《能量流动和物质循环》教案(DOC)

第二章第三节能量流动和物质循环

教案设计

【教材分析】

本节课教学内容是济南版八年级下册第六单元第二章的第三节课，是在前面我们学习了生态系统的组成以及食物链和食物网的知识基础上来进行的，因为在食物链和食物网的形成过程中，其中就伴随着能量的流动和物质的循环过程．由于有了前面的知识基础，为本节课的内容作了很好的铺垫，但本节课的知识内容比较抽象，所以在学习过程中还会有一些难度．在教学过程中，需要通过图片、PPT课件等的互相配合使用，使本节课的教学变得更加容易理解、易于接受、准确的掌握．

【学情分析】

本节课的教学内容安排在八年级完成，从学生方面来讲，由于经过了初中一年多的学习，同学们已经适应了初中阶段的生活环境；了解了生物学科的特点；适应了学科教师的授课方法，并且也形成了自己的有特点的学习方法．也从小学生的学习思维模式逐步转化成了初中生的学习思想和理念．所以，对于本节课的学习虽然会有一些抽象，但同学们一定会通过自己的努力、老师的引导，很好地完成本节课的学习．

【教学目标】

知识目标

1.掌握物质循环的概念以及碳循环的过程．（重点）

2.理解能量流动和物质循环的联系和区别．（难点）

过程与方法

通过了解生态系统的能量流动和物质循环，渗透生态系统是一个整体的观点．

情感、态度与价值观

认识人类的各种活动必须遵循生态系统的客观规律．

【重点和难点】

重点：生态系统能量流动的过程和特点．

难点：生态系统的能量流动具有单向性和逐级递减的原因．

【课前准备】

学生：复习巩固上节课的食物链和食物网的知识．

教师：多媒体课件、图片、文本．

【学法指导】

（1）学生课前预习．

（2）课堂交流：师生交流，学生学会在教师引导下归纳总结知识点．

（3）小组合作：上课之前学生按事先分组，进行合作交流活动．

（4）小组交流：学生在交流中学会分析选择，培养综合能力．

【课时安排】1课时

【教学过程】

一、复习巩固：幻灯片展示巩固练习题．

设计意图：复习旧知，强化知识，为新知铺垫．

二、导入新课：首先请大家做一个快乐竞猜游戏．

假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，随身尚存的只有少量的玉米和一只母鸡，那里除了能饮用的水外，几乎没有任何食物。以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援：生存策略1：先吃鸡，然后吃玉米．

生存策略2：先吃玉米，用部分玉米喂鸡，吃鸡下的蛋，最后吃鸡．

学生：每组学生各选一名代表，做出选择．（绝大部分学生选择的是2）

教师：真理往往掌握在少数人手里．我们共同来看看鲁滨逊的选择是——先吃鸡，后吃玉米．

母鸡提出抗议：

对于母鸡的抗议，我们是可以理解的．我们必须给母鸡一个合理的解释，消除母鸡的不满情绪，这就要用到我们这节课所学内容．

板书：能量流动和物质循环

设计意图：游戏引入，缓解了刚才提问时的紧张情绪．从同学们熟知的鲁滨逊漂流记入手，引起同学们激烈的讨论．创设情景，激发学生兴趣。设置悬念，引起学生的好奇心，活跃课堂气氛．

三、教师讲解：知识点一、生物系统的能量流动

过渡：那么什么叫生态系统的能量流动？生态系统的能量是怎样流动的呢？

探究一：能量流动的过程

1.自主学习：PPT动态演示“生态系统的能量流动示意图”，阅读教材、思考：

（1）营养级的定义：食物链上的每一个环节,叫做_________，图中“草→兔→狐”这条食物链中，第一营养级是______，第二营养级级是______，第三营养级是______．

（2）强调作为生产者的绿色植物和所有自养生物都位于食物链的起点，即食物链的第一环节，构成了第一营养级。所有以生产者为食的动物都属于第二营养级，第三营养级包括所有以植食性食物为食的肉食性动物。

（2）请你指出每个营养级能量的来源和去路．

2.学生结合“生态系统能量流动示意图”和教材内容，思考讨论，小组内交流答案，完成思考题（1）营养级；草；兔；狐．

设计意图：学生主动自学，明确营养级的概念，为学习能量流动的方向打下基础，通过识图培养学生观察和分析问题的能力．

探究二：能量流动的特点

1.过渡：我们在能量流动示意图中，认识了能量流动的过程，仔细观察我们还会发现箭头全是单方向的。能量是否能逆向流动？或者是循环使用? 大家讨论，说出你的理由？

学生讨论：

小组代表：不会．（1）生物之间的吃与被吃的关系是不能逆转的，因而能量传递的方向也是不可逆转的；（2）各生物成分通过呼吸作用散失的能量，是不能被生物重新利用的．

总结：同学们分析的非常好，由此可见，能量流动的特点是单向流动的．

2.设疑：在能量流动示意图中，我们还发现箭头由粗到细，方框从大到小，大家讨论，发挥你的聪明才智，这说明了能量流动还有什么特点？请结合教材内容及图片思考以下问题：

PPT生态系统中各营养级能量比较模式图

（1）随着食物链的延伸，能量在各营养级上的含量有何特点？

生：能量逐级递减。每个营养级的箭头面积逐渐减小。

（2）图中各营养级能量传递的效率是多少？

生：10%

总结：一般地说，能量在两个营养级之间传递的效率为10%—20%。

（3）为什么上一营养级的能量不能100%传给下一营养级？

学生讨论、回答：

①各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量

②各营养级总有一部分生物的能量未被下一个营养级的生物所利用

③各营养级的尸体、粪便等流入到分解者被利用

（4）为什么食物链只有了3—4个营养级，一般不超过五个营养级？

学生讨论、回答：由于能量流动是逐级递减的，营养级越多，在能量流动的过程中消耗的能量也越多，当能量流动到第五营养级时，能量已经不足于维持一个营养级的生存，因此食物链中的营养级只有3—4级．

结论：由此我们得出能量流动的另一个特点是：逐级递减（能量传递效率为10%--20%）

设计意图：激发学生兴趣，层层深入，注重知识的联系性，使学生对本节内容进行全面逻辑的学习。从实际数据出发，让学生主动发现问题，总结问题中所反映的规律，发挥主观能动性，牢固掌握知

识．

相关链接：请学生判断各层次代表的营养级，并思考：（多媒体展示）

提出问题：

1.此能量金字塔各营养级有无倒置的可能？

2.该生态系统各营养级个体数量是否也呈金字塔形？有无倒置的可能？

3.如果要最大程度地减少能量的散失，应该怎么办？

以小组为单位交流讨论并归纳总结．

学生回答1：没有，能量是第一营养级固定的，而且单向流动，逐级递减，下一营养级的能量来自于上一营养级，也总是少于上一营养级．

2：有，如一棵树以及树上的麻雀和害虫．

3：减少营养级．

教师总结：这一点也是我们研究能量流动的目的所在，我们总是希望能量能最大程度地流向人类，但是在生产实践中，能量的高效利用和持续利用总是矛盾着，这就需要我们运用能量流动的原理来合理调整能量流动关系，使能量能持续高效地流向对人类有益的部分．请学生说出在生活中应该怎样天正生态系统中的能量流动关系，才能使能量流动持续高效地对人类有益？

探究三：研究能量流动的实践意义

1.过渡：时间过的真快，半节课已经过去了，母鸡妈妈该等急了吧！请大家利用所学知识，解释鲁滨逊为什么“先吃鸡，然后吃玉米”．

学生活动：兴致很高，七嘴八舌，纷纷议论．

学生回答：用玉米喂鸡，增加了人在食物链中的营养级数，增大了能量浪费，违背了人对有限能源的最大利用原则．

设计意图:上课之初的一个问题贯穿能量流动的教学过程，有始有终．也让学生体验运用知识解决问题的乐趣．

请同学们与老师一起总结能量流动的过程：

①输入能量源头：太阳能

②起点：生产者固定太阳能开始

③输入总量：生产者固定的太阳能总量

④传递途径(渠道）：食物链和食物网

⑤传递形式（物质）：有机物中的化学能

⑥散失：主要以热能形式散失(呼吸作用）

播放视频：阿拉斯加的物质循环影像．

知识点二、生态系统的物质循环

播放课件：碳的循环图解

引导探索：1.碳在无机环境中的存在形式是什么？碳在无机环境与生物群落之间以什么形式循环？碳进入生物群落的主要方式是什么？

2.碳在生物群落的存在形式、传递形式是什么？碳进入无机环境的方式是什么？

学生讨论：光合作用过程和呼吸作用过程中碳的传递过程．

（每组推荐一个同学回答，其他同学补充，老师点拨指导．）

师生归纳：大气中的CO2进入生物群落，主要依赖于绿色植物的光合作用，使无机“C”变为有机“C”，再通过食物链进入动物和其他生物体中，因此从“C”的循环可见绿色植物是生态系统的基石；除此之外，还有化能合成作用的微生物也能把CO2合成为有机物。另外，生物群落中的有机“C”，通过呼吸作用和分解作用变成无机“C”回到大气中；还有一部分生物遗体没有被分解者分解，转变成为地下的石油和煤，暂时脱离循环，但一经开采燃烧，便可产生CO2返回碳循环．

得出结论：物质循环的特点：周而复始

过渡：碳循环是自然界中重要的物质循环，除此之外，还有？

通过图片认识水、氮循环的大致过程加深对物质循环的认识．

（视频播放水的循环过程）

水循环

小结：这就是为什么维持生态系统所需的大量物质，例如氧、水、氮、碳和许多其他物质，亿万年来却没有被生命活动所消耗完的原因．循环的特点是周而复始．

设计意图：以问题的形式引导思考，能增强学生的注意力，培养学生表达能力．及时总结提高学生的整体感知．

四、总结：能力流动和物质循环的特点和联系．

特点不同：能量流动是逐级递减的，物质循环是周而复始的．

联系：这两个过程密切相关，不可分割，物质是能量的载体．能量是物质循环的动力．它们将生态系统的各种成分联系成一个统一的整体．

展示表格比较能量流动和物质循环

设计意图：对本节课的教学内容进行比较，加深理解．突出重点和难点．

五、拓展创新：什么是水体富营养化？

文本方式介绍水体的富营养化．

六、名师解惑：

1.能够把生物体内的有机物分解成二氧化碳并释放到无机环境中的生物是（）

A．生产者 B．消费者 C．分解者 D．以上都是

2.从物质循环的观点看，人体内碳元素的最终来源是( )

A．食物所含有机物中的碳 B．非生物环境中的碳

C．大气中的二氧化碳中的碳 D．生态系统中的生产者

七、布置作业：课后习题，完成新课导学．

【板书设计】

第三节能量流动和物质循环

一、生态系统的能量流动

探究一、能量流动过程

探究二、能量流动特点

①特点：单向流动和逐级递减

②能量传递效率：10-20%

③能量（数量）金字塔

探究三、研究能量流动的意义

二、生态系统的物质循环

碳循环、水循环、氮循环等

【教学反思】

本节主要讲述了能量流动的过程、能量流动的特点和研究能量流动的意义．本节课采用了“激趣导学”课堂教学模式，借助多媒体手段最大限度地发挥了学生的主动性和创造性，使学生能够运用所学的生物学知识解决实际生活中的问题．以下是针对本节课的教学我的几点感悟：

1.成功点

（1）教师能够调动学生积极主动地参与学习活动．本节以《鲁滨逊漂流记》的有关情节引入，激发了学生学习的兴趣，调动了学生学习的积极性，在课堂上通过学生的互相讨论，学生的思维被充分地调动起来，主动参与学习，成为学习的主人．

（2）在教学中结合多媒体课件，不仅体现了生物教学生动、鲜活的特点，而且降低知识难度使学生更容易接受，同时教师的适当总结，可以使学生对知识有更深更全面的认识．

2.感悟点

在教学中，教师是学生学习和成长的帮助者，及时准确地发现学生的需求并提供恰当的帮助，是教师最重要的教学基本功．在教学过程中一切都应以学生的活动为主，教师只是一个组织者、引导者与合作者，学生是学习的主人．

追踪本课教学过程，审视教学环节．我发现兴趣仍是学生学习的推动力，而通过多媒体的教学手法则很好的调动了学生学习的兴趣．当然，认真严谨的教学设计也是必需的．

附答案和解析：

例题1.解析：生产者和消费者的呼吸作用能将体内的有机物分解成二氧化碳并释放到无机环境中，分解者通过分解作用将动植物的尸体及腐烂物质分解成无机物，释放的二氧化碳进入大气．

答案：C

例题2.解析：绿色植物通过光合作用把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，植物制造的有机物，不仅养活了植物自身，还为动物的生存提供食物，动物作为消费者，直接或间接地以植物为食，通过消化和吸收，将摄取的有机物变成自身能够利用的物质，这些物质在动物体内经过分解，释放能量，同时也产生二氧化碳、尿液等物质，这些物质可以被植物利用，因此动物体中碳元素的最终来源是大气中的二氧化碳，故选C．

答案：C