人教版高中生物必修三51《生态系统的结构》示范教学设计精品doc.docx

1、人教版高中生物必修三51生态系统的结构示范教学设计精品doc第5章 生态系统及其稳定性本章规划 生物学的进展，一般被人们概括为微观和宏观两个方面。在宏观方面，生态学的发展非常引人注目，是当今最受人们重视的研究领域之一。从学生个人的发展来看，有关学习内容，对于学生理解生命系统的本质、理解生命科学，以及系统论的思维方式的训练、生态意识的形成都是很重要的。从科学与社会的关系角度看，对生态系统的研究对于解决目前人类所面临的许多全球性资源与环境问题，具有十分重要的意义。因此，本章内容在本模块中具有非常重要的地位。 本章包括“生态系统的结构”“生态系统的能量流动”“生态系统的物质循环”“生态系统的信息传递

2、”“生态系统的稳定性”五节内容，第1节和第4节可各用1课时教学，其余各节都可用2课时，其中第3节的探究实验用0.5课时进行组织、准备，具体实验主要利用课外时间进行，第5节的制作活动用1课时。 “第4章种群和群落”探讨的主要是生态系统中生物群体的变化，而在本章，则既要继续研究生物与生物之间的关系，也要研究生物与环境之间的关系。所以“生态系统的结构”一节的“问题探讨”，研究的就是土壤与生物之间的关系，引出生物与环境的关系，隐含着生物与环境是一个统一的整体。这一节正文内容包括生态系统的范围、生态系统具有一定的结构（生态系统的组成成分、食物链和食物网）两部分内容。重点是生态系统具有一定的结构。学习生态

3、系统的结构，首先需要分析生态系统有哪些组成成分。教材先安排一个思考与讨论活动，让学生挑选一个自己熟悉的生态系统，分析其组成成分，并尝试画出抽象的概念模型。之后，教材再以池塘生态系统为例，介绍生态系统的组成成分，并总结出生态系统的结构模型。这样，既引导学生进行自主、探究式学习，又重视引导学生对重要概念的把握。在此基础上，教材进一步阐述了生态系统中的生产者、消费者，又通过复杂的营养关系形成食物链和食物网。物质循环、能量流动，就是通过食物链和食物网进行的，因此，有关内容是后续学习的基础。 节内容比较重视概念模型方法的应用。问题探讨、思考与讨论、生态系统结构模型等3处涉及让学生建立概念模型、分析理解概

4、念模型。本节内容还渗透了系统分析的方法、思考与讨论的内容，体现了系统分析方法的主要方面，如确定系统的边界、分析该系统的组分和各组分之间的关系、建立系统的结构模型、研究系统的输入和输出、研究系统内部各组分之间的相互作用和发展变化，等等。 “生态系统的能量流动”与原高中教材相应内容基本相同，在呈现方式上略有变化。此部分内容比较抽象，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。 关于能量流动的过程，教材是从生态系统能量的最初太阳能入手来分析的。关于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

5、的流动过程。关于能量流动的特点，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。这一节教材安排了两个“思考与讨论”活动，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。 “生态系统的物质循环”一节的“问题探讨”，既与上一节内容相联系，又从生态系统中的物质运行规律与能量流动规律的差异入手，试图引起学生的认知冲突，从而激发学生学习本节内容的兴趣。引言从学生日常生活经验出发，引导学生关

6、注曾经成为自己身体一部分的碳，是如何在生态系统中运行的，然后以碳循环为例阐述物质循环。之后，再简要概述了什么是物质循环、物质循环与能量流动的不同之处。本节内容也力求与社会生活建立联系，例如“与社会的联系”栏目，介绍了当前碳循环的平衡被打破的实际情况及其后果，引导学生关注环境问题。教材在此部分还安排了一个探究“土壤微生物的分解作用”的活动，以帮助学生更好地理解生态系统的物质循环中从有机物到无机物的过程。关于能量流动与物质循环关系的内容，教材仅作简要概述，引导学生将生态系统这两部分的主要功能综合起来理解。 “生态系统的信息传递”是新增加的内容，但对于学生来说并不难理解。有关生态系统中信息的种类，教

7、材仅作简要的概述和举例，并安排了一个“思考与讨论”活动，引导学生关注身边的动物是如何进行信息传递的。本节重点是信息在生态系统中的作用。“资料分析”列举了几种生物的生存、繁育与信息传递的关系，让学生分析、总结得出“生命活动的正常进行，离不开信息的作用；生物种群的繁衍，也离不开信息的传递”的结论。随后，教材再简要概述信息在调节种间关系时所起的作用。“信息传递在农业生产中的应用”，体现了与生产实践的结合。 “生态系统的稳定性”包括生态系统的自我调节能力、抵抗力稳定性与恢复力稳定性、提高生态系统的稳定性等内容。在生态系统的自我调节能力的内容中，负反馈调节是重要概念。 教材通过两个种群之间负反馈调节的实

8、例，阐述什么是负反馈调节。之后，安排了一个“思考与讨论”活动，让学生建构食虫鸟与害虫这两个种群之间的负反馈模型，一方面可以让学生进一步练习建立概念模型，另一方面，可以使学生更好地理解负反馈的含义。此后，再以森林中生物群落与无机环境之间存在负反馈调节的事例做进一步说明，再阐述生态系统的自我调节能力有一定的限度。 关于抵抗力稳定性和恢复力稳定性，教材通过实例阐述了这样几个要点：第一，抵抗力稳定性和恢复力稳定性是同一事物的两个方面，是每一个生态系统都具有的两种属性。正如教材旁栏“想像空间”中所指出的，“平时不得病是由于你的抵抗力，得病后能够恢复健康靠的是恢复力。”这样的类比可以帮助学生理解二者的联系

9、和区别。第二，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都是有一定限度的，当外界干扰超出抵抗力稳定性的限度时，生态系统的结构和功能会遭到破坏；生态系统遭到一定程度的破坏后，可以靠恢复力稳定性得以恢复；如果遭到破坏的程度超出了恢复力稳定性的限度，该生态系统将难以恢复原状。第三，不同生态系统在这两种稳定性的表现上有一定差别，例如热带雨林生态系统就比北极苔原生态系统的抵抗力稳定性高。 本节还安排了技能训练“运用术语准确表达”，其内容是关于“生命是什么”，既训练学生运用生物学的术语概述生命的特点，又引导学生对已学过的各层次生命系统的共同特征进行总结，提高学生对生命世界的认识。该内容以技能训练的形式出现，似乎不属于正文

10、内容，但对于提高学生对生命世界本质的把握具有重要意义，应该予以足够的重视。 本章探讨的是宏观方面的问题，与学生的日常经验联系较多。学生生活中经常接触一些人工生态系统，如城市生态系统、农田生态系统、果园生态系统等。对于自然生态系统，学生直接或间接地有一些了解。对本章内容的学习，可以在这些经验的基础上进行：分析这些生态系统的结构以及物质、能量的运行规律，了解其信息的传递，并进一步分析其稳定性。这样，本章的学习过程，既是对已有经验进行解释的过程，又是在已有经验的基础上建构新概念的过程。 “第4章种群和群落”是学习本章的基础。生态系统是比种群、群落层次更高的生命系统，需要以对种群和群落这两个层次的生命

11、系统的理解为基础。生态系统中的能量流动、物质循环，可以与必修1中细胞的物质输入和输出、细胞的能量供应和利用（包括光合作用）建立联系。负反馈的概念可以与第2章中有关激素调节时的反馈调节建立联系。学习本章内容是进一步学习“第6章生态环境的保护”的基础。第1节 生态系统的结构从容说课 学生对“生态系统”一词并不陌生，其最基本的内涵在初中生物课的学习已有初步的了解。生态系统的概念是形成生态学思想的基础，本章是围绕着剖析生态系统概念的实质展开的。因此，在教学中要突出生态系统内各组分的相互联系与相互作用、有序与和谐、多样与复杂等。要从培养学生的生态学思想的角度来制定教学策略。 通过准备的音像资料和书中的图

12、片，引入生物群落与无机环境的密切关系。生物群落与其无机环境之间的关系不是静止的，而是处于动态的变化之中：能量在其中流动，物质在其中循环，信息在其中传递，多种多样的生物及其与环境之间构建起了动态平衡的关系。然后导入生态系统的概念及范围。生态系统的空间大小各异，一个池塘、一片草地、一块农田、一座山林、一条河流等，都可以各自成为一个生态系统。地球上的全部生物及其无机环境构成的生态系统称为生物圈。在生物圈中，繁衍着各种各样的生物，每一种生物都生活在各自的特定环境中，它们既利用环境资源满足了自身生长发育的需要，使种群得到延续，同时，它们自身也是构成环境的重要因素。 “生态系统的范围”这部分内容的教学，可

13、以结合实例，采用列表比较的方法进行归类和总结参见下表。不同类型的生态系统举例类 型森林生态系统草原生态系统农田生态系统划分依据植物分布情况分布区域湿润或较湿润地区干旱地区农耕区主要植物乔木草本农作物主要动物树栖动物能挖洞和善奔跑的动物动物种类较少特 点动植物种类多，群落结构复杂，种群密度和群落结构能较长时间保持稳定动植物种类相对较少，群落结构相对简单，种群密度和群落结构常发生剧烈变化动植物种类少，群落结构单一，人的作用非常关键，是在一定程度上受人工控制的生态系统 下面结合“思考与讨论”中的素材，讨论“生态系统中有哪些成分”的话题。让学生根据自己对生态系统的理解，列举五个生态系统的实例，并列出生

14、态系统的判断要点。学生之间相互交换作业，并对同伴的作业作出评判。 在学生讨论的基础上，教师以池塘生态系统为例，进一步分析“思考与讨论”中提出的问题。有条件的学校，教师可制作若干个不同控制条件的“生态缸”，让学生观察各个生态缸中的状况，增加感性认识，充分理解生态系统的组成成分。“问题”7是让学生尝试建构生态系统的结构模型，这是本节的教学目标之一。生态系统中各种生物和非生物成分繁多且关系复杂，无法逐个研究它们在生态系统中的结构和功能，所以引入了生产者、消费者和分解者的概念，将营养功能相同的生物类群看成一个整体结构，研究其中的物质与能量变化、信息传递，使研究问题得到简化。这是一种系统科学的研究方法，

15、在其他宏观研究中也常常要应用这种方法。 生态系统的结构是教学的重点，其包括两方面的内容：生态系统的成分，食物链和食物网。大多数学生在讨论了问题15后，应当能达到这一教学目标。对此，教师可进一步提出本节“问题探讨”中的素材，让学生演练，使学生对生态系统具有一定的结构有一定认识。通过对生态系统结构的学习，启发学生思考生态系统类型多种多样，但在结构上具有许多共同点。重点从“生产者、消费者、分解者”之间的关系，阐释生态系统中各组成成分之间紧密联系构成一个统一整体，体现一定的结构和功能。“生态系统是一个统一整体”是教学的难点。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

16、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。 关于“食物链与食物网”的教学，教师要向学生说明：群落是生态系统中有生命的部分，群落中生物间的“营养联系”就是生态系统的“生命线”，其主要形式就是“食物联系”。接着以教材中的图示为例，分析生物之间的食物关系，从而建立食物链、营养级和食物网的概念。教学重点 讨论生态系统的结构。教学难点 说明生态系统是一个整体。教具准备 1.视频1：1998年的洪涝灾害。2.视频2：南极科考。3.文字资料1：各种类型的生态系统。4.文字资料2：生态系统的结构模型。5.文字资料3：课堂练习。6.文字资料4：食物链与食物网、生物的富集作用。

17、7.挂图：池塘生态系统。（如果没有视频资料，可以用文字资料、图像资料或课件来代替）课时安排 1课时三维目标1.举例说明什么是生态系统。2.讨论某一生态系统的结构。3.尝试运用系统方法分析生物学上的问题。4.构建生态系统的结构模型。5.理解生态系统的整体性。6.通过多媒体让学生形象地认识到生态系统各成分之间的联系，掌握生态系统的概念和结构。7.学生对思考与讨论的问题进行相互之间的探讨、交流，增强课堂的气氛。8.尝试构建生态系统的结构模型。9.认同生物与环境是一个统一的整体，确立辩证唯物主义自然观。10.认识到保护生物种类对生态系统稳定的重要性。教学过程导入新课师 请大家看一下第5章的题图，本章题

18、图选择了一幅在湖边草地上，牛、羊步态悠闲的图片：碧水如镜、蓝天倒映、草地青葱，生物与环境融为一体。压图诗则在画面的基础上进一步延伸，似乎是从宇宙苍茫深处看这颗生机盎然的星球。请思考一下：这幅图中有哪些生物和非生物？生 生物有牛、羊、草非生物有阳光、空气、土壤、水师 很好，请问它们之间有什么样的联系呢？生1 牛、羊吃草；草吸收光能。生2 草通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气；牛、羊通过呼吸作用吸收氧气，释放二氧化碳。生3 牛、羊和草都需要水；草可以涵养水源、保持水土。生4 牛、羊的粪便可以肥沃土壤师 非常好，这就是我们要学习的由这些互相联系的生物和非生物所组成的生态系统以及它的稳定性。师 下面先

19、请大家看两段视频片段，思考一下它们分别说明了什么问题？（多媒体播放视频1、2）（学生认真观看，思考）师 谁来回答视频1说明了什么问题？生 植被大量破坏，引起水土严重流失，气候变化异常，旱涝灾害频繁发生。师 很好，那谁来回答视频2说明了什么问题？生 农田中大量施用DDT，随雨水冲刷进入水体后，导致水生生物中毒，远在南极的企鹅也未能幸免。师 很好。可见，生物群落与无机环境之间相互作用、相互影响、密不可分，它们之间形成一个有机统一的整体。而这个整体就是生态系统，今天我们就来学习生态系统和它的结构。 板 书： 第1节 生态系统的结构推进新课师 我们一起来看课本88页的问题探讨，看看土壤与生物的关系。然

20、后，总结一下生物群落与无机环境的联系。关于后面的讨论，待会儿再解决。（学生看书，思考问题）师 看来土壤与生物的关系非常密切。下面谁来总结一下生物群落与无机环境的联系？生 一定区域内无机环境的状况，决定了哪些生物可以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。在环境大体相同的地方，群落的外貌和结构往往也相近或相似。师 不错，生物群落与无机环境确实有着密不可分的联系。师 我们把由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。对于生态系统的概念，大家要理解，不能死记硬背。大家能不能说说，具备什么样的条件，才能成为一个生态系统？生1 生物和无机环境。生2 刚才生1所说的生物应

21、该包括一定区域内所有的生物，也就是生物群落。而且，生物群落中应该包括各种类型的生物。如：植物、动物、微生物等。生3 我还想补充一点，生物群落和无机环境应该是相互作用的。师 大家总结得非常好，要成为一个生态系统必须具备两个条件：一，要有生物群落和无机环境；二、它们之间要能相互作用。师 请大家看一下88页左侧的问号，如何回答？生 动物园里的全部动物不是一个系统，全部植物和动物也不是一个系统。师 为什么？生 因为植物和动物不包括所有生物，而且生态系统还包括无机环境。师 很好，还有其他原因吗？生 动物园中的全部动物不能说是一个系统，因为不同种动物是分开饲养的，彼此之间没有内在联系和相互影响，不是一个有

22、机的整体。同理，动物园中的全部动物和植物也不是一个系统。师 非常正确。生态系统的类型多种多样，下面请大家说说身边的生态系统以及它们的特点。生1 池塘生态系统，特点是水域环境，生长着一些水生生物。生2 森林生态系统，特点是分布在湿润地区，植物多为高大的乔木，动物多为树栖种类。生3 农田生态系统，特点是农作物为主，受人为影响非常大。师 很好，看来生态系统的类型非常多，范围也有大有小。一个池塘、一片草地、一块农田、一片森林、一条河流，甚至一个鱼缸都可以成为一个生态系统。师:那么地球上最大的生态系统是什么呢？生 生物圈。师 正确。我们把地球上所有的生物及其无机环境的总和，称为生物圈。师 下面给大家总结

23、了几个生态系统的特点，大家看一下。课件展示：类 型森林生态系统草原生态系统农田生态系统划分依据植物分布情况分布区域湿润或较湿润地区干旱地区农耕区主要植物乔木草本农作物主要动物树栖动物为主能挖洞和善奔跑的动物动物种类较少特 点动植物种类多，群落结构复杂，种群密度和群落结构能较长时间保持稳定动植物种类相对较少，群落结构相对简单，种群密度和群落结构常发生剧烈变化动植物种类少，群落结构单一，人的作用非常关键，是在一定程度上受人工控制的生态系统师 生态系统可以分为两类：自然生态系统（如池塘、海洋、草原等自然界原本就存在的）和人工生态系统（如农田、城市等人工建立的）师 下面我们来学习生态系统的结构。首先，

24、大家来看一下生态系统的组成成分。看“思考与讨论”的第1题。师 请大家把五个生态系统的生物写在纸上，可以相互讨论，最后相互检查。然后请同学回答。（学生讨论，并书写检查完毕）师 好，请五位同学分别来回答一下。生1 森林生态系统有老虎、蛇、猴子、松鼠、犀鸟、麻雀、喜鹊、乔木、草、灌木生2 草原生态系统有草、老鹰、蛇、熊、兔子、老鼠、青蛙、犀牛生3 农田生态系统有各种农作物、杂草、害虫、青蛙、蛇、老鼠生4 湖泊生态系统有各种淡水鱼类、贝壳类、水草、藻类、浮游动物和植物、微生物等。生5 池塘生态系统和湖泊生态系统基本一样。师 很好，但是有一个问题。大家在讲生物时，植物和动物都讲到了，可是只有一位同学讲到

25、了微生物。微生物是非常重要的一类生物，大家要特别注意。师 好，下面请看池塘生态系统的挂图。思考第3、4两个问题，大家可以讨论。（注意：第3题的食物链可以先换成生物来看）师 谁来回答第3题？生 还有土壤、空气、阳光、水等无机环境。它们是生态系统不可缺少的成分，因为它们为生物提供了各种物质和能量，以及栖息场所。师 很好。生态系统除了生物以外，还有无机环境，也就是非生物的物质和能量。这也是生态系统必须具备的两个内容。物质和能量是生命活动存在的最基本条件，生命活动本质上也是物质与能量的变化。非生物物质还是生物赖以生存的环境。师 好，这就是生态系统的第一个成分非生物的物质和能量。下面谁来回答第4个问题？

26、生 绿色植物通过光合作用把无机物转变为有机物，将太阳能转化为化学能。动物通过摄取其他生物获得物质和能量。微生物通过分解动植物的遗体、粪便等获得物质和能量。各种生物获取物质和能量的途径是不一样的。师 回答得非常好。下面谁来回答第5、6题？可以参照第4题。生 可分为生产者、消费者、分解者。其他生态系统也一样。师 非常好。这就是生态系统的其他三个成分生产者、消费者、分解者。师 生态系统中各种生物繁多且关系复杂，无法逐个研究它们在生态系统中的结构和功能，所以引入了生产者、消费者和分解者的概念，将营养功能相同的生物类群看成一个整体结构，研究其中的物质与能量变化、信息传递，使研究问题得到简化。这是一种系统

27、科学的研究方法，在其他宏观研究中也常常要应用这种方法。师 下面由我来介绍一下池塘生态系统（教材图51）中的四种成分。图中的指的是非生物的物质，包括生物体外的参加生态系统物质循环的无机盐、水、二氧化碳等无机化合物以及腐殖质等。能量包括光能、热能、化学能等。 图中的指的是生产者，主要包括两类:一类是挺水植物、浮水植物和沉水植物(如香蒲、莲、睡莲、浮萍、金鱼藻等)，这些植物通常生活在浅水区域。另一类是形体微小的浮游植物多种淡水藻类(如硅藻、栅藻、蓝藻、团藻等)，各种淡水藻都分布在光线能够透入的浅水层中(课本图中靠近水面的各种淡水藻都比实物放大了许多倍)。淡水藻类虽然个体微小，但是数量极多，因此，它们

28、是池塘生态系统中的主要生产者。 图中的指的是消费者，其中的1是指直接以植物为食的植食性动物初级消费者，它们又可以分为两类，即浮游动物(如剑水蚤等)和某些底栖动物(如生活在池塘底部的某些环节动物)；2是指以动物为食的小型肉食性动物次级消费者，如某些鱼类和某些水生的昆虫；3是指以小型肉食动物为食的大型肉食性动物三级消费者，如凶猛的鳜鱼等。分解者主要是指细菌和真菌等营腐生生活的微生物。图中的指的就是细菌和真菌。师 请大家归纳一下四种成分。谁来回答一下？生1 非生物的物质和能量：阳光、热能、空气、水分、无机盐等。生2 生产者：自养生物、主要是绿色植物。生3 消费者：主要指各种动物。包括营捕食或寄生的各

29、种动物。生4 分解者：异养生物，营腐生，主要指营腐生的细菌和真菌。师 有谁能对生产者做一下补充？生 生产者还包括其他一些自养型生物，如化能合成细菌、光能合成细菌等，以及能进行光合作用的动物，如绿眼虫。师 很好，那谁能对消费者做一下补充？生 消费者还包括一些食虫植物、寄生植物以及寄生和共生的细菌。师 很好，那谁能对分解者做一下补充呢？生 分解者还包括腐生动物（如白蚁、蚯蚓、秃鹫等）。师 非常好，下面我来总结一下。食虫植物既是生产者，又是消费者；寄生植物是消费者；菌类中既有分解者，又有消费者，还有生产者；动物中既有消费者，又有分解者。师 那这些成分怎样形成一个统一的整体呢？请大家看课本90页。师

30、在生态系统中，生产者通过光合作用，把太阳能固定在它们所制造的有机物中。太阳能变成化学能，从而可以被生物所利用，因此，生产者可以说是生态系统的基石。消费者通过自身的新陈代谢，能将有机物转化为无机物（如二氧化碳、水、氨等），这些无机物排出体外后又可以被生产者重新利用。可见，消费者的存在，能够加快生态系统的物质循环。此外，消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。分解者能将动植物的遗体和动物的排遗物分解成无机物。如果没有分解者，动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山，生态系统就会崩溃。因此，生产者、消费者和分解者是紧密联系，缺一不可的。图511 生产者、消费者和分解者的关系 正是由于生态系统中各

31、组成成分之间的紧密联系，才使生态系统成为一个统一的整体，具有一定的结构和功能。生态系统多种多样，但是在结构上有许多共同点，这可以用以下模型来表示。大家看书，然后参照书本图53，思考前面“思考与讨论”的第7题以及“问题探讨”的讨论。大家可以互相讨论，写在笔记本上。（学生看书，讨论，书写）图5-1-2 生态系统结构模型师 哪位同学上黑板来写一下“问题探讨”的讨论？生图5-1-3师 构建得不错，哪位来写一下第7题？教师提示一下，可以用系统方法（把所有生物归纳为生产者、消费者、分解者）来构建，尽量简单易懂生图5-1-4师 非常好，看来大家掌握得不错。师 下面我们来看最后一部分内容，生态系统的营养结构食物链和食物网。请大家看书本91页的图54、图55和相关文字，并思考以下问题。课件展示： 1.什么是食物链和食物网？ 2.初级、次级、三级消费者的关系，以及消费者的级数与营养级的级数有何关系？ 3.食物链的第一营养级永远是什么？动物只能处于某一固定的营养级吗？ 4.食物链中有分解者吗？ 5.食物链一般不超过五个营养级，为什么？ 6.请问课本图55中有多少条食物链？师 谁来回答一下这些问题？生1 在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成