“生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)”是人教版高中生物教材《必修3?穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第五章第三節(jié)的內(nèi)容,在《普通高中生物學課程標準(實驗)》具體內(nèi)容標準中,與本節(jié)內(nèi)容相對應的條目是“分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)的基本規(guī)律及其應用”。由此可見,學生對本節(jié)內(nèi)容的掌握需達到應用水平。第一部分內(nèi)容包括物質(zhì)循環(huán)的物質(zhì)、范圍、循環(huán)以及特點;第二部分內(nèi)容包括碳循環(huán)的過程、特?及溫室效應;第三部分內(nèi)容包括能量流動和物質(zhì)循環(huán)的區(qū)別與聯(lián)系;第四部分內(nèi)容是探究“土壤微生物的分解作用”。對第四部分內(nèi)容,教師可以安排在課后的興趣小組活動中完成。本節(jié)內(nèi)容是在初中階段生態(tài)系統(tǒng)的知識和高中階段種群、群落等知識基礎(chǔ)上,側(cè)重于宏觀方面探討生態(tài)系統(tǒng)的功能;以生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、能量流動、光合作用、細胞呼吸等為基礎(chǔ),具有承上啟下的作用。教學重點是分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán);教學難點是正確認識物質(zhì)循環(huán)的概念,說明能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。本節(jié)內(nèi)容主要闡述物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能,就理解生命活動的本質(zhì)和規(guī)律而言,具有不可取代的價值,具有獨特的地位。這部分知識與目前的低碳生活、環(huán)境污染等現(xiàn)實聯(lián)系緊密,對學生建立環(huán)保意識有主要作用。
2教學目標
2.1知識目標
理解生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的概念;識記、應用碳循環(huán)的過程;比較得出能量流動與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。
2.2能力目標
以碳循環(huán)為例,分析生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán);學習模型的建構(gòu);學習探究性實驗設(shè)計的一般方法和步驟。
2.3情感、態(tài)度與價值觀目標
關(guān)注碳循環(huán)平衡失調(diào)與溫室效應的關(guān)系;培養(yǎng)環(huán)境保護意識、低碳生活的意識;在合作過程中,學會交流,尊重他人,強化團隊意識。
3教學過程
3.1情境導入,激趣課堂
教師播放視頻“全球變暖后北極熊瘋了”,以北極熊因為太熱而剃毛的視頻引發(fā)學生思考:為什么北極熊要剃毛?全球氣候變暖的主要原因是什么?溫室效應的主角是誰?溫室效應增強與人類哪些活動有關(guān)?
學生通過合作總結(jié)出:因為氣候變暖所以要剃毛;溫室效應是全球氣候變暖的主要原因;二氧化碳是溫室效應的主角;大量化石燃料的燃燒、植被的破壞等人類活動增強溫室效應。教師強調(diào):大量化石燃料的燃燒,千百萬年積存的碳元素在短時間內(nèi)釋放出來。
教師引導學生討論:溫室效應對生物圈可能造成什么影響?(加快極地和高山冰川的融化,海平面上升,全球氣溫升高等)在此基礎(chǔ)上,教師展示圖瓦盧的圖片,明確其將成為全球第一個因海平面上升而舉國遷移的國家,50年內(nèi)其將全部消失。
小組合作、討論:如何緩解溫室效應?學習小組通過討論得出兩條措施:減少化石燃料的燃燒,選用替代能源等;保護森林、草原等生態(tài)系統(tǒng),同時大力植物造林等。
通過上述措施可以緩解溫室效應,如果要更加深入解決問題,學生必須對二氧化碳在生物群落和無機環(huán)境中的相關(guān)知識,有更加深入的掌握,從而進入以碳為例的生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的學習。既然是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),那么一定在生態(tài)系統(tǒng)的成分之間完成,因為結(jié)構(gòu)和功能密不可分,物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的功能之一。師生一起回憶生態(tài)系統(tǒng)的成分。
3.2合作分享,自主建構(gòu)
美國學者愛德加戴爾提出,學習效果要達到50%以上,都是通過團隊學習、主動學習和參與式學習等方式獲得。教師僅僅做為指導者,把課堂還給學生,使其成為課堂的主人,教師僅是指導,從而給學生充分的“表演空間”。
教師明確了物質(zhì)循環(huán)是在生態(tài)系統(tǒng)的各成分之間循環(huán)的基礎(chǔ)上,組織學生活動,引導學生分組用準備好的材料構(gòu)建模型,最后各組學生展示結(jié)果。學生分成5或6人一組為宜,人數(shù)太多容易引起部分學生注意力分散;要明確組長,使其有效帶領(lǐng)組員進行有效活動。教師必須在活動時明確任務,使活動真實有效。教師可以預先打印組號和名單,制作好會牌,粘貼在討論桌上。
活動一:
學生討論碳究竟是如何進、出無機環(huán)境、生產(chǎn)者、消費者、分解者各種生態(tài)系統(tǒng)成分的?(以什么形式、通過哪種生命活動、形成哪些產(chǎn)物、這些產(chǎn)物的去向怎樣等)。
第一、二組從無機環(huán)境的角度來考慮,第三、四組從生產(chǎn)者(比如綠色植物)的角度來考慮,第五、六組從消費者(比如牛)的角度來考慮,第七、八組從分解者(比如蚯蚓或者腐生性的細菌和真菌)的角度來考慮。
各小組依據(jù)提示,進行討論,得出相關(guān)結(jié)論。小組代表展示小組結(jié)論,從而明確每一種生態(tài)系統(tǒng)成分在物質(zhì)循環(huán)中的作用。
要突破碳循環(huán),教師應該圍繞兩個核心問題展開:①能夠利用大氣中的二氧化碳的途徑有哪些?②大氣中的二氧化碳來源有哪些?為了解決以上兩個問題,教師可以把問題細化為以下問題:
碳通過什么生理過程從無機環(huán)境進入生物群落?
碳以什么形式從無機環(huán)境進入生物群落?
碳在生物群落內(nèi)部以什么形式傳遞?通過什么渠道進行傳遞?
碳通過什么生理過程從生物群落返還無機環(huán)境?
碳以什么形式從生物群落進入無機環(huán)境?
碳在無機環(huán)境與生物群落之間主要是以什么形式進行循環(huán)?
教師呈現(xiàn)以上問題,在學生討論結(jié)果的基礎(chǔ)上,再用問題串的形式啟發(fā)學生進一步的思考和總結(jié),引領(lǐng)學生思維的發(fā)展。教師也可通過搶答的形式,增強學生的競爭意識。
活動二:
每組準備小白板一塊,紅黑色馬克筆各一支,板擦一塊。小白板上放好生產(chǎn)者、消費者、分解者、大氣中的CO2庫(無機環(huán)境)等磁性貼(放在頂端,橫排)。小組活動:用文字和黑色箭頭在白板上構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)模型,并注明碳元素的轉(zhuǎn)移方向及過程名稱。
白板布置如圖1所示,學生分組活動,自由安排四個磁性貼的位置。
學生展示白板并解釋如此安排的理由,其他小組可以進一步補充完善。師生互動突破碳循環(huán):先看雙箭頭,“多進一出”為大氣中的二氧化碳,“一進多出”為生產(chǎn)者和消費者;再看單箭頭“多進一出”為分解者。在碳循環(huán)模型構(gòu)建過程中,教師還要強調(diào)化石燃燒的問題以及各級消費者的圖解。最后,師生歸納碳循環(huán)模型圖(圖2),并生成板書。
本部分內(nèi)容并不晦澀難懂,教師可平鋪直敘的講授,甚至讓學生自學,也能達成知識目標。但是教師通過探究問題以及活動創(chuàng)設(shè)課堂情境,使學生深入思考,讓學生動起來,使課堂“活”起來,增強了課堂的有效性。
3.3依據(jù)活動,演繹概念
依據(jù)以上學生活動,教師請學生思考回答下列問題:這里的生態(tài)系統(tǒng)指的是什么生態(tài)系統(tǒng)?這里的物質(zhì)是指什么?物質(zhì)在哪兩者之間循環(huán)?
教師提示:在農(nóng)田中大量使用DDT有機農(nóng)藥后,為什么會殃及南極的企鵝?學生總結(jié)此地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)是生物圈,從而明確物質(zhì)循環(huán)的特點之一是全球性。因此生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)又叫生物地球化學循環(huán)。關(guān)于物質(zhì),教師應強調(diào):生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的“物質(zhì)”是指組成生物體的基本元素,而非其組成的化合物;在物質(zhì)循環(huán)過程中,伴隨著復雜的物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化。通過碳循環(huán)的模型建構(gòu)過程,學生很容易明確物質(zhì)在生物群落和無機環(huán)境之間循環(huán)往復,從而明確物質(zhì)循環(huán)的另一個特點是循環(huán)性。
在完成以上的三個問題后,生態(tài)系統(tǒng)的概念很自然地就由學生演繹成功。這樣由學生自主構(gòu)建知識,依據(jù)活動從而演繹概念的方法,避免了教師直接給出概念,靠死記硬背掌握概念的內(nèi)涵和外延,易遺忘且難以理解其實質(zhì)的不足。
3.4依托模型,列表辨析
活動三:在白板上已構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)模型上,用紅色箭頭畫出能量流動模型。
學生展示白板,并解釋如此安排的理由,其他小組可以進一步補充完善。師生共同總結(jié)物質(zhì)循環(huán)與能量流動的關(guān)系模型,并列表(表1)完成辨析。
教師需要強調(diào)能量流動和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)變化過程的兩個方面,生態(tài)系統(tǒng)的各種成分,正是通過能量流動和物質(zhì)循環(huán),才能夠緊密的聯(lián)系在一起,形成一個統(tǒng)一的整體,再次強調(diào)結(jié)構(gòu)和功能間的關(guān)系。
4小結(jié)
教師由碳循環(huán)的特點聯(lián)系到現(xiàn)實生活中的流行語??低碳生活,播放CCTV公益廣告《選擇低碳綠色生活》,引導學生關(guān)注社會,關(guān)注霧霾,關(guān)注環(huán)保熱點,提高學生的環(huán)保意識,對學生進行生態(tài)文明建設(shè)的教育,讓學生從自身做起,明確一些環(huán)保措施。
5課堂拓展
教師要求學生根據(jù)所學的碳循環(huán)的相關(guān)知識,繼續(xù)探究氮循環(huán)、磷循環(huán)、硫循環(huán)、水循環(huán)的相關(guān)知識,調(diào)查身邊造成溫室效應、水質(zhì)富營養(yǎng)化、酸雨等的具體事例,并尋找可行的緩解的方法。學生可選擇其一寫一份調(diào)查報告。
教師提出問題樹葉每年都會掉,但是沒有看見樹葉堆積如山的場面呢?樹葉到哪兒去了?是分解者的分解作用,是氣候的作用,還是土壤中的化學物質(zhì)的作用?……究竟是什么在起作用呢?學生可以依據(jù)探究實驗的一般步驟設(shè)計實驗,然后進行實驗。
6教學反思
本節(jié)內(nèi)容的學習以活動貫穿課堂。對于教學重點“分析生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)”的突破,以碳循環(huán)為例,教師采用“圖形分析、模型構(gòu)建”的方式進行學習。對于教學難點“說明物?循環(huán)與能量流動的關(guān)系”采用列表辨析法,對于教學難點“正確認識物質(zhì)循環(huán)的概念”,采用依據(jù)相關(guān)活動,以學生自主演繹、教師點撥的方法,突破難點。
本節(jié)內(nèi)容與社會、與學生的生活緊密相關(guān),對學生進行生態(tài)文明建設(shè)是本節(jié)內(nèi)容所遵循的理念,節(jié)約資源,保護生態(tài)環(huán)境,推動形成人與自然和諧發(fā)展新格局。在農(nóng)田中大量使用DDT有機農(nóng)藥會殃及到南極的企鵝、碳循環(huán)和溫室效應這些生活化的實例不僅可激發(fā)學生學習興趣,還能培養(yǎng)學生保護環(huán)境意識,增強其生態(tài)文明建設(shè)的意識。最后,以課外繼續(xù)探究氮循環(huán)、磷循環(huán)和水體富營養(yǎng)化,水華赤潮現(xiàn)象、硫循環(huán)與酸雨、土壤微生物的分解作用等結(jié)束課程。
皮亞杰:“一切真知都應由學生自己獲得,或由他重新發(fā)現(xiàn),至少由他重新構(gòu)建,而不是草率地傳遞給他!北竟(jié)內(nèi)容采用問題串、小組合作、情境創(chuàng)設(shè)等形式進行模型建構(gòu)教學活動,通過建構(gòu)自主、主動、交流、互進的生態(tài)課堂,尊重并發(fā)揮學生在學習活動中的主體地位,給每一位學生同等的機會,強化團隊的意識,幫助學生發(fā)展自主學習、模型建構(gòu)的能力。
本文來自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaozhong/868718.html
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