抽象，在引導學生分析時，首先提示學生“能量是一切生命活動的動力”生物圈中的每一個完整的生態系統都是一個能量輸入、傳遞、和輸出的系統。生態系統的物質迴圈教材以碳迴圈為例，結合所積累的生物知識較好的理解碳在生物之間迴圈，從生物體返回無機環境的過程。將能量流動和物質迴圈的過程對比學習，加強了知識的理解。
二、教學目標：
（一）知識目標
1、使學生初步學會運用生態學的基本觀點來認識生態系統中的能量流動、物質迴圈對生物界的重要性。
2、使學生了解生態系統的主要功能和名詞概念以及能量流動與物質迴圈的特點。
3、使學生理解掌握能量流動和物質迴圈過程，以及它們在生態系統中的重要意義。
4、透過設計“草場放牧方案”，為學生（特別是X科）的後續學習打下基礎。
（二）能力目標
1、透過電腦課件和課本的圖（圖解）的觀察，培養提高學生的識圖能力、觀察和分析能力。
2、透過師生討論交流、學生小組討論與教師引導啟發相結合，將知識化難為易，培養學生口頭表達能力、相互合作能力以及培養學生髮散思維和求異思維。
3、透過例項和結合課本上例子的分析總結，培養學生運用科學知識解決和分析實際問題等思維能力，從而培養理論聯絡實際的能力。
4、以生態系統中能量流動和物質迴圈與人類生存的關係為題撰寫小論文，提高學生的綜合能力。
（三）情感目標
透過生態系統功能的學習，使學生熱愛大自然、保護生態環境，熱愛祖國的美好山河，培養高尚的愛國主義情操。
三、教材重點、難點分析：
1、重點：
生態系統的能量流動過程及特點
能量是一切生態系統的動力，也是生態系統存在和發展的基礎，生物圈中每一個完整的生態系統都是一個能量輸入、傳遞和輸出的系統，這是生態系統功能的一個重要體現；其重點知識是：能量流動的起點、流經生態系統的總能量、能量流動的途徑和特點。這部分知識起著承上啟下的作用，它與第三章新陳代謝（同化作用、異化作用、光合作用、呼吸作用等）有一定的聯絡，它又直接關係到物質迴圈和生態系統穩定性的學習。
研究能量流動過程和特點，一方面可鞏固前面學習的食物鏈和食物網的知識，另一方面也為研究生態系統的目的——服務於人類自身（使能量流向對人類最有益的部分）打好基礎。
指導學生分析生態系統能量流動過程和特點的過程，也就是培養學生分析綜合和推理的思維能力的過程，同時，還滲透著物質運動和物質普遍聯絡的辨證觀點，是滲透辨證唯物主義觀點教育的極好素材。
碳迴圈過程
碳迴圈是生態系統物質迴圈的具體例項。物質迴圈是生態系統功能的另一個重要體現，學生可以運用學過的光合作用和呼吸作用等生物學知識來分析碳迴圈的具體過程；透過對碳迴圈過程的分析，可以理解生態系統物質迴圈的基本特徵，也可為分析生態系統的能量流動和物質迴圈的區別與聯絡奠定基礎。
在碳迴圈過程中，會涉及到一些亟待解決的現實問題，引導學生利用生態系統物質迴圈的原理，提出相應的解決方案。
碳迴圈過程包含了生態系統各個組成成分之間的物質聯絡，滲透著物質普遍聯絡的辨證觀點，也是進行辨證唯物主義觀點教育的極好素材。
2、難點
生態系統的能量流動具有單向性和逐級遞減的原因
能量本身是一個抽象的概念，能量流動也是抽象的，而且各營養級中能量的來源和去路比較複雜，在學生原有的'認知結構中，對於能量的認識不是很充分，對於能量流動的過程和特點更是生疏，因而成為認知上的難點。
教師引導學生分析時，應首先提示學生“能量是一切生態系統的動力”，“生態系統的存在和發展”也需能量，再引導學生分析生態系統的能量輸入、傳遞和輸出的過程。對於能量流動特點的分析，引導學生從具體的能量流動過程分析出抽象的能量流動的特點。組織學生分析必須有很好的切入點，採用設計合理的問題或提示分析的角度和方式引導學生分析能量流動的特點，是教師組織教學的難點。
生態系統的能量流動和物質迴圈的關係
物質的變化必然伴隨能量的變化，物質和能量在各個營養級傳遞過程中均有遞減的現象。不同的是，能量多數以熱能的形式耗散在環境中，難以被生物體再度利用；而物質不論以有機物或是無機物的形式進入環境後，都可以重新回到生物群落中，被生物體再度利用，因此，“能量是流動的、物質是迴圈的”。
學習生態系統的能量流動和物質迴圈的關係，可滲透普遍聯絡的辨證觀點、物質運動觀點和生態系統是一個整體的觀點的教育。
四、教學方法：
本節課主要有兩個知識點：能量流動和物質迴圈。“生態系統的能量流動”在引導學生分析時，首先提示學生“能量是一切生命活動的動力”，生物圈中的每一個完整的生態系統都是一個能量輸入、傳遞和輸出的系統。能量流動是生態系統功能的一個重要體現，引導學生認真觀察，深入思考，分析能量流動的特點，認識到能量的傳遞途徑是食物鏈。“生態系統的物質迴圈”透過提供多媒體課件嗎，直觀顯示碳迴圈的過程，然後組織各種學生對資料進行討論。
五、教學過程
（一）匯入
師：請大家欣賞一段動畫！並討論後面的問題。（大螢幕出示這樣的情境動畫）
魯賓遜流落到一個荒島上，那裡除了有能飲用的水以外，幾乎沒有任何食物，隨身尚存的食物只有一隻母雞、１５kg玉米。然後出示問題：你認為以下哪種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援？試說明理由。下面有兩項選擇：
1、先吃雞，再吃玉米。
2、先吃玉米，同時用一部分玉米餵雞，吃雞產下的蛋，最後吃雞。
學生討論。
師：大家都很聰明，都選擇第二個答案，理由也比較充分，因為第二種吃法可以給他提供更多的能量，使他能維持更長的時間來等待救援。一切生命活動都伴隨著能量的變化，沒有能量的供給也就沒有生命和生態系統。能量的流入、傳遞、轉化和散失的過程就是能量流動，在能量流動的過程中伴隨著物質迴圈。那麼，生態系統中的能量是怎樣流動的？物質是怎樣迴圈的呢？這就是我們今天要研究的主要問題。
設計思想從學生喜歡的動畫入手，給學生以生動形象的感性認識，引導學生思考，再加上教師語言的小結，直接切入本課主題，貼近學生生活，激發學生興趣，調動學生學習的積極性，吸引學生注意，將枯燥的問題形象化、生動化和趣味化。
（二）新課教學
活動一：生態系統的能量流動
1、學生閱讀課文，思考問題：
生態系統能量的源頭是什麼？怎樣流入生態系統的？能量流動的渠道是什麼？能量是怎樣流動的？
2、播放課件：生態系統中能量流動的示意圖。
3、學生回答：生態系統中能量的源頭是太陽能。
4、引導啟發：不是所有的太陽能都參與生態系統中的能量流動，只有被生產者固定的太陽能才能流動。
5、師生談話：生產者是如何固定太陽能的呢？是生產者（綠色植物）透過光合作用，把太陽能固定在有機物中的。那麼能量又是怎樣流動的呢?是透過食物鏈和食物網進行流動的。我們把食物鏈和食物網中的各個營養層次稱為營養級。那麼能量是怎樣逐級流動的呢？第一級是綠色植物，第二級是以植物為食的動物，第三級是以植食性動物為食的肉食動物。以此類推。
6、分組討論：能量在流動過程中將發生怎樣的變化呢？你能發現什麼規律麼？
7、播放課件：生態系統能量流向示意圖。
（推薦一個同學歸納其中心內容，其他同學補充，老師點撥指導。）
8、師生交流：在能量流動的過程中，綠色植物固定的太陽能有三個去處：一部分被自身的生命活動消耗了，即透過細胞呼吸釋放和生命活動利用了；儲存在體內的能量一部分流入下一營養級；沒被利用的枯枝落葉和下一營養級攝食未消化而排出的糞便中的這一部分被分解者釋放出來。因此，可以看出，能量在流動的過程中是逐級遞減的。
設計思想本部分內容是本節課的教學重點也是難點。本部分的教學策略是先設計問題情境，讓學生帶著問題閱讀教材，然後播放教師自己製作的直觀性較強的“能量流動圖解”使學生對“能量流動”從感性認識上升到理性認識，再透過學生小組討論與教師引導啟發相結合、師生談話等教學方法，使學生對“能量流動的過程”有深刻的理解，突出體現新課標“面向全體學生、提高學生生物科學素養”的理念，培養學生的邏輯思維、辨證思維和發散思維，對生態系統是中食物鏈和食物網的理解更加深刻，讓學生感受到生物之間是緊密聯絡的，有利於培養學生辯證的生物學觀點。
活動二：生態系統中的物質迴圈
1、教師語言匯入：在生態系統能量流動的過程中還伴隨著物質迴圈，其中碳迴圈就是非常重要的物質迴圈。大家都知道，二氧化碳氣體是空氣中的主要氣體，也是碳參與物質迴圈的形式之一。下面我們就來討論，碳迴圈是怎樣進行的？
2、複習鞏固：寫出光合作用和呼吸作用的公式，說明二氧化碳在此過程中的作用。
3、學生分組討論，並完成教材P92的填圖，結合書中的課文，練習描述碳迴圈。
4、師生共同小結：大氣中的二氧化碳進入生態系統中，主要依賴於綠色植物的光合作用，使二氧化碳變成有機物，再透過食物鏈進入動物和其他生物體中，因此從碳迴圈可見綠色植物是生態系統的基石；除此之外，微生物也能把二氧化碳合成為有機物。另外，生物體內的有機物，透過呼吸作用可將二氧化碳放回到大氣中；還有一部分生物遺體沒有被分解者分解，轉變成為地下的石油和煤，暫時脫離迴圈，但一經開採燃燒，便可產生二氧化碳返回碳迴圈。
5、教師引導探索：近年來，由於人類大量地採伐森林，再加上燃燒化石燃料以及環境汙染，因而使大氣中CO2的濃度明顯增加，導致溫室效應。那麼應如何解決這一問題呢?請大家發表自己的看法。
6、小組討論並回答。
設計思想本部分是本節課的另一個教學重點也是難點。我採用的教學策略是：從回顧舊知入手，透過知識遷移把新舊知識融會貫通，再透過分析、討論、交流、填空等形式加深對“碳的迴圈”知識的理解；透過“課堂延伸”引導學生利用新知識去解決實際問題，學以致用；運用科學知識解決實際的、現實生活和社會生活中的問題的理念，並展開科學、技術、社會的關係（STS）教育，並透過“溫室效應”問題的討論，增強學生的環境意識。
活動三：全課總結，課外延伸
師：生態系統的能量流動和物質迴圈都是透過食物鏈和食物網實現的，物質是能量的載體，使能量沿著食物鏈（網）流動，而能量又作為動力，使物質能夠不斷地在生態系統和無機環境之間迴圈往復，兩者密不可分。
師：請大家閱讀書後的課外探究，瞭解什麼是水體富營養化，並且回去做模擬實驗，或製作一個小的生態球。
設計思想透過簡單的語言對能量流動與物質迴圈之間的關係進行概括，使學生知道生態系統中的生物之間是彼此聯絡的，能量流動和物質迴圈也是密不可分的。有利於學生樹立普遍聯絡的辯證的生物學觀點。再加上課外探究的設計，使學生更加理解能量流動和物質迴圈的實際意義，將課堂內容引申至實際生活，有利於激發學生實踐探索的*望，有利於學生養成良好的科學思維習慣培養學生的科學態度和科學的世界觀。