1、苏教版 必修三 4.1 生态系统和生物圈 教学设计一、教学目标1.知识目标：（1）举例说明什么是生态系统； （2）理解生态系统的组成成分及生态系统的营养结构，尝试建构生态系统的结构模型； （3）掌握营养级与食物链的关系。2.能力目标：（1）通过指导学生调查和分析生态系统，培养学生调查实践、合作交流和分析解决问题的能力； （2）通过指导学生归纳生态系统的组成成分及分析生态系统的营养结构，建构生态系统的结构模型，培养学生分析综合和推理的思维能力。 3.情感、态度和价值观目标：（1）通过理解生态系统各组分的相互关系及食物网，渗透普遍联系的辨证观点的教育； （2）通过识记生态系统的组成成分，渗透“人是
2、生态系统中一员”的观点，从而对学生进行生态观点的 教育。二、教学重点难点重点：（1）生态系统的组成成分和类型。（2）食物链和食物网。（3）理解非生物因素对生物的影响。（4）理解生态系统的组成成分以及各组分之间的关系。难点：（1） 生态系统的组成成分和类型。（2）生态因子的种类。（3）理解生态系统的组成成分以及各组分之间的关系。（4）建构生物与环境之间的图示模型。三.教学方法1.借用“宇宙飞船”引入本章课题，以激发学生的学习兴趣。2.引导学生自学教材，归纳知识，形成知识体系。3.指导学生完成“观察非生物因素对马铃薯生长的影响”的课外生物科技活动，使学生完成由感性知识向理性知识的转化。四.课前准备
3、1学生的学习准备：将学生分配几个学习小组，调查了山地、农田、淡水、草地等生态系统。在调查 实践过程中，积极开展了自主、合作、探究式学习。引导学生自学教材，归纳知识，形成知识体系。完成“观察非生物因素对马铃薯生长的影响”（也可观察家庭花卉盆景的生长状况与环境因素的关系）的课外生物科技活动，完成由感性知识向理性知识的转化。2.教师的教学准备：创设情境，引入课题 伴随着音乐，我先将各种类型生态系统的图片展示给学生，将学生引入到我们这节课要学习探讨的问 题中来，为本节课的学习创设了一个较好的情境。 问题引领，构建模型 接下来在探讨课本中土壤与生物之间关系这一问题时，为了让学生能成功建构生物与环境之间的
4、图示模型，我安排学生先从阅读材料入手，然后要求学生找出材料中提到的与生物和环境相关的词，再去找出 这些物质之间的关系。最后根据它们之间的关系，建构生物与环境之间的图示模型。通过问题的引领，为学生搭建了一个解决问题的平台。 合作探究，突破重难点 “生态系统”一词学生并不陌生，理解生态系统的概念是帮助形成生态学思想的基础。要让学生理解生态系统是一个统一的整体，理解生态系统的组成成分以及各组分之间的关系，这是本节课的重点和难点之一。 引导学生构建起一条自己熟悉的完整的食物链。五、课时安排：1课时。六、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。（二
5、）情景导入、展示目标。教师：根据你所完成“观察非生物因素对马铃薯生长的影响”（也可观察家庭花卉盆景的生长状况与环境因素的关系）的课外生物科技活动，完成由感性知识向理性知识的转化的实践。请你问答：给过敏性鼻炎患者闻花香，患者会怎样？学生：会立即打喷嚏。教师：将水洒在含羞草的叶片上，叶片会怎样？学生：立即合拢。教师：将蚂蚁放在三角烧瓶中加热，蚂蚁会怎样？学生：随着温度的升高，蚂蚁活动加剧直至死亡。师生共同分析：从上述例子不难看出，环境中的各种因素对生物的影响是十分深刻的。因此，我们把环境中影响生物的形态、生理和分布的因素，叫做生态因素。教师：根据有无生命的特征可以把生态因素分为非生物因素和生物因素
6、。生物因素指周围环境中的其他生物，包括同种和不同种生物的个体和种群。非生物因素包括光、温度、水等很多种，下面我们重点讲述光、温度和水这三种非生物因素对生物的影响。（三）合作探究、精讲点拨。探究一 环境、环境因子与生态因子的概念及关系阅读课本P75-76相关内容，思考并小组讨论下列问题：问1对一只生活在田野里的蝗虫来说，它的环境因子包括哪些因素？【讲述】田野中各种植物和蛇、蛙等动物，同时包括田野里的其他蝗虫；阳光、空气、温度、土壤等因素即生物体外部的全部环境因素。问2环境因子与生态因子是同一个概念吗？【讲述】不是。环境因子是指生物体周围直接或间接地影响生物生存的所有因素，而生态因子只指其中的直接
7、影响因素，如温度、水分、阳光、空气等是直接影响的，而海拔高度、水域深度等不能直接影响，只能通过阳光、温度、气压等影响生物，这些属于环境因子，而不是生态因子。因此，可以将生物体周围的环境因素分为两大类：一是对生物的生存有直接影响的称为生态因子；一是对生物生存无直接影响的称为非生态因子。即：生态因子生物因子：影响该生物生存的其它生物非生物因子：阳光、温度、水分、空气、土壤等问3如何理解谢尔福德耐受定律？【讲述】谢尔福德耐受定律表明，每一种生物对每一个生态因子都有一个耐受的上限和下限。上、下限之间的范围被称为能耐受范围（这个范围又称为生态幅），而能耐受范围中又存在着一个最适范围（又称为最适区），耐受
8、范围的两端（即除去最适范围所剩的部分）为生理受抑区，若再往外延伸超出能耐受范围后，则为不耐受区。问4温度对动、植物有哪些影响？【讲述】影响植物的分布：寒针温阔，南橘北柑。苹果、梨不宜在热带栽种，香蕉、凤梨不宜在寒冷地区栽种。在我国沿海岸线从南往北，植物群落的分布特点是：热带雨林常绿阔叶林落叶阔叶林北方针叶林。高山植物的垂直分布特点是：森林灌木林高山草甸雪线。类似于从南到北不同纬度上的植被分布情况。影响动物的形态：寒大热小。北极熊体大，黑熊体小。影响动物的生活习性：知了在24以上才叫，蛇冬眠，箭猪夏眠。影响生物的生长和发育速度：猪在1820时增重最快。问5光照对动、植物的生长发育是否有影响？具体
9、表现在哪些方面？【讲述】有。光对生物的影响包括光照强度、光质（即光的波长）、光照时间三个方面：光照强度光质 光照时间 阳生植物 需要较高强度的光照，如小麦、水稻、森林中的乔木等阴生植物 需要较低强度的光照，如人参、三七等与绿色植物的光合色素的吸收光谱有关长日照植物 需要长于某一临界日长的日照时间才能开花的植物中性植物 植物的开花结果与是照时间的长短没有明显的关系短日照植物 需要短于某一临界日长的日照才能开花的植物光植物：光对植物的影响概括为：动物：光对动物的影响概括为：光动物的体色动物的视觉动物的繁殖动物的生长发育动物的行为日照时间影响动物的繁殖：许多鸟类在春夏之际交配繁殖。光照影响动物的活动
10、时间：蝴蝶在白天活动，飞蛾在夜晚活动。光照影响动物的习性、视觉：某种雷鸟冬天白羽，夏秋褐羽；鸡夜晚看不到。问6生物的生长发育离不开水，水分对生物的影响主要表现在哪些方面？【讲述】限制陆生生物的分布：我国从东到西，森林覆盖率逐渐减少；从南到北，颜色越来越黄。在我国的北纬3545之间的自然地带，从东到西的植物群落的分布特征是：森林草原荒漠沙漠。影响植物的形态：沙漠中植物茎内质化，叶变成刺；雨林中植物叶片宽大。探究二 生物与环境构成生态系统阅读课本P76-P78相关内容，思考并小组讨论下列问题：问7生态系统的组成层次如果？【讲述】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。其组成层次
11、如下：生物个体种群群落生态系统+无机环境问8生物种内斗争与竞争的区别是什么？【讲述】种内斗争是同种生物个体间为争夺食物、生存空间等而发生的斗争，属种内关系。而竞争是不同种的生物之间为争夺资源及空间等而进行的斗争，属种间关系。具竞争关系的两种生物生活习性越相似，竞争往往越激烈。问9如何识别互利共生、竞争、捕食三种关系曲线图？【讲述】如图所示： 甲 乙 丙 互利共生是两种生物之间互惠互利、相互依存的关系，即一荣俱荣、一损俱损，二者表现出同步增减的关系，两条曲线互相平行，如图中的甲。捕食关系的两种生物之间的关系为：被捕食者(食物)增多，捕食者随之增多，但随着捕食者的增多，又会引起被捕食者的减少；被捕
12、食者少了，食物来源减少了，随后必然引起捕食者的减少。二者总是存在波动的关系，且二者不同步，相差一个时间段。如图中的乙。竞争的两种生物之间随着时间的推移而发展为强者更强、弱者更弱，呈现出两极分化的趋势，当一种生物减少时对另一物种的增加并无抑制作用，如图中的丙。问10分析89问可知生态系统具有哪些特点？【讲述】在一定的空间和时间范围内，在各种生物之间以及生物群落和无机环境之间，通过能量流动和物质循环而相互作用形成的一个统一整体。问11生态系统中哪些生物属生产者？哪些生物属于消费者？哪些生物又是分解者？各成分的地位及关系如何？【讲述】生产者是生态系统的基石，是生态系统中最重要、最基本的成分。包括：绿
13、色植物（光合作用）、蓝藻、化能合成细菌（如：硝化细菌）。消费者：主要是动物可加快生态系统的物质循环。包括：植食性动物，小型肉食性动物，大型肉食性动物。分解者包括：腐食性微生物（酵母菌、蘑菇等）、腐生性动物（蚯蚓、蜣螂）。生态系统中各成分的地位与关系如下图：问12何为食物链？食物网又是指的是什么？又各具有什么特点？在食物网中的某种生物只能处于一个营养级吗？【讲述】一个生态系统中的各种生物彼此互相由食物关系而连接起来，形成食物链。食物链一般包括若干个环节，每个环节可作为一个营养级，而能量沿着食物链从一个营养级流动到另一个营养级。能是沿着太阳生产者消费者分解者的途径流动，在这个过程中，能量不断散失。
14、各食物链又相互交错地连结在一起而形成复杂的食物网。食物网中一种生物可能同时占据多个营养级；食物网中两种生物可能具有多种种间关系。问13生产者、一级消费者，第一营养级是相同的意思吗/?【讲述】否。生产者：主要是绿色植物以及一些光合细菌，是能利用简单的无机物制造食物的自养生物。是整个生态系统的物质生成者，为第一营养级。一级消费者（初级消费者）指草食动物，为第二营养级。二级消费者（次级消费者）以草食动物为食的动物，为第三营养级。问14为什么说生态系统中的食物链是比较稳定的？【讲述】生态系统中的食物链不是固定不变的，它不仅在进化历史上有改变，在短时间内也有改变。动物在个体发育的不同阶段里，食物的改变（
15、如蛙）就会引起食物链的改变。动物食性的季节性变化也会引起食物链的改变。因此，食物链往往具有暂时的性质，只有在生物群落组成中成为核心的、数量上占优势的种类，食物链才是比较稳定的。问15所有微生物都是分解者吗？【讲述】不是，如硝化细菌为生物者，酵母菌为消费者。探究三 生物圈是最大的生态系统问16原始森林、冻原、海洋等生态系统是否受到人类的干预？【讲述】按生态系统形成的原动力和影响力，可分为自然生态系统、半自然生态系统和人工生态系统三类。凡是未受人类干预和扶持，在一定空间和时间范围内，依靠生物和环境本身的自我调节能力来维持相对稳定的生态系统，均属自然生态系统。如原始森林、冻原、海洋等生态系统；问17
16、半自然生态系统和人工生态系统有什么区别？【讲述】按人类的需求建立起来，受人类活动强烈干预的生态系统为人工生态系统，如城市、农田、人工林、人工气候室等；经过了人为干预，但仍保持了一定自然状态的生态系统为半自然生态系统，如天然放牧的草原、人类经营和管理的天然林等。问18海洋生态系统与陆地生态系统的主要区别是什么？【讲述】（1）生产者均为小型。主要由体型极小（约在225m）、数量极大、种类繁多的浮游植物和一些微生物所组成。（2）海洋为消费者提供了广阔的活动场所。海洋面积大，为海洋动物提供了宽广的活动场所；海洋中有大量的营养物质，是海洋动物吃不完的食料；复杂的海洋条件，有浅有深，有咸有淡，有冷有暖，在
17、这些多样的生活环境下，形成了种类各异、数量繁多的海洋动物。（3）生产者转化为初级消费者的物质循环效率高，但海洋生态系统的生产力远低于陆地生态系统的生产力。消费者，特别是初级消费者有许多是杂食性种类，在数量的调节上起着一定的作用。（4）生物分布的范围很广。问19森林生态系统具有什么特点？举例分析其作用？【讲述】特点：动植物种类最多，结构最为复杂和稳定。 作用：森林生态系统是人类的资源宝库，森林除了能够提供大量木材外，还能生产松香、樟脑、桐油、橡胶等具有很大经济价值的产品。森林中既有大量的食用植物，如枣、柿、栗、猕猴桃、荔枝等，又有很多油料植物，如油茶、油桐、文冠果等，还有丰富的药材资源。它能调节
18、生物圈中氧气与二氧化碳平衡，改善生态环境，涵养水源、保持水土、防风固沙、调节气候、净化空气、消除污染等。问20地球上最大的生态系统是什么？如何理解该概念？【讲述】生物圈。关于生物圈的概念，有以下几点是大家公认的：第一，地球上凡是有生物分布的区域都属于生物圈的范围。第二，生物圈是由生物与非生物环境组成的具有一定结构和功能的统一整体，是高度复杂而有序的系统，而不是松散无序的集合体。第三，生物圈是地球上最大的多层次的生态系统，其结构和功能是不断变化的，并且不断趋向于相对稳定的状态。七、板书设计第一节生态系统和生物圈 概念 非生物因子一、环境因子 类型 生物因子 含生态因子 对生物影响的规律（谢尔福德
19、耐受性定律）、作用特点 与生态因子和限制因子的关系二、生物与环境构成生态系统三、生物圈是最大的生态系统1.组成层次2.概念：3.特点：4.类型5.地球上最大的生态系统是生物圈。八、教学反思通过这节课的实践，我发现在这种学习方式中，学生之间平等协作、交流讨论，使每个学生都有参与的机会和成功的机会， 增强了学生生物学习的兴趣。从整个调查活动的过程来看，学生的参与热情都很高，实践证明这种学习方式的确是学生喜爱的学习方式。从教学效果看，学生通过调查实践活动，理解了生态系统的组成成分及生态系统的营养结构，建构起了抽象的生态系统结构模型，实现了由实践到理论的提升，提高了学生分析综合和推理的思维能力。 值得注意的问题是，学生对调查活动虽然很感兴趣，但调查的方法还需要教师的指导。本节课多处涉及让学生建立概念模型、分析理解概念模型，这也是新课程的精彩之处。如何在教学过程中更好地体现概念模型方法、系统分析方法等的应用，这也是我在今后的教学过程中需要去学习和探索。
