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1、2022年高中生物 5-3 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)教學(xué)設(shè)計 新人教版必修3 本節(jié)課可以參考課本中本小節(jié)的引言所提供的思路進行：一是注意與上節(jié)課所講的生態(tài)系統(tǒng)能量流動的銜接，承上啟下，溫故知新；二是體現(xiàn)從感性到理性的原則，聯(lián)系學(xué)生比較熟悉的現(xiàn)象，由現(xiàn)象提出問題。除了可以引用課本中列舉的現(xiàn)象和提出的問題外，還可以多舉一些實例。 1．教材分析 在《課程標準》的具體內(nèi)容標準中，與本節(jié)內(nèi)容相對應(yīng)的條目是“分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)的基本規(guī)律及其應(yīng)用”。由此可見，學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容的掌握需達到應(yīng)用水平。 本小節(jié)內(nèi)容包括四部分：一是碳循環(huán)；二是物質(zhì)循環(huán)的概念；三是能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系；四是探究“土壤微

2、生物的分解作用”。 關(guān)于物質(zhì)循環(huán)的概念，教材首先通過一個討論題：為什么維持生態(tài)系統(tǒng)所需的大量物質(zhì)，例如氧、水、氮、碳和許多其他物質(zhì)，億萬年來都沒有被生命活動所耗盡？把主題帶入課堂，接著通過碳循環(huán)過程總結(jié)出物質(zhì)循環(huán)的概念。 關(guān)于碳循環(huán)，這是本小節(jié)的重點內(nèi)容。教材首先用碳循環(huán)模式圖形象、生動地描述了碳循環(huán)的過程，緊接著，精辟地講述了碳循環(huán)的形式和范圍，教材用較長的篇幅，用“溫室效應(yīng)”的形成與危害講述了人類對碳循環(huán)的影響。關(guān)于能量流動與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系，教材首先站在生態(tài)系統(tǒng)的角度概括地指出；二者是生態(tài)系統(tǒng)的主要功能，接著辯論地分析了二者的關(guān)系， 關(guān)于探究性實驗，課本中分步驟進行了詳細的引導(dǎo)并設(shè)計

3、了兩個案例供參考，幫助學(xué)生突破這個難點。 本小節(jié)內(nèi)容是以“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”以及第三章中新陳代謝特別是綠色植物“光合作用”和“細胞呼吸”等為基礎(chǔ)，本小節(jié)是《人與生物圈》的基礎(chǔ)，本小節(jié)對生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)容具有承上啟下的作用。 2．學(xué)情分析 學(xué)生對于這節(jié)課的學(xué)習(xí)，重難點是在碳循環(huán)的過程以及能量流動與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系，學(xué)生對這塊內(nèi)容可能會較難掌握，根據(jù)這一情況，對于這部分內(nèi)容，可以多通過練習(xí)看學(xué)生的掌握情況。 對于探究性實驗的設(shè)計是學(xué)生的一個弱點，也是學(xué)生難掌握的地方，通過案例分析加以指導(dǎo)，建立良好的評價機制，總結(jié)出實驗設(shè)計的一般方法。 3．教學(xué)目標 3．1 知識目標：

4、 （1）理解生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的概念； （2）識記、應(yīng)用碳循環(huán)的過程； （3）比較得出能量流動與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。 3．2 能力目標： （1）學(xué)會分析生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的方法； （2）通過分析“溫室效應(yīng)”的形成與危害，培養(yǎng)學(xué)生的推理，聯(lián)想，思維遷移的能力。 （3）利用“能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系”教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生比較，歸納以及對自己所持觀點的總結(jié)表達能力。 （4）通過探究性實驗，培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力與實驗操作能力。 3．3 情感目標： （1）通過學(xué)習(xí)人類對碳循環(huán)的影響，培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境保護意識 （2）積累生態(tài)學(xué)知識，形成科學(xué)的世界觀 4．教學(xué)重點與難點及突破 4．1 重點：碳循

5、環(huán)的過程 突破策略：（1）復(fù)習(xí)鞏固生態(tài)系統(tǒng)的成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，明確碳循環(huán)過程中碳的載體及轉(zhuǎn)化者，傳遞者在循環(huán)過程中的作用。 （2）利用投影片具體說明碳循環(huán)過程以及例題鞏固。 4．2 難點 （1）能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系 突破策略：復(fù)習(xí)綠色植物“光合作用”和“細胞呼吸”，使學(xué)生理解能量的固定和釋放的具體過程。 （2）探究性實驗 突破策略：舉例分析，得出實驗的一般設(shè)計思路。 5．教學(xué)策略 教學(xué)中一定要擯棄記概念、記結(jié)論式的的“強化記憶型”的教學(xué)思想。注重學(xué)習(xí)方法的引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，啟迪學(xué)生思維，促進自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)。把學(xué)生獲取知識和提高能力的教學(xué)目標融入在學(xué)習(xí)與交流的過程中自然

6、完成，擯棄“填鴨式”教學(xué)。 由于這部分內(nèi)容比較抽象，教師要準備包含文圖資料的課件，采用現(xiàn)代教學(xué)手段與講解法相結(jié)合，設(shè)計一系列具有提示性、誘導(dǎo)性、啟發(fā)性的問題，將學(xué)生活動步步推進。 6．課前準備 學(xué)生：課前查找有關(guān)全球性溫室效應(yīng)對人類生產(chǎn)和生活影響的資料；草稿紙；筆。 教師：課件制作，包括光合作用示意圖、呼吸作用示意圖、碳循環(huán)文字圖解示意圖、物質(zhì)循環(huán)與能量流動關(guān)系比較表格 7．教學(xué)過程 7．1 復(fù)習(xí)提問 　上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，請大家回憶，生態(tài)系統(tǒng)能量的最經(jīng)來源是什么？（太陽能） 7．2 引入新課　　生態(tài)系統(tǒng)依靠太陽不斷提供能量，而生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)卻都是由地

7、球提供的。請學(xué)生討論：為什么維持生態(tài)系統(tǒng)所需的大量物質(zhì)，例如氧、水、氮、碳和許多其他物質(zhì)，億萬年來卻沒有被生命活動所耗盡？（因為這些物質(zhì)可以被循環(huán)利用） 教師評價：回答得很好，接下去我們首先來討論碳循環(huán)的過程。 7．3 碳循環(huán)的過程 首先請學(xué)生閱讀P100-101碳循環(huán)部分及圖5-11，教師出示“光合作用”投影片，請同學(xué)們說出光合作用過程中的碳是如何傳遞的？[]接下去教師出示“細胞呼吸”投影片，請大家說出有氧呼吸過程中碳是如何傳遞的？[] 動物、植物、微生物呼吸作用 光合作用、化能合成作用 無機環(huán)境（CO2） 生物群落（有機物） 然后，請大家分析碳循環(huán)模式圖，思考如下問題

8、：（1）碳在自然界以什么形式存在？（CO2、碳酸鹽）（2）碳在生物群落中以什么形式存在？（有機碳化合物）（3）碳在生機環(huán)境與生物群落之間以什么形式循環(huán)？（CO2） [師生歸納] 化石燃料 攝食 呼吸作用 大氣中的CO2 呼吸作用 光合作用 微生物分解作用 植物 動物 動植物殘骸 最后，請學(xué)生獨立得出碳循環(huán)文字示意圖，教師將學(xué)生的答案投影并通過討論糾正，得出正確的結(jié)果并投影： 7.4 總結(jié)、歸納物質(zhì)循環(huán)的概念，分析碳循環(huán)的特點 教師提問；（1）我們所講的碳循環(huán)是指在什么之間進行循環(huán)？（生物群落與無機環(huán)境之間）（2）除了碳以外，還有

9、沒有其他物質(zhì)能在生物群落與無機環(huán)境之間循環(huán)？請同學(xué)們歸納物質(zhì)循環(huán)的概念，并指出這里的物質(zhì)是什么？（組成生物體的基本元素）循環(huán)的過程是怎樣的？ 生物群落 元素 元素 無機環(huán)境 （ 循環(huán)的范圍有多大？（全球性）（3）能量流動是單向流動，逐級遞減的，那么，物質(zhì)循環(huán)有什么特點呢？（全球性循環(huán)往復(fù)） 7．5 探討、分析溫室效應(yīng)形成的原因，對人類的危害以及解決的辦法 教師提問：（1）物質(zhì)可以被循環(huán)利用，那么地球上的資源是不是用之不竭的呢？請大家思考問題：人們亂砍濫伐森林，對生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)有何影響？化石燃料的大量燃燒，對

10、生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)有何影響？（化石燃料燃燒使碳在短時間內(nèi)大量地釋放出來，森林砍伐又使綠色植物吸收的CO2減少，打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡使大氣中CO2含量增加，導(dǎo)致溫室效應(yīng)。）（2）溫室效應(yīng)將 帶來哪些危害呢？（加快極地和高山冰川的融化，導(dǎo)致海平面上升，進而對人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。）（3）我們應(yīng)該如何盡量避免溫室效應(yīng)的發(fā)生呢？（植樹造林；減少化石燃料的燃燒，開發(fā)新能源。） 7．6 分析比較能量流動和物質(zhì)循環(huán) 教師投影：（先投影空表格，再補充） 能量流動 物質(zhì)循環(huán) 形式 以有機物形式 以無機物形式 過程 沿良物鏈（網(wǎng)）單向流動 在無機環(huán)境和生物群落間往復(fù)循環(huán)

11、范圍 生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級 全球性 特點 單向流動、逐級遞減 全球性循環(huán)往復(fù) 聯(lián)系 ①能量的固定、轉(zhuǎn)移、釋放離不開物質(zhì)的合成與分解 ②物質(zhì)是能量沿良物鏈（網(wǎng)）流動的載體 ③能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復(fù)的動力 7．7 探究“土壤微生物的分解作用” （小組合作探究，討論交流） （1）介紹背景資料 首先介紹落葉在土壤中被微生物分解的時間是不同的，并分析哪些因素會影響土壤中微生物的分解作用。 （2）提出問題 根據(jù)小組內(nèi)交流平時觀察到的現(xiàn)象，提出自己感興趣的問題，并對提出的問題進行分析，確定是由什么因素引起的，從而確認實驗的變量。 （3）作出假設(shè) 小組內(nèi)成員根據(jù)自己的知識

12、和生活經(jīng)驗，嘗試回答本組提出的問題，即做出假設(shè)。 （4）制定實驗方案 通過對課本上兩個案例的分析，小組成員通過討論、整理出完整的實驗方案，特別要注意實驗中變量的控制（即遵守單一變量原則）以及實驗的可操作性和安全注意事項。 （5）實施實驗方案 這部分內(nèi)容由學(xué)生課后完成，學(xué)生要做好有計劃的觀察和記錄，并派代表將情況及時向老師反饋。??? （6）分析結(jié)果、得出結(jié)論 學(xué)生對實驗結(jié)果進行分析，與自己所做的假設(shè)進行比較，得出相應(yīng)的結(jié)論。 （7）表達和交流 每個小組派代表將本組的實驗方案，結(jié)果以及得出的結(jié)論進行交流，教師需進行有效的點評。 8．板書設(shè)計 呼吸作用 與能量流動的關(guān)系：同

13、時進行，相互依存 生態(tài)系統(tǒng)的 物質(zhì)循環(huán) 概念 碳循環(huán) 形式：CO2 過程： 無機 環(huán)境 光合作用、化能合成作用 生物 群落 特點：全球性循環(huán) 探究：土壤微生物的分解作用 9．作業(yè)設(shè)計 （1）與自然界的碳循環(huán)關(guān)系最為密切的兩種細胞器是（ ） A、核糖體和葉綠體 B、核糖體和線粒體 C、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體 D、線粒體和葉綠體 （2）在生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中，既能使CO2進入生物群落，又能將其釋放到大氣中的生物是（ ） A、綠色植物 B、肉食動物 C、植食動物 D、分解者 （3

14、）右圖為生態(tài)系統(tǒng)各組成成分的關(guān)系圖解示意圖，請回答如下問題： Ⅰ　圖中A、B、C、D各指什么？ Ⅱ　圖中①—⑦又分別指什么？ ⑦ ⑤ ④ ① ③ ② C D A B 10．問題探究 本小節(jié)內(nèi)容雖不多，但與生態(tài)系統(tǒng)的成分、結(jié)構(gòu)、能量流動及其他章節(jié)的聯(lián)系很緊密，教學(xué)時還應(yīng)特別注意以下幾點： （1）講解物質(zhì)循環(huán)概念時，多給學(xué)生時間理解：物質(zhì)——組成生物體的基本元素，循環(huán)——生物群落與無機環(huán)境之間的循環(huán)往復(fù)。 （2）碳循環(huán)的形式、特點、過程的歸納，要用好投影片，直觀地理解各個環(huán)節(jié)的生理變化，強化知識點在習(xí)題中的應(yīng)用。 （3）能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系，運用表格的形式既可以節(jié)省時間，也相當于自學(xué)提綱，有利于學(xué)生有序的思維活動，真正起到教師主導(dǎo)，學(xué)生為主體的互助作用。 （4）探究性實驗?zāi)芊翊_實完成是一個問題，千萬不能走個過場，學(xué)生學(xué)了之后還是不會做實驗設(shè)計，所以教師要給學(xué)生總結(jié)出實驗設(shè)計的一般方法以及必須遵守的原則，落實到位。 在本節(jié)課的最后，教師應(yīng)以小結(jié)的形式概括本小節(jié)內(nèi)容，使學(xué)生對生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)形成一個完整的知識體系，培養(yǎng)學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣與學(xué)會學(xué)習(xí)的方法。