生态系统结构教学设计

生态系统结构教学设计高二生物组 制作人：李学一、教材分析使用教材是人民教育出版社高中生物必修3第五章第1节 。生物必修3第五章是以生态系统为框架，主要讲述了生态系统的结构、能量流动、物质循环、信息传递和稳定性等知识，主要体现宏观的生态学的内容。本节课内容是第五章的一个重点，是为生态系统的能量流动和物质循环的物质基础提供了一个平台，为生态系统的信息传递的作用等埋下了一个伏笔。本节内容学习目标的达成较高,学生在初中生物(苏教版)中已经涉及到相关内容。从教学内容上看通俗易懂，学生通过自学也能基本掌握教材的重点。但是，要深入领会生态系统在结构上具有密切的联系，理解“生态系统是一个有机的统一整体”；并能领会“结构与功能相统一”的学科观点是有较大的难度。因此，在教学中要提高学生的学习兴趣，应制定较高的教学目标。二、目标解析1举例说明什么是生态系统；讨论某一生态系统的结构从而理解生态系统的各成分之间的作用与关系；尝试建构生态系统的结构模型；理解生态系统中的食物链及食物网的关系。2通过分析、归纳并总结生态系统各成分的关系，培养学生分析并解决生态学上的实际问题的能力；培养学生构建生物学上的结构模型的能力。3树立“人与自然”和谐统一的观点；理解生物学“结构与功能相统一”的观点;培养学生普遍联系和对立统一的辩证思维能力。三、教学问题诊断教学重点讨论某一生态系统的结构教学难点说明生态系统是一个整体解决方法讨论（学生）：通过本节课的学习，请同学们谈谈你对生态系统是有机的统一的整体（系统）的理解？教师提示学生：从生产者、消费者与分解者三者的关系，从系统的物质与能量的角度来回答；开放学生的思维，使他们真正领会本节的内涵。人类作为生物圈（最大的生态系统）中重要的一员，人类应该怎样才能和自然界和谐共处？充分发挥学生的想象能力，把课堂解放出来，让学生思维的翅膀真正的飞翔起来。本节课以学生为出发点，运用案例教学法，采用问题式教学层层推进。学生通过对物质上是近乎封闭式的池塘生态系统的分析，深入领悟作为一个系统的池塘生物群落内部的关系，使学生理解生态系统的统一性与整体性。进而认识到生物圈中人类是主宰，应当如何保护我们共同的家园-地球，使人与自然和谐发展。在教学过程中，采用具体的案例教学，把理论性较强的知识转化为较为形象的、生动的、直观的、易于理解的知识。学生的思维能力得到很好的发展，体现了学习的主动性，变被动学习为主动学习。此外，通过在我们小组的讨论，以及班上各位小组代表们的精彩说课，我深深地意识到在以后教学过程中，要想达到一定的水平，能让学生在轻松愉快中学好生物课的每一章每一节，必须坚持以学生为主体，教师为主导，启发式教学，充分调动学生的积极性，增强其实践与理论相结合探究生物科学的兴趣和能力。同时，制作精美排版布局系统的课件，运用相关图片视频能更好的给学生们以感官的刺激，能更好的使教学进行，这更是作为一位新一代教师所应该具有的能力。所以现在的我们要学好专业课，提高对实验探究的能力，为以后能成为一个教学能手做最好的准备。四、教学过程课时：（一课时）导入教师：从群落的演替可以看出，一定区域内无机环境的状况，决定了哪些生物能够在这一区域定居和繁衍；生物群落的存在又改变着无机环境。在环境条件大体相同的地方，群落的外貌和结构往往也相近或相似。这些都说明生物群落与无机环境有着密不可分的联系。(一)生态系统的范围教师：生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。生态系统就是在一定的时间和空间内，在各种生物之间以及生物与无机环境之间，通过能量流动和物质循环而相互作用的一个自然系统。生态系统有一定的范围，它的范围可大可小，地球上最大的生态系统是生物圈，它包括地球上的全部生物及其无机环境。生态系统概论的内涵有四个方面：空间和时间界限；系统的基本组成；系统的基本功能；系统在功能上统一的结构基础和发展趋势。（多媒体课件）生态系统类型众多，分类如下：我们研究生态系统的中心就是它的结构和功能，而研究生态系统的结构，首先要研究清楚生态系统的组成成分，然后还要研究各组成成分之间的联系。（二）生态系统具有一定的结构1、生态系统的组成成分教师：（展示多媒体课件）导出池塘生态系统中的各种生物：香蒲、莲、睡莲、浮萍、金鱼藻、剑水蚤、鱼类、螺蛳、水蛭、细菌、真菌、鲤鱼、黑鱼等。学生讨论：将池塘群落中各种生物进行归类，并指出划分类型的依据是什么？生态系统的各种成分其地位如何？各成分在生态系统中的具体作用是什么？学生：通过对比、分析并归纳出池塘群落的生物可分为：生产者、消费者与分解者(按照代谢类型划分)。（参加调查池塘生态系统的同学介绍所观察的情况。）教师：归纳总结：生态系统的组成成分非生物的物质和能量：阳光、热能、水、空气、无机盐等生态系统 生产者：自养生物，主要是绿色植物消费者：动物，包括植食性动物、肉食性运动、杂食性动物和寄生动物等。分解者：能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，主要是细菌和真菌。2、生态系统中各成分之间的关系教师：自然界中作为分解者是否只有腐生细菌和真菌呢？（小分解者）（多媒体课件）展示“中国屎克螂”（大分解者）在澳大利亚草原上的作用。学生归纳：分解者在生态系统中是必不可少的成分，完成了有机物转变成无机物返回到无机环境中的重要环节。设疑：一个生态系统如果只有生产者和分解者能正常运行吗？教师概括：在地球上的生命演化过程中，生态系统中曾经存在只有生产者与分解者的二极结构。渗透生物进化观点：地球上的生物群落从一极结构、二极结构向三极结构的进化（演示录相）：草原生态系统的动、植物的生命活动（各种植物开花、昆虫传粉、植物动物、肉食动物等）。教师设疑：生态系统中的消费者有何作用？（对植物的传粉、受精、种子的传播有重要的作用。）草原上的植食动物减少会影响到植物种类会变化吗？（植食动物的减少，引起植物的竞争加剧，使草原的植物多样性减少）。理解“存在便是合理，合理便会存在的”哲理的深刻含义。（多媒体课件）：演示池塘群落内部生物成分（生产者、消费者与分解者）的关系图。师生共同归纳：生产者将无机物合成有机物，供给消费者，分解者将生产者与消费者的遗体分解成无机物返回到无机环境中。学生讨论：在池塘生态系中，系统内部的物质是自给自足的吗？（某种程度上可以认为物质上是自给自足的封闭的）；池塘生态系是个开放系统教师解释一个概念：开放系统系统不断与外界进行物质、能量与信息的交换（耗散结构）。它的正常运行还需要什么条件（输入）? 系统的输入是太阳能（动力），输出是呼吸热（机械能或化学能）。引出生态系统的另一重要成员是：能量（太阳能或化学能）。 教师：在各种类型的生态系统中，都包含有非生物的物质和能量、植物、动物和微生物等组成成分。这些组成成分之间并不是毫无联系的，而是通过物质和能量的联系形成一定的结构，使生态系统成为一个统一整体。3、食物链与食物网（生态系统的营养结构）（多媒体课件）展示：池塘生态系统的生物群落图。谚语“大鱼吃小鱼、小鱼吃小虾、小虾吃泥巴。”所蕴含的生物学意义？（激发学生兴趣，幽默课堂气氛）。教师设疑：系统内各组分（生产者、消费者与分解者）的物质联系如何？引出食物链（捕食食物链与腐食食物链）。师生共同归纳：在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系，叫做食物链。捕食链是有机物质从生产者向消费者转移的过程捕食链的重要模式:生产者消费者；腐食链是有机物转变为无机物的过程（理解生态系统在物质上的自给自足）。教师播放录相：草原生物群落(录相);学生完成草原生态系统的食物链，并构建食物网。设疑：食物链与食物网有何关系？食物网是如何形成的？通过录相观察，学生很容易想到，由于一种生物往往以若干种生物为食，一种生物通常会被若干种生物捕食。教师讲述：营养级的概念，初、次级消费者的概念及其与营养级的关系（列表比较）。食物链生物绿色植物植食动物小型肉食动物大型肉食动物在生态系统中的成分生产者初级消费者次级消费者三级消费者营养级别第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级设置问题让学生进行讨论：一般的食物链有几个营养级？处于最高营养级的生物其食性如何？说明了什么？师生共同归纳：捕食链通常不会超过五个营养级，在这个生态系统中最长的捕食链是：草虫蜘蛛青蛙蛇鹰（见教材），但占据最高营养级的鹰食性复杂，占有多个营养级。教师追问学生：如果在一个生态系统中处于最高营养级的生物只占一个营养级能不能生存下来呢？教师解释这个现象：在自然界中处于较高营养级的生物数量比较少，比如:蛇的数量比蛙少得多，如果鹰只以蛇为食的话，捕食一条蛇所得到的能量为Q1，而在捕捉蛇的过程中消耗能量为Q2，当Q2 Q1时，蛇就无法生存下来。这样的话，学生就能深入的理解：处于最高营养级的生物,在生态系统中具有十分重要的作用。教师追问学生：如果人们对自然界中的鹰等猛禽（兽）大量的捕杀，这会引起环境的什么变化呢？举例：草鼠鹰;这样的一条食物链。师生共同归纳：鼠害将会泛滥，会引起草原的生态环境恶化；从捕食关系的数学模型（捕食曲线）讲述食物链的反馈调节过程。师生共同归纳：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连结的复杂的营养关系，叫做食物网。教师：通过对最高营养级的猛禽（兽）的生态作用，进行环境教育的渗透，让学生清楚的认识到保护自然界中的国家保护的野生动物是非常重要的。通过对食物链及食物网的分析，使学生理解生态系统的食物链与食物网是物质与能量流动的渠道。学生思考：在这个草原生态系统中还有什么没有表示出来呢？（分解者与非生物物质与能量）教师：食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。 错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定的重要条件。如果一条食物链上某种生物减少或消失，它在食物链上的位置可能会由其它生物来取代。一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。五、配餐作业1、在微山湖中，生长着各种水草、芦苇、藻类等植物，还生活着鱼、虾等动物，还有好氧的细菌等微生物，它们共同构成一个（ A ）A、生态系统 B、生物群落 C、种群 D、物种2、农田生态系统中，假设有两条主要的食物链（如图）。如果有人大量捕杀蛙，短期内对该生态系统造成的影响是（ B ）A、有利于生态系统的平衡 B、水稻虫害严重C、蛇的数量迅速增加 D、鼠的数量迅速增加3、如图表示某生态系统的食物链，下列有关叙述不正确的是（ C ）A、生态系统中的食物链交错连接成食物网的原因是多种生物在食物链中占有不同营养级B、该食物网由8条食物链组成，蛇与鼠、食虫鸟与蛙的关系分别是捕食和竞争C、该图仅体现了生态系统成分中的生产者和消费者，未体现的成分只有分解者D、若分析该生态系统的能量流动状况，应从系统中绿色植物固定的太阳能开始4、（2007重庆理综1）稻鸭萍共作是一种新兴的生态农业模式。其中，水生植物红萍（满江红）适生于隐蔽环境，可作为鸭子的饲料；鸭子能吃有害昆虫并供肥，促进水稻生长。对以此模式形成的生态系统，下列叙述错误的是（ C ）A、该生态系统的主要功能是物质循环和能量流动B、鸭子既是初级消费者，又是次级消费者C、生物群落由水稻、红萍、鸭子和有害昆虫组成D、水稻和红萍分层分布，能提高光能利用率5、（2008广东生物15）生产者是生态系统的重要组成部分，下列关于生产者的叙述，不正确的是（ D ）A、都位于能量金字塔同一营养级 B、一定能固定CO2C、都是生态系统能量转换的载体 D、一定是植物 文