能量流动

能量流动（精选9篇）

能量流动 篇1

一、教材分析

本节课是人教版高中生物必修三第五章的核心内容, 在教学中起着承上启下的作用, 该部分内容与呼吸作用、光合作用及能量代谢等知识联系密切, 又直接关系到本章后面内容的学习。本节课安排2课时, 这里只设计第一课时。

二、教学目标

1. 知识与能力目标

(1) 通过分析食物链让学生掌握生态系统中能量流动的概念。

(2) 通过模型的构建让学生理解生态系统中能量流动的过程。

(3) 通过定量分析让学生理解生态系统中能量流动的特点并学会应用。

2. 过程与方法目标

(1) 通过定量分析生态系统中能量的输入与输出, 发展学生的思维迁移能力。

(2) 学会整理数据、分析数据, 进而得出科学结论。

(3) 通过小组讨论与导学式相结合的教学模式, 培养学生的语言表达力、合作能力以及发散思维和求异思维能力的发展。

3. 情感态度价值观目标

通过联系实际, 激发学生学习生物学的兴趣, 培养学生关心生态的意识和进行生命科学价值观的教育。

三、重点

1. 生态系统能量流动的过程

解决方法:教师通过课件进行动态分步演示, 加深学生对能量流动过程的理解;学生通过分组讨论形成共识, 并自主构建能量流动过程的模型, 进一步将知识内化。

2. 生态系统能量流动的特点

解决方法:学生小组合作进行数据的整理和分析, 利用定量分析得到的数据来进一步修正前面构建的模型, 得到符合实践的正确结论。

四、难点

生态系统能量流动的过程

突破方法:教师通过课件, 运用学生较为熟悉的生物形成相应的食物链, 联系生活实际尝试让学生分组讨论, 形成对某营养级能量流动的共识;利用模型 (各营养级、呼吸作用、分解者、箭头等) 让学生根据讨论形成的共识构建能量流动过程。

五、教学方法

通过定性和定量分析能量的输入与输出, 让学生学会整理数据、分析数据, 进而得出科学结论。

六、教学过程

1. 课前准备

(1) 教师准备好学生使用的导学案。

(2) 教师制作好课堂使用的多媒体课件。

(3) 教师准备好课堂使用的模型。

(4) 学生熟练掌握生态系统的成分、食物链和食物网的相关知识。

教学意图:为课堂教学的顺利进行做好准备。

2. 情境导入

教师通过PPT展示相关图片。

师:第一幅图展示的是我国西南五省发生大面积干旱的情况, 第二幅图展示的是青海省玉树藏族自治州玉树县发生地震的情况。干旱、地震这些自然灾难会给人类带来很大的伤害, 但是我们可以运用一些知识在灾害降临的时候增强自救能力, 减少损失。比如, 现在我们大家在自然灾难中被困在一个小山村中, 食物只剩下一些玉米和几只饲养的鸡, 面对这种情况, 你将做何选择才能使自己生存更长的时间来等待救援?

A.先吃鸡, 再吃玉米

B.先吃玉米, 同时用玉米喂鸡, 吃鸡产下的蛋, 最后吃鸡。

学生观看PPT展示的图片, 并思考教师提出的问题, 齐声回答:B。

教学意图:通过现实生活中的故事情节引出问题, 从而引起学生对问题的关注, 以及让学生带着疑问来学习, 激发学生的求知欲和好奇心。

师:毫无疑问, 人获得的能量越多, 生存的时间会越长。哪个策略更合理呢?通过《生态系统的能量流动》这节课的学习我们将解决这个问题。

3. 探究活动一:能量流动的过程

师:请同学们利用上节课所学的知识把这两个策略中所蕴含的食物关系表示出来。

生:A:鸡→人←玉米

B:玉米→鸡→人

师:我们就以食物链为线索研究生态系统能量流动的过程。这两组策略中食物链较长的是:玉米→鸡→人。玉米、鸡和人在生态系统中的成分分别是什么?

生:玉米—生产者;鸡—初级消费者;人—次级消费者。

师:首先我们来研究生产者的输入和输出。大家可以展开联想, 在你面前有一片绿油油的青草, 对于青草而言:

(1) 它的能量来源于什么?

(2) 这些能量如何输入到玉米体内?

(3) 这些能量的去向有哪些?

(4) 最终去向是哪里?

请大家思考上述问题并将答案写在学案上。

学生思考并在学案上完成答案, 学生代表到黑板上写出答案并进行讲解 (如图1所示) :

教学意图:充分发挥学生的独立思考能力和语言表达能力。

师:我们继续联想, 在这片绿油油的草地上有一群野兔, 野兔正津津有味地啃着青草。

问题思考:

(1) 野兔获取能量的来源是什么?

(2) 野兔体内能量的去向有哪些?

学生思考、讨论后, 小组代表利用投影仪将答案展示给大家, 并进行讲解 (如图2所示) :

教师在辅助学生完成上述问题的探究之后, 总结流向每一个营养级的能量的去向都大体相同:A.呼吸作用以热能的形式散失;B.枯枝败叶或者遗体被分解者分解;C.进入下一营养级 (最高营养级除外) 。并让学生以小组为单位初步构建生态系统能量流动模型。材料 (如图3所示) 具有磁性, 可以粘贴在白板上, 也可以随意移动, 各材料数量足够, 大小不一。

学生小组利用教师提供的材料合作完成生态系统能量流动模型的初步构建。

在学生完成模型的构建之后, 教师让小组代表到讲台上来展示他们的结果。

学生将构建好的模型到讲台上呈现 (如图4所示) :

在展示模型的同时, 学生进行讲解:四个营养级自左向右依次是第一营养级、第二营养级、第三营养级和第四营养级。每个营养级能量的去向都有三个:流向下一个营养级、通过呼吸作用散失和分解者分解。

师:大家都同意这位同学的观点吗?

有学生站起来:他的解释是正确的, 但是构建的模型有些问题, 比如说能量流动在营养级中应该是逐渐减少, 所以代表营养级的方块和代表能量流动的箭头应该越来越小。

师:为什么营养级的能量越往后会越少呢?

生:因为除了流向下一个营养级之外, 还有其他的两个去向, 即流向分解者和呼吸作用散失。

师:看来这位同学理解问题非常到位, 他已经引出我们下面要解决的问题, 很好。前面我们定性分析了能量流动的去向, 下面我们就来定量分析能量流动的去向。

教学意图:通过制作生态系统能量流动的模型, 充分发挥学生的合作能力、探究能力和动手操作能力, 加深对能量流动过程的理解。

4. 过渡

教师呈现下列四个问题:

(1) 照射到地球上的所有太阳能都能输入到生产者体内吗?为什么?

(2) 生产者获取的能量与消费者获取的能量有何不同? (3) 流经生态系统的总能量是什么?为什么?

(4) 消费者摄入的食物中的能量能否全部被该营养级同化?如果不能, 该部分能量流向何处?

学生在思考、小组讨论之后抢答:

(1) 不是, 因为大部分的太阳能被地球表面的大气层所吸收、散射和反射掉。

(2) 生产者通过光合作用固定太阳能;消费者通过摄取食物获得能量。

(3) 生产者固定的太阳能的总量, 因为能量流动是从生产者开始的。

(4) 不能, 因为消费者摄入的食物一部分以粪便的形式排出体外, 被分解者分解, 不属于同化的能量。

师:通过上述问题的讨论, 我们知道一个营养级能不能得到上一个营养级的全部能量?

生:不能

教学意图:以抢答的形式激起学生学习的兴趣, 同时为探究活动二做铺垫。

5. 探究活动二:能量流动的特点

师:美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊—赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析, 请大家打开课本95页, 在分析该图解的基础上, 独立完成问题。

(1) 填写下表, 总结规律

结论1:生态系统中能量流动是____。传递效率大约为____。

从生态系统散失的能量能否再回到这个生态系统中来?较低营养级能利用较高营养级的能量吗?

结论2:生态系统中能量流动是____。

(2) 分析下列两个问题

(1) 能量单向流动的原因是:

A.组成食物链的各营养级顺序逆转____ (可/不可) ;

B.各营养级通过呼吸作用以热能形式散失的能量被____重新吸收利用 (能/不能) 。

(2) 能量逐级递减的原因是:A____ B____ C____

学生在阅读教材, 整理表格, 完成上述问题后, 自愿起来回答, 其他学生和教师进行评价。

结论1:生态系统中能量流动是逐级递减的。

结论2:能量流动是单向的。

问题分析:

(1) 能量单向流动的原因是: (1) 组成食物链的各营养级顺序不可逆转; (2) 各营养级散失的能量不能被重新利用。 (2) 能量逐级递减的原因是: (1) 呼吸作用以热能的形式散失; (2) 流向下一营养级; (3) 分解者分解。

教学意图:通过自主学习, 学生学会整理数据, 分析数据, 得出科学结论, 从而为理解生态系统能量流动的特点打下直观的基础。

师:请同学们根据能量流动特点的定量分析进一步修正前面制作的能量流动模型。

小组学生利用已学过的能量流动特点对前面制作的模型进行修正, 呈现结果如图5所示:

学生总结:除了体现能量流动的三个去向外, 还要注意以下三个方面: (1) 代表营养级的正方形逐渐减小; (2) 代表营养级散失能量的箭头逐渐减小; (3) 食物链中的营养级为4～5个, 不宜过长。

教学意图:通过对模型的修正, 进一步加深学生对生态系统能量流动特点的理解。

6. 生态系统能量流动的概念

教师总结:通过对生态系统能量流动的过程和特点的分析, 可以生成生态系统能量流动的概念。太阳光能进入生态系统这个过程就是生态系统能量的输入;草有一部分被兔子吃掉, 能量流向第二营养级, 这就是生态系统的能量传递;光能被绿色植物通过光合作用固定成有机物中的化学能, 各种生物通过呼吸作用将一部分能量以热能的形式散失, 这就是能量的转化;能量最终以热能的形式散失到大气中。生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程, 称为生态系统的能量流动。

教学意图:通过教师的总结, 学生对生态系统能量流动的概念有了明确的认识。

7. 回归情景

教师再次呈现“情景导入”的问题, 让学生再次选择答案。

学生们在讨论之后, 最后认为答案为A, 理由是:食物链越长, 消耗的能量就越多, 流向次级消费者的能量就越少。

教学意图:学生再次思考, 与之前错误的观点进行比较, 得出正确的解释。

七、课堂练习

(1) 流经生态系统的总能量是指 ()

A.照射到该生态系统内所有植物体叶面上的全部太阳能

B.射进该系统的全部太阳能

C.该系统全部生产者所固定的太阳能的总量

D.生产者传递给消费者的全部能量

(2) 调查得知一年中流经某河流生态系统的4个营养级 (以a, b, c, d表示) 的数值如下, 则该生态系统中初级消费者是 ()

A.a B.b C.c D.d

(3) 假设一个生态系统的总能量为100个单位, 按最高传递效率计算, 第二营养级和次级消费者所获得的能量应为多少个单位 ()

A.20和20 B.20和4 C.4和0.8 D.10和1

(4) 一片树林中, 树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如图6所示。下列能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是 (选项方框面积表示能量的大小) ()

八、课堂总结

九、教学反思

1. 优点

(1) 教学目的明确, 重难点把握到位, 教学内容安排详略得当, 富有层次, 保证了教学内容的顺利完成。

(2) 本节课始终贯穿新课程理念, 突出学生的“学”。课堂中既有教师的讲解、启发引导、组织讨论、总结等, 又有学生的思考、讨论、交流、合作、尝试构建模型等。多种方式的课堂教学有效地调动了学生学习的兴趣, 激发了学生学习的主动性和创造性, 保证了良好的教学质量。

(3) 情景导入是由现实灾难生活引出先吃鸡还是先吃玉米的问题, 激发了学生学习的兴趣, 调动了学生学习的积极性。

(4) 在引导学生尝试建立模型时, 从简单的过渡到复杂的模型构建, 学生容易操作, 且能从中得到乐趣。同时提高了学生观察、分析和解决问题的能力, 培养了学生的创新思维, 便于学生对知识的理解。

2. 不足

(1) 最大的不足之处在于, 讲完这节课后, 回顾情景再次选择答案的时候, 很多学生还是选择B答案。在经过一番讨论、解释之后, 才同意A答案。这说明学生还是不能将所学的知识应用到实践当中。

(2) 课堂容量较大, 时间紧凑, 留给学生巩固的时间少, 练习也很少, 导致学生不能完全掌握。

参考文献

[1]王丽群, 殷汝军.为理解而提问让学生开动脑筋[J].教学仪器与实验, 2010 (1) :25-26.

能量流动 篇2

B.系统内生物体能量代谢的过程

C.系统内伴随物质循环的能量转移过程

D.能量从生物体进入环境的过程

解析 熟记能量流动的概念，理解能量流动的含义，是解题的关键所在。可以根据下图理解能量流动过程。

[呼吸作用][分解者][太阳能→生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者→…] [呼吸作用]

答案 C

点拨 生态系统的能量流动是从生产者固定的太阳能开始的，能量沿着食物链的`各个营养级由一种生物转移到另一种生物体内。由于能量存在于有机物中，所以能量的流动过程是伴随着物质的循环而进行的，明确以上内容，防止出现ABD选项中知识理解错误造成的干扰。

[ 能量流动的相关计算]

能量流动有着一个计算的办法，用公式表达为：

相邻两个营养级的传递效率=[下一营养级的同化量上一营养级的同化量]×100%

例2 下图为生态系统中能量流动图解部分示意图，①～⑥各代表一定的能量值，下列各项中不正确的是( )

[分解者][生产者][初级消费者][次级消费者][三级消费者] [①][②][③][④][⑤][⑥]

A.生物与生物之间吃与被吃的关系不可逆转，所以能量流动具有单向性

B.①表示流经生态系统内部的总能量

D.从能量关系看②>③+④

答案 B

回答下列问题：

(1)请画出该生态系统中的食物网。

(2)甲和乙的种间关系是 ;种群丁是该生态系统生物组分中的 。

让家庭流动正能量 篇3

喜新厌旧是人的本性，平凡的生活如果缺少乐趣，确实容易变成一潭死水。这就需要我们不断地去寻找一些新鲜的乐趣，并把它变成全家人在某一个阶段的新目标。比如这个月制定为鲜花月，全家人一起学习初步插花；下个月是写字月，每天晚上固定抽出半个小时的时间全家一起练习书法。还可以制定美食周、社工日、纸飞机折叠比赛、自制绘本展……只要不失去对生活的热情，我们总能找到各种各样好玩的事。

每天至少赞美一次

赞美应该很具体，不是“你真棒”或者“太好了”，比如可以具体到桌子擦得很及时，衣服颜色搭配得很不错等。当你开始完成每天一次的赞美的时候，会觉得有点困难。但是这会使我们使劲地观察、留意家人做得好的地方。一段时间之后，你会觉得怎么值得赞美的事那么多呀！恭喜你们，正能量开始在家庭里流动了！

在提议后加上尾语

很多时候，与其说我们在提议，不如说是在命令。比如当你想说“咱们周末去郊游吧”的时候，最好马上加上“好吗”或者“怎么样”这样的尾语，将提议作为一种给别人留有选择余地的问句。经常加上有商量口气的尾语来提议，你会发现，你的合理提议在大多时候都会如愿以偿，而且是在全家人都心甘情愿、快乐自如的状态下完成的。

能量流动 篇4

1.1本节内容的地位:

本节是人教版《生物》 (必修3) 第5章第2节内容, 是本章的重点。 从考试的角度看, 本节内容常作为考试热点, 往往把分析和计算结合在一起。 本节内容分为2课时, 本教案为第1课时。

1.2教学重点和难点:

重点:生态系统能量流动的过程和特点;

难点:生态系统能量流动的过程和特点。

1.3教学目标:

(1) 了解生态系统能量流动的概念。

(2) 学会分析生态系统能量流动的过程和特点。

(3) 理解研究生态系统能量流动的意义。

1.4教学方法:

注重“学案导学”, 贯彻“先学后教, 当堂训练”的教学模式;引导数据分析, 进行启发式教学法;采用多媒体的直观教学法。

1.5重难点突破策略:

(1) 复习巩固生态系统的结构, 为学习能量流动做好准备。

(2) 教师通过实物投影的方式展现, 组织学生分组讨论, 教师引导, 得出结论。

(3) 联系赛达伯格湖能量流动的实例, 分析能量流动的传递效率, 再去分析教材图5-7生态系统能量流动示意图。

1.6教学工具:

导学案, 多媒体课件, 模型图。

2.教学流程

2.1复习回顾:

设计思路:

生态系统的结构:用PPT逐层推进, 将生态系统的结构完整地复习一遍。

老师:生态系统的结构包括哪两部分?

学生:生态系统的成分和食物链 (网) 。

画面退出后, 突出:生态系统的成分。

老师:生态系统的成分包括哪些?

学生回答推出四种成分。

老师:食物链 (网) 构成了生态系统的什么结构?功能是什么?

学生:营养结构, 它又是物质循环、能量流动的渠道。

2.2激发兴趣, 导入新课:

设问:在市场上, 为什么相同重量的肉 (羊肉) 比蔬菜 (青菜) 贵?

设问:为什么说“一山不容二虎”?

学生思考后对问题提出自己的想法, 再进行小组交流, 代表回答。

教师对学生的回答稍作点评, 不给出正面回答, 为下面的教学设下悬念。

3.生态系统的能量流动

3.1生态系统的概念:

设计思路: 生态系统的概念如果只是念一遍则学生无法理解, 应该等到完整讲述完能量流动过程后, 回过头来一起理解能量流动的概念, 让学生解释, 则比较容易理解。

要讲述能量流动过程, 必须知道能量流动的渠道食物链, 要求学生学会书写食物链:

PPT:展示草原生态系统的图片: (兔子、狮、狐、豹、 斑马、狼……)

设问:这片草原上的主角是谁?

设问: 按所给的生态系统成分, 写出可能构成的食物链 (网) 。 (兔、草、阳光、细菌、狐)

完成学案内容, 将食物链模型图黏贴在黑板上。

学生回答上述两个问题后, 注意:食物链中不能将阳光、细菌都写上去。

以上述食物链为例, 介绍草原生态系统中能量流经各营养级的变化过程。

3.2能量流动的过程:

设计思路:生态系统能量流动过程是本节的重难点, 先安排学生阅读教材后归纳总结:

(1) 生产者 (第一营养级) :草

设问: (1) 小草的能量来自哪里?

(2) 照射在草地上的太阳能都被草吸收了吗?

(3) 小草吸收了太阳能后, 这些能量有哪些去向?

讨论后要求学生在学案上完成:草的能量来源和去路。

将模型图黏贴在黑板上, 教师再展示制作好的PPT:能量流经第一营养级的过程。

(2) 消费者 (第二营养级) :兔

设问:兔子吸收了能量后, 这些能量有哪些去向?

将模型图黏贴在黑板上, 教师再展示制作好的PPT:流经第二营养级变化过程。

设问:能量流经第三营养级 (狐) 又是如何变化的呢?

学生总结:和兔子的能量流动变化过程是一样的。

设问:如果是最高营养级动物呢?

学生总结:没有被下一营养级利用这一去向。

教师再展示制作好的PPT:流经第二营养级变化过程。

由于三个营养级的能量变化过程示意图已经完成, 通过整合三个营养级能量变化过程, 完成了能量在“草→兔→狐”这条食物链上的流动示意图。

将模型图贴在黑板上:

以上只是对能量流动做了定性分析, 科学实验必须用实验数据说明问题。

4.能量流动的特点

设计思路:

4.1多媒体展示:赛达伯格湖的能量流动图解。 要求学生思考:

设问:流经此生态系统的总能量为多少?

设问:能量流动起点是什么?

设问:图中方框大小、图中箭头方向、图中箭头粗细代表的意义分别是什么?

设问: 从第一营养级到第二营养级的能量传递效率是多少? (介绍能量传递效率的计算) , 第二营养级到第三营养级呢?

上述内容可以由学生讨论归纳完成, 教师再作点评。

4.2能量流动的特点:

方向上:能量流动是单向的。

数值上:能量流动是逐级递减的, 传递效率为:10%~20%。

原因: 一部分自身呼吸作用消耗的、 一部分被分解者分解、一部分未被下一营养级利用。

4.3了解了能量流动特点后, 要求学生对黑板上的模型图 (草、兔、狐构成的食物链) 能量流动示意图做修改, 表示出能量流动的方向和特点:

将修改后的模型图贴在黑板上, 教师再展示制作好的PPT。

设问: 如果把赛达伯格湖的各个营养级生物在单位时间内所得到的能量数值由低到高绘制成图则会是怎样的呢?

4.4能量金字塔:

设计思路:学生阅读教材内容后思考

设问:生态系统的能量流动一般不超过4—5个营养级?

设问:由草、兔、狐构成的食物链各营养级生物在单位时间内所得到的能量数值由低到高绘制成图会是怎样的呢?

设问: 若把各个营养级生物在单位时间内的个体数量由低到高绘制成图会是怎样的呢?

学生进行思考回答, 动手完成绘制能量金字塔、数量金字塔图示。

设问:数量金字塔有无例外?树→昆虫→小鸟。

数量金字塔应该是怎样的图形?能量金字塔呢?

展示课件PPT:总结能量金字塔是一样的, 而数量金字塔则不同, 非常直观, 使学生易于理解。

5.归纳总结:由学生归纳

设计思路: 利用概念图将本节课的重要知识点由学生归纳总结, 同时通过学生的总结发现问题能够及时纠正, 最终达到全面理解掌握。

6.教学反思

6.1反思成功之处:

(1) 本节增加了比较贴近生活的两个问题, 激起学生的大讨论, 而面对学生的各种想法, 并没有直接给出合理的答案和解释, 从而充分激发学主动生学习的兴趣。

(2) 本节课根据教材内容设计了较多的学生活动, 例如, 生态系统中能量流动过程时, 以草原生态系统中常见的草→兔子→狐为例, 学生开展讨论每一个营养级的能量流动情况, 结束后利用投影, 将讨论得出的一部分归纳结果展示给学生, 引导学生分析其中存在一些不合理的地方, 由学生自己互相取长补短, 从中体会分析的方法。 在学生明确了每个营养级的能量流动的三条去向后, 让学生用模型图构建能量流动的模式图。

(3) 在学习 “赛达伯格湖”能量流动定量分析后, 要求学生总结能量流动特点, 并且对自己完成的模型图进行修改, 使学生不仅知其然, 更知其所以然。

6.2反思不足之处:

(1) 学生活动、讨论较多, 课堂时间掌控不够理想, 有点前松后紧。

(2) 细节处理有待推敲。

《生态系统的能量流动》教案文档 篇5

柳河一中

张海霞

1.教材分析

本节内容的地位(本节内容为1课时)该节是人教社高中《生物》(必修3)第五章第二节.生态系统的主要功能是物质循环和能量流动，所以本节内容是本章的重点之一。由于“能量”的概念比较抽象，学生已经在物理、化学的学习中逐步建立了能量、能量传递、能量守恒等一些基本概念；在生物学中，学生已学习了“储存能量的物质”、“能量代谢”等内容，这些都是理解本节内容的基础，在教学中要紧紧依托这些知识。从考试的角度来看，本节内容常作为考试热点，往往把分析和计算结合在一起。2教学目标 知识目标:（1）、使学生理解能量流动是生态系统的两大功能之一。

(2)、使学生了解生态系统能量流动的概念，掌握生态系统能量流动的过程和特点。能力目标：

(1)、通过分析生态系统中能量的输入和散失，即“光合作用”和“呼吸作用”与各营养级之间的能量变化关系，发展学生的思维迁移能力。

(2)、通过引导学生定量地分析某个具体生态系统的能量流动过程和特点，培养学生分析、综合和推理的思维能力。情感目标：

(1)、通过分析生态系统能量流动的特点，培养学生用普遍联系的观点来分析事物。

(2)、站在生态道德的角度，理解一些生态学观点，使学生懂得对资源的利用应遵循生态学原理和可持续发展原则，为形成科学的世界观作准备。

3教具准备：多媒体课件、相关挂图

4教学方法:讨论分析教学法 图形直观教学法 迁移比较法 5教学重点和难点

教学重点:生态系统能量流动的过程和特点。教学难点:生态系统能量流动的特点及其形成原因 6重难点突破策略:(1).引导学生复习生态系统的成分和营养结构,为学习能量流动做好准备.(2).运用能量流动的动画,形象地演示相邻两个营养级之间的能量变化关系,使学生直观地理解一个营养级的能量的来源和去向,进而掌握能量流动的特点.(3).联系赛达伯格湖能量流动的实例,分析能量流动的传递效率,以验证和巩固生态系统能量流动的特点.(4).运用教材中“能量金字塔”形象地说明能量流动的特点是单向流动，逐级递减.7.教学过程设计

教学内容程序设计: 按照大纲的要求和教材的编排进行知识点的教学.导课:问题探讨

讲授新课

一、概念:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。

二、能量流动的过程： 输入的起点：太阳能

输入的总能量：生产者所固定的全部太阳能 传递途径：食物链和食物网

能量转化：太阳能

化学能

ATP和热能 散失：细胞呼吸以热能形式散失

三、能量流动的特点

1、能量流动的特点是：单向流动、逐级递减

2、能量传递效率是：10%~20% 小结（让学生总结）

练习：见多媒体

生态系统的能量流动教学设计 篇6

一、三维目标

1.知识目标：

（1）分析生态系统能量流动的过程和特点

（2）概述研究能量流动的实践意义

2.能力目标：

通过引导学生定量分析具体的生态系统能量流动过程和特点，培养学生分析、綜合和推理的思维能力。

3.情感目标：

通过让学生设计生态农业，体会遵循生态学规律，坚持可持续发展的原则。

二、重点与难点

生态系统能量流动的过程和特点。

三、教材分析

本节内容比较抽象，教材在问题探讨中安排了比较生动、具体的例子（孤岛生存），此例子就隐含了对生态系统中能量流动规律的探讨。

能量流动的过程，教材从生态系统能量的最初来源──太阳能入手。能量在某一营养级的变化情况，教材以能量流经第2营养级为例进行阐述，再概括能量在整个生态系统中的流动过程。能量流动的特点，教材以经典的林德曼对赛达伯格湖的研究为例，并且安排了以相关研究结果为材料的资料分析，引导学生自主地分析能量在生态系统中流动的特点。研究能量流动的实践意义这部分内容，则将本节所学内容与生产、生活实际建立了联系，反映了有关科学技术与社会生产实际的关系。另外，教材安排了两个思考与讨论，力图引导学生自主地获取知识、拓展视野，以及对本节所学知识进行应用。

四、教学手段

教师引导与学生自主学习相结合。从学生感兴趣的与现实生活中紧密联系的例子入手，通过提供一定的背景激发学生兴趣，让学生设计生态农业让体验能量的多级利用，通过分析最高营养级所能获得的最大能量为核心问题，引导学生分析营养级之间的能量流动关系，使学生直观形象地理解一个营养级的能量来源和去向，进而掌握能量流动的特点和过程。

五、教学课时 第一课时

六、教学过程

通过分析我国目前农业生产存在的问题，与美国的农业生产比较分析。

教师：假如给你提供100亩地种植作物，再提供一定场地养殖一些其它的动物，根据本节能量流动的相关内容设计一个经济效益较高的生态农业。

学生：小组讨论进行设计

教师：玉米亩产量是1000斤，玉米籽粒与秸秆的比为1：1.6。

问题：1.画出该生态农业的营养结构；

2.计算出人所能获取的最大能量。

小组设计完之后，小组进行展示画出该生态农业的营养结构。

师生共同分析点评该小组的生态农业。

各小组计算：人所能获取的最大能量，通过本环节分析让学生理解各营养级能量的来源、去路以及能量流动的特点。

七、板书设计

生态系统的能量流动

玉米亩产量（籽粒）是1000斤，玉米籽粒与秸秆的比为1：1.6。

问题：1.画出该生态农业的营养结构；

能量流动 篇7

一生态系统能量流动的定义

教材首先介绍了生态系统的概念和基本结构, 为后续介绍生态系统的能量流动和物质循环做好铺垫。然后依据生态系统基本结构中食物链和食物网的知识指出, 一切生命活动都伴随着能量的变化, 没有能量的输入也就没有生命和生态系统, 进而给出了生态系统的能量流动的定义:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程, 称为生态系统的能量流动。然后介绍了能量流动的过程和特点以及研究能量流动的实践意义。

二对生态系统的能量流动定义的分析及修改建议

从教材所给生态系统的能量流动的定义我们可以发现, 该定义的关键词是描述生态系统能量流动过程的四个动词“输入、传递、转化和散失”, 用这四个动词将生态系统的能量流动情况进行描述便可得到生态系统的能量流动的定义。因此, 笔者尝试从这四个动词的本意入手, 基于系统论的基本观点对生态系统的能量流动过程进行————————————————————————分析, 并提出对生态系统的能量流动定义的修改建议。

1. 对生态系统的能量流动定义中动词的解释

为了分析生态系统的能量流动的定义, 笔者专门查阅了由中国社会科学院语言研究所词典编辑室编、由商务印书馆于2003年出版的《现代汉语词典》 (下文简称词典) 。词典将“输入”解释为: (1) 从外部送到内部; (2) 商品或资本从国外进入某一国; (3) 科学技术上指能量、信号等进入某机构或装置。词典将“传递”解释为:一个接一个送过去, 辗转递送。词典将“转化”解释为: (1) 转变, 改变; (2) 矛盾的双方经过斗争, 在一定条件下, 各自向着和自己相反的方面转变, 向着对立方面所处的地位转变。词典将“散失”解释为: (1) 分散遗失; (2) (水分等) 消散失去。

2. 对生态系统的能量流动过程的系统论分析

教材首先运用示意图介绍了能量流经一个种群的情况, 然后运用能量流经第二营养级示意图将视野从能量流经种群的情况拓宽到能量流经营养级的情况, 再运用生态系统能量流动示意图介绍了生态系统的能量流动情况。这种从小到大的介绍方法符合学生的认知规律, 有利于学生通过“螺旋上升”来建构自己的认知结构。然而, 从这三个层次的能量流动情况来看, 无论将一个种群、一个营养级还是一个生态系统看作一个开放系统, 系统的能量流动都首先要有能量的“输入 (从系统外部送到系统内部) ”, 否则也就没有生命和生态系统;能量的“散失 (分散遗失) ”贯穿整个能量流动过程;然而, 就能量的“传递”和“转化”而言, 笔者认为, 能量的“转化 (转变为本种群或本营养级的能量) ”应该在能量的“传递 (一个种群接一个种群或一个营养级接一个营养级送过去) ”之前完成。

从能量流经一个种群的情况来看, 可以将这个种群看作生态系统的一个要素或者这个种群所属那个营养级的一个子系统。从教材所给示意图可以明显看出, 能量输入该系统后, 有一部分能量散失了, 另一部分能量则被种群储存了起来。教材也指出, 生态系统的生产者 (第一营养级) 是通过光合作用将太阳能转化为化学能而固定在它们所制造的有机物中。那么, 生产者中的某个种群系统必然也是通过光合作用将太阳能转化为化学能而固定在该系统所制造的有机物中。因此, 种群系统的能量储存过程就是将“输入”到该系统的部分能量“转化”为本系统能量的过程。而且, 也只有通过能量“转化”让种群储存了能量, 才能实现一个种群接一个种群地把能量“传递”下去。也就是说, 从种群层次的系统来看, 能量“输入”该系统时系统先将能量“转化”为该种群系统的能量, 再从该种群系统“传递”到下一个营养级的种群系统。

从能量流经一个营养级的情况来看, 可以将该营养级看作生态系统的一个子系统。就能量流经第一营养级 (生产者) 的情况而言, 生产者先通过光合作用将太阳能转化为化学能而固定在生产者所制造的有机物中而完成该系统的能量“输入”。能量输入第一营养级系统后, 一部分能量在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了;一部分用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动, 储存在植物体的有机物中。从上述过程可以看出, 能量“输入”第一营养级这个系统的过程本身也是该系统进行能量转化的过程。只有生产者先通过“转化”将能量储存在植物体的有机物中, 然后才能通过初级消费者摄入而“传递”到初级消费者。就能量流经第二营养级 (初级消费者) 的情况而言, 通过初级消费者摄入, 能量从生产者“传递”到初级消费者, 也就是能量“输入”第二营养级这个系统。从教材所给示意图也可以明显看出, 能量流入第二营养级这个系统后, 通过该系统的“同化”将“输入”到该系统的部分能量用于该系统生长发育和繁殖而将“输入”到该系统的部分能量“转化”为本系统的能量。然后, 能量才从该营养级系统“传递”到下一个营养级系统。也就是说, 从营养级层次的系统来看, 能量“输入”该系统后先“转化”为该营养级系统的能量, 再从该营养级系统“传递”到下一个营养级系统。当然, 在能量流经营养级系统的整个过程中都伴随着能量的“散失”。

从能量流经一个生态系统的情况来看, 如果把该生态系统看作一个系统, 则该生态系统中的每一个营养级都是该系统的一个子系统。能量在第三、第四营养级的变化与第二营养级的情况大致相同。将各个既相互区别又相互联系的营养级系统有机结合起来便形成了生态系统, 将各个既相互区别又相互联系的营养级系统的能量流动有机结合起来便形成了生态系统的能量流动。也就是说, 从生态系统的层次来看, 生态系统的能量流动是由组成该生态系统的各个营养级这些子系统先将“输入”到本系统的部分能量“转化”为本系统的能量, 再从该营养级系统“传递”到下一个营养级系统这样有机结合而形成的。换句话说, 从生态系统的层次来看, 生态系统的能量流动过程是能量“输入”该系统后由该系统的各个不同营养级的子系统先将“输入”的能量“转化”为该子系统的能量, 再从该子系统“传递”到下一个子系统而形成生态系统的能量流动。当然, 能量流动的整个过程中都伴随着能量的“散失”。

3. 对生态系统的能量流动定义的建议

从上述对生态系统的能量流动定义中行为动词的解释和对生态系统的能量流动过程的系统论分析来看, 不管从能量流经一个种群、一个营养级、一个生态系统的情况来看, 还是从能量在太阳和生态系统组成的这个大系统中的流动情况来看, 能量流动都理应是先“转化”而后“传递”。因此, 笔者认为, 我们应该把生态系统的能量流动定义修改为:“生态系统中能量的输入、转化、传递和散失的过程, 称为生态系统的能量流动。”

三结束语

现代系统论将地球上最大的生态系统生物圈列为六个开放复杂巨系统 (宇宙系统、地理系统、生物圈系统、社会系统、人体系统和大脑系统) 之一, 且认为与总系统同维的分系统也是开放复杂巨系统。因此, 无论我们研究的生态系统的空间范围是大是小, 生态系统都是一个非常复杂的开放系统, 生态系统的能量流动也是能量在一个多子系统和多要素的开放系统中进行的非常复杂的流动。因此, 对生态系统的能量流动的研究也是一项十分艰巨而复杂的工作。在引用人教版高中生物教材所给生态系统的能量流动定义的基础上, 尝试通过对定义中动词的解释以及对生态系统的能量流动过程的系统论分析, 对生态系统的能量流动定义进行分析只是笔者对生态系统的能量流动的一点粗浅认识, 错漏之处希望学界同仁批评指正。

参考文献

[1]朱正威、赵占良.生物3 (必修) 稳态与环境[M].北京:人民教育出版社, 2007:93

[2]中国社会科学院语言研究所词典编辑室编写.现代汉语词典 (2002年增补本大字本) [M].北京:商务印书馆, 2002

能量流动 篇8

一、支架式教学的内涵和基本流程

支架式教学是在前苏联著名心理学家维果斯基的最近发展区理论的基础上发展起来的一种教学方法。该理论指出,教学不能仅仅保持在学生已有的发展水平上,而应以学生的实际发展水平为基础,以潜在的发展水平为目标,在最近发展区内开展教学,即“教学要走在学生发展的前面”。欧共体“远距离教育与训练项目”的有关文件把支架式教学界定为“支架式教学应当为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架。这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的。为此,事先要把复杂的学习任务加以分解,以便于把学习者的理解逐步引向深入”。[1]现在研究者们,通常把支架式教学的概念作了简化,认为“支架式教学就是通过提供学习支架以帮助儿童主动建构知识的教学模式”。[2]

一般认为,支架式教学的操作程序包括“搭脚手架——进入情境——独立探索——协作学习——效果评价”[3]五个环节。有研究者将支架式教学在高中生物教学中的应用设计成“创设教学情境——搭建探究支架——尝试自主探究——加强合作学习——学习效果评价”[4]五个部分。笔者在执教本节课时,根据教学内容将支架式教学的操作环节设计为“创设情境,提出问题——搭建支架,构建模型——运用支架,协作学习——撤除支架,独立探索——归纳总结,检测评价”。

二、支架式教学的实施过程

1. 创设情境,提出问题

教师:假设你像小说《鲁滨逊漂流记》中的鲁滨逊一样,流落到一个荒岛上,那里除了有能饮用的水之外,几乎没有任何食物,你随身携带的食物只有15千克玉米和一只母鸡。你认为如何利用食物才能么让你维持更长的时间来等待救援?

A.先吃鸡,然后吃玉米;B.先吃玉米,同时用部分玉米喂鸡,吃鸡生产的蛋,最后再吃鸡。

教师:如果你的选择能让鲁滨逊获得更多的能量,那才能让他的生命维持更长的时间。要解决这个难题需要学习生态系统中关于能量流动的相关知识。

2. 搭建支架,构建模型

以一条具体的食物链为例分析生态系统中能量的流动过程:草→兔→鹰。

分析第一营养级(草)能量的来源和去路,设计以下问题串引导学生自主学习教材:(1)生态系统所需能量的来源是什么?(2)太阳能是如何输入到第一营养级的?(3)流经生态系统的总能量是什么?(4)输入第一营养级的能量有哪些去路?每个去路是否可以再细分?(5)如果我们把流入第一营养级的能量设为M,呼吸作用散失的能量设为A,用于生长发育繁殖的能量设为B,请你尝试构建一个能量输入和去路的模型。

教师讲解:能量的去路可以说成两条去路,也可以说成四条去路(如下图)。两条去路,即呼吸作用以热能散失和用于自身生长发育繁殖的储存在有机物中的能量;四条去路,即呼吸作用散失、流入下一营养级分解者利用和未利用部分。而如果长期来看,也可以把未利用部分划归到被分解者利用,因此也可以认为是三条去路,即呼吸作用散失、流入下一营养级和被分解者利用。

用字母表示其关系:M=A+B,B=B1+B2+B3,即M=A+B=A+B1+B2+B3=A+B1+(B2+B3)。

分析处于第二营养级(兔子)种群能量的来源和去路,回答以下问题:(1)兔子的能量是从哪里来的?(2)兔子吃进去的草中的能量能否被兔子全部吸收?为什么?(3)输入兔子体内的能量又有哪些去路呢?

3. 撤除支架,协作学习

展示赛达伯格湖能量流动图片,小组合作,交流讨论以下问题:(1)在生产者的能量流入和输出的各数字上用M、A、B、B1、B2、B3表示出来,并列出等量关系。(2)列式计算出植食性动物用于生长发育繁殖的能量是多少?(3)处于食物链末端的肉食性动物能量去路比其他动物少哪一部分?(4)如果用下一营养级同化量/上一营养级同化量*100%表示能量传递效率,请计算赛达伯格湖中第一、二营养级和第二、三营养级的能量传递效率。

梳理生态系统中能量流动的特点:单向流动、逐级递减。

(1)从方向上看,能量流动能不能逆转?能不能循环流动?

(2)从数值上看,能量为何不会百分之百从一个营养级流到下一个营养级?

4. 归纳总结,检测评价

(1)回顾鲁滨逊遇到的难题,到底应该选择A方案还是B方案呢?

(2)总结本节课的收获。

(3)课堂检测练习题。

三、关于支架式教学的反思

在本节课中,通过逐级分析“草→兔→鹰”食物链,把能量的输入和去路构建成数学等量关系模型,这一模型是本节课最重要的“支架”。在此支架的辅助下,学生能够理解、建构和内化所学的知识与技能,接着再撤除支架,让学生协作分析赛达伯格湖的能量流动过程,完成对所学知识的实践运用,达成学生的学习目标。

高中生在知识基础和理解能力方面个体差异较大,教师准确分析判断自己班级学生的发展水平,根据教学内容搭建恰当的“教学支架”是实施支架式教学,提高课堂效率的关键点;另一方面,对图表、模型、问题及范例等各种“支架”形式的合理搭配,从而顺应学生的认知特点也是非常重要的。当然,教无定法,并不是每一节课都适合采用支架式教学,教师还需要综合考虑教学内容、学生水平以及教学条件等各种因素,选择最优教学策略,因材施教。

注释

1[1]魏志平.支架式教学方法[J].数学通讯,2003(19).

2[2]杜军.“支架式”教学应重视“脚手架”的搭建[J].教育理论与实践,2005(7).

3[3]刘杰.支架式教学模式与课堂教学[J].贵州师范学院学报,2010(3).

生态系统中能量流动的巧析巧用 篇9

生态系统的功能之一是能量流动，能量流动沿着食物链流动，那么能量沿食物链流动时有什么样特征？根据这些特征，我们如何去计算在某一食物链中某一营养级的生物个体固定的能量和物质分别是多少呢？要解决这个问题，我们首先要清楚能量流动的过程。

关于能量流动的过程我们可以用以下的简图表示：

从能量流动的过程可以看出能量流动有以下特点：能量流动的起点是太阳能。流经生态系统的总能量是生态系统所有生产者固定的全部太阳能。流经每一营养级的能量除了用于每一营养级生物个体的同化作用和异化作用外，还有一部分能量要流向下一个营养级，另外植物留下的残枝败叶和动物的排泄物以及尸体被分解者分解后有一部分能量回到无机自然环境中，当然动物的排泄物也散失了部分能量。总之，每一营养级的生物个体都在消耗能量，流向下一营养级的能量在逐渐减少，而且能量只能从高营养级而向低营养级流动，也就是说能量在生态系统中是单向流动逐级递减的。既然能量流动是逐级递减的，那么能量的传递效率是多少呢？根据生态学家林曼对天然湖泊 赛达伯格湖的能量流动进行的定量分析，我们知道能量的传递效率是10%～20%，也就是说能量在生态系统中最高的传递效率是 ，最低的传递效率是 。清楚了能量流动的特点以及能量的传递效率，关于生态系统中能量的计算也就不是什么难题了。我们看下面 的实例：

例1：在下列这条食物链中，牧草 兔 狼 狮，第一营养级的生物 牧草固定100KJ的能量，那么狮子固定的能量最多是多少？最少是多少？

分析：这是一个已知低营养级的生物个体固定的能量求较高营养级的生物个体固定的能量最多是多少、最少是多少的问题，根据能量传递效率所包含的意义，求较高营养级的生物个体固定的能量最多是多少。我们就按照最高的传递效率 来计算，求较高营养级的生物个体固定的能量最少是多少，我们就按最低的传递效率 来计算。先来看这条食物链中各营养级的生物个体所处的营养级级别及消费者级别。

假设第一营养级的生物个体 牧草固定的能量为A1，第二营养级、第三营养级、第四营养级的生物个体固定的能量为A2、A3、A4，则根据能量传递效率的包含的意义，则有A2最少= A1× ；A3最少= A1× × = A1× ；A4最少= A1× × × = A1× ，不难推导出第n营养级的生物个体固定的能量：An最少= A1× ，同理第n营养级的生物个体固定的能量An最多= A1× ，在這里需要注意的是n代表营养级级别，而不是消费者级别。则：A4最少=100× =0.1（KJ）；A4最多=100× =0.8（KJ）。

例2：在下列这条食物链中，牧草 兔 狼 狮，第四营养级的生物个体 狮固定100KJ的能量，则：第一营养级的生物个体 牧草最少要固定多少千焦的能量？最多要固定多少千焦的能量？

分析：这是一个已知较高营养级的生物个体固定的能量，求较低营养级的生物个体固定的能量最少是多少、最多是多少的问题，也就是例1的逆问题。同样，我们假设第n营养级的生物个体固定的能量为An，则根据对例1的分析以及能量传递效率所包含的意义，我们不难推导出An=A1最少× ，则A1最少=An×5n-1，同理A1最多= An×10n-1，则：A1最少=100×54-1=1.25×104（KJ），A1最多=100×104-1=1×105（KJ）

从对例1和例2的分析，我们可清楚知道：如果已知较低营养级的生物个体固定的能量，求较高营养级生物个体固定的能量最少是多少，我们就按最低的传递效率 来计算，求较高营养级的生物个体固定的能量最多是多少，就按照最高的传递效率 来计算。如果已知较高营养级的生物个体固定的能量，求较低营养级的生物个体固定的能量最少是多少我们就按最高的传递效率 来计算，求较低营养级的生物个体固定的能量最多是多少，我们就按最低的传递效率 来计算。在这里需要强调的是以上推导出的四个公式：An最少= A1× ；An最多= A1× ，A1最少=An×5n-1；A1最多=An×10n-1，不仅符合能量的问题的计算，也符合物质问题的计算。因为物质循环伴随着能量流动进行。