生态系统能量流动教学设计(获奖设计).doc

《生态系统的能量流动》（第1课时）教学设计 杏坛中学生物科组 黄春花一、 教材分析： 1.教材地位：《生态系统的能量流动》是必修3第五章第二节的内容，该节内容包括：生态系统能量流动的概念、过程、特点以及研究能量流动的实践意义在模块内它起到承上启下的作用，以第一节生态系统的结构为基础，又与第三节生态系统的物质循环紧密联系在模块间与必修1的“细胞的能量供应与利用”联系密切，与选修3的生态工程又直接相连2.教材问题分析：教材中设计了多个问题来推进教学内容的展开，这些问题各有优劣问题出现的位置具体问题合理性分析教师的处理问题探讨以下哪种生存策略能维持更长的时间1.荒岛求生是学生感兴趣的情境2.学生所作出的不同的选择会引发学生的争论，而争论正是驱动力的来源保留问题，但不提供选择本节聚焦1.怎样研究生态系统的能量流动2.生态系统的能量流动有什么特点3.什么是能量金字塔是本节课的核心问题，但问题难度大，学生难以回答在核心问题的引领下设置小问题，并形成问题串思考与讨论11.生态系统的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律2.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来这两个问题放在能量流动的定性分析之后，学生可以利用其它学科的知识从逻辑上推测它应该守恒，但是通过分析数据可以让学生更直接的体验把这两个问题放在能量流动的定量分析之后资料分析根据上图提供的数据用表格的形式，将图中的数据进行整理，并计算流出该营养级的能量占流入该营养级的能量的百分比在这个地方学生正确理解图解尚且有些困难，例如62.8这个数据是指摄入量还是同化量？为什么会有未利用的能量？理解不太顺利，设计表格谈何容易！教师提供表格，学生学会获取数据信息，填入表格即可二、学情分析：1.学生具备一定的关于能量、能量转化、能量散失的知识基础，但对生态系统的能量流动缺乏整体认识，尤其缺乏系统分析思想。

2.知道构建概念模型的一般方法，但是构建模型的能力仍需加强3.具备一定的数学基础，但是设计表格整理数据，分析数据仍有很大的挑战性4.具备一定的生活经验，如过度放牧、草场沙化，沼气池，田间除草等，但不能有效的将之与所学知识进行联系三、教学目标：1.知识目标：分析生态系统能量流动的过程和特点2.能力目标：  （1）分析生态系统能量的变化，发展学生的思维迁移能力2）学会分析推算生态系统的能量传递效率，用于解决相关问题，培养学生的分析、推理、综合的思维能力3.情感态度价值观目标：体验系统分析方法在能量流动研究中的应用，认同建构模型在生物科学研究中的价值四、教学重难点：教学重点：能量流动的过程和特点教学难点：1.能量流动的分析方法；2.能量流动的过程；3.能量流动的特点五、教学策略 采用“问题驱动课堂”的教学策略，该策略模型为：铺垫 前置性问题服务 提升，应用 核心问题（聚合器） 系列性问题（驱动器） 后置性问题 六、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图1.情境引入，激发兴趣情境：鲁滨逊荒岛求生前置性问题：问1：哪种生存策略能让你生存更长时间来等待救援，依据是什么？ 问2：鲁滨逊如何获得能量，获得的能量又是如何储存、转化、利用和散失的呢？学生思考回答学生调用以往的知识，从个体水平上分析能量的流动。

情境激发兴趣！争论激发求知欲，主动探索问题的答案同时通过“前置性问题”引导学生联系以往知识解读几个跟能量密切相关的关键词：输入、转化，利用和散失2.核心问题驱动，多层次突破系统分析方法 由核心问题“怎样研究生态系统的能量流动”出发，从多个层次阐述能量流动的分析方法水平1：水平2：水平3：学生在老师的引导下，进行知识的迁移，对图形进行简化或修改补充由图1能量流经一个个体的图示，初步建立定性分析能量流动的思路再由个体到种群，逐步简化，培养学生建构模型的能力，同时初步体会系统分析方法进而由种群水平推进到营养级水平的研究，并让学生修正图形，从而有效的提升了学生对系统分析方法的体会和领悟，有效突破了难点3.系列性问题引领，教师示范建构图解模型 在核心问题“怎样研究生态系统的能量流动”的驱动下，由抽象到具体，分析营养级水平上的能量流动系列性问题引领，老师示范建构模型：能量流经第一营养级的过程图解，实现文图转换问1：第一营养级的能量来自哪里？光能如何输入第一营养级？ 问2：照射在生产者身上的太阳能都被其吸收固定了吗？生产者固定的能量以什么形式存在哪里？ 问3： 生产者固定的太阳能是否全部用于自身的生长发育繁殖？ 问4： 用于生长发育和繁殖的能量最后有哪些去向？学生和老师一起解答问题，同时构建图解。

核心问题下设置的系列性，使知识问题化，形象化、具体化，让学生跳一跳，然后摘到“桃子”，这样可以激发学生思考的积极性，从而有效地促进学生智力的发展4. 迁移应用，学生尝试构建图解模型教师巡查学生的构建情况，关注学生存在的问题学生首先根据能量流经第一营养级的过程示意图，尝试构建能量流经第二营养级的过程示意图学以致用，提升学生的知识迁移运用能力，达成能力目标5. 系列性问题引领，引导学生修正模型 学生构建的模型问题较多，老师通过问题驱动分析，引导学生修正模型问1：能量怎样输入第二营养级？ 问2：初级消费者摄入的能量就是输入第二营养级的能量吗？ 问3：什么是同化量？初级消费者摄入量和同化量之间存在什么关系？ 问4： 初级消费者排出的粪便中的能量来自生产者还是初级消费者？问题驱动学生的思考问题的设计直击学生思维上的盲区，如同化量，摄入量和同化量之间的关系，有效的突破了教学难点6. 问题引领，学生构建生态系统层次上的能量流动图解，然后归纳总结，得出概念进一步深化，从水平4“生态系统水平”研究能量流动，最终得出概念问1：生态系统能量的最终来源是什么？它是如何输入生态系统的？发生了何种转化？能量流动的起点是什么？ 问2：能量在生态系统如何传递？以什么形式传递？问3：能量在传递过程中发生何种转化？如何散失？问4：各个层次能量流动来源和去路之间的关系如何？总结：能量最终来源：太阳光 能量流动起点：生产者能量传递途经：食物链，食物网能量散失途经：呼吸作用热能形式散失。

……逐层递进，深化对系统分析方法的领悟概念的构建水到渠成！在这过程中，学生对概念的学习是积极的、主动的，通过这种方式获得的对概念的认识，是深刻的、持久的，也是有效的7. 问题驱动，解读图解 情境2：赛达伯格湖的能量流动情况该图解数据多，信息量大，通过设计问题串带领学生正确解读图解信息，同时领会能量流动的分析方法（定量定时分析）以及能量流动的特点前置性问题：问1：这个能量流动图解与前面所学的图解有什么不同？ 问2：图解中箭头和数字分别代表什么意思？ 问3：未利用的能量指的是什么？未利用的能量最终的去向是什么？ 问4：能量传递效率如何计算？ 问5：前一个营养级同化的能量是否百分之百流向了下一个营养级？ 问6：前一个营养级的能量流向下一个营养级的关系能否逆转？ 核心问题：能量流动有何特点？后置性问题：问1：生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？请用图中的数据计算并证明 问2：流经某个生态系统的能量能否再回到这个生态系统当中来？ 问3：从能量流动角度分析为什么一山不能容二虎？思考分析回答，形成观点具备一定的数学基础，但是设计表格整理数据，分析数据仍有很大的挑战性因此，提供有助于形成概括结论的实例，设置问题情境，让学生对现象进行观察分析、逐渐缩小观察范围，然后将注意力集中在某些要点上，有效的训练了学生获取信息，整理数据，分析数据的能力，从而达成能力目标。

前置性问题的分析解决为核心问题的解决做了绝好的铺垫提升，加强对知识的整体性理解8.首尾呼应，解决问题 在学生掌握了生态系统能量流动的特点之后，回到本节问题探讨的问题，选出最佳策略学生组织语言，选出最佳策略并说明依据在问题探讨的驱动下，学生带着疑问学习了能量流动的研究方法，能量流动的过程和特点，从而很好的完成了本节课的知识目标七、教学反思：1. 情境设计巧妙 “荒岛求生”的情境极大的激发了学生的学习兴趣，活跃了课堂气氛，而生存策略如何选择首尾呼应，可以很好的驱动学生探索学习未知的知识2.核心问题有效解决 教材中的核心问题（2个）超出学生的认知水平，使学生茫然或理不出思路，思而不得必定会丧失探索的动力，因此围绕教材中的核心问题（2个），设计了前置性问题和后置性问题，共13个，还设置了12个“系列性问题，很好的服务于核心问题核心问题的解决顺理成章，学生对事实性知识，概念性知识以及方法方法性知识的掌握到位我想这个策略模型也可以应用于其他课例，例如选修3中的“动物细胞融合与单克隆抗体的制备3.问题驱动性强 3.1 难度适中 问题思考的力度，恰好能够引起学生的认知冲突，使学生感到有认知冲突，但又不超脱与其认知阈限，所以能很好的驱动学生思考。

3.2 梯度合理 问题的设计必须是阶梯式上升，由浅入深、从易到难，由小到大，由收敛到发散，保证了学生思维的连续与畅通，驱动力持久4.不足之处：问题驱动方式单向的从教师-学生，学生被教师牵着鼻子走5.改进的设想：我们应该追求的，不仅仅是老师设计问题，提出问题，学生解决问题，同样也可以让学生来提出问题，解决问题，从而培养学生的创造性思维所以今后努力的方向应该是学生提出质疑——老师参与质疑——学生释疑的过程。