生态系统的物质循环的教学设计探析

摘 要：通过角色扮演培养学生探究的能力，通过合作学习培养学生合作的能力，通过构建碳循环概念图培养学生构建知识结构的能力。最后，通过倡导低碳生活，培养学生保护环境的意识。

关键词：生态系统;物质循环;教学设计

中图分类号：G423 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2015）03-0076-01

一、教材分析

“生态系统的物质循环”是人教版高中生物必修三“稳态与环境”中第五章第三节的内容。教材第五章是以生态系统为框架，主要讲述了生态系统的结构、生态系统的能量流动、物质循环、信息传递及稳定性等知识，主要体现宏观的生态学内容。

本节内容是第五章的一个重点，是衔接生态系统稳定性与能量流动的重要环节，并为生态系统稳定性的实现提供了一个平台，埋下了一个伏笔。该节内容与必修一“细胞的物质输入和输出”“细胞的能量供应和利用”有联系。

二、教学目标

（1）知识目标。1）以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。 2）理解生态系统物质循环的概念。

（2）能力目标。1）通过角色扮演培养学生自主探究学习的能力。2）通过合作学习，尝试构建碳循环概念图，培养学生合作学习的能力。

（3）情感态度与价值观目标。通过学习人类对碳循环的影响，培养学生保护环境的意识。

三、教学重、难点

（1）重点。1）分析生态系统中的物质循环。2）理解生态系统物质循环的概念。

（2）难点。以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。

四、教学过程

（1）创设情境，导入新课。以一个微型生态瓶入手，提问：生态系统所需的能量最终来源于什么呢？（太阳能）物质又来自于哪里呢？（地球）学生观察并回答问题，从而导入生态系统的物质循环，这样可以激发学生学习的兴趣。

（2）构建碳循环的概念图。让学生一起呼出一口气，想象一下二氧化碳分子中的碳元素的去向。播放一段有关碳循环的视频，将学生分组，进行角色扮演，来探索碳循环的过程。通过进行角色扮演，调动学生学习的积极性，并亲自体验探索碳循环的过程。接下来，以5人为一小组通过摆卡片构建碳循环的概念图，培养学生的动手能力和合作能力。

通过学生构建的碳循环概念图提问：①碳元素在无机环境中主要以什么物质形式存在的？②那在生物体内又是以什么形式存在的？③碳元素主要以什么途径从无机环境进入到生物体的？④以什么途径从生物群落进入到大气中的？学生思考老师的问题，小组讨论，总结出在无机环境中的二氧化碳通过光合作用和化能合成作用使碳元素以有机物的形式存在于生物群落中，在生物群落中的生产者、消费者、分解者通过呼吸作用分解有机物，生成二氧化碳进入到无机环境中。这样，能培养学生分析问题的能力，加深他们对碳循环的理解。然后，出一则谜语：“在一片大草原上来了一群羊，打一水果？”（草莓）。“又来了一群狼呢？”（杨梅），通过谜语，激发了学生学习兴趣。现在我们就可以构建出一条食物链，生产者是草，初级消费者是羊，次级消费者是狼。羊吃草，草的有机物就被羊获得，同理，羊的被狼获得。现在我们思考一下。⑤碳元素在草、羊、狼之间是以什么渠道进行传递的呢？（食物链）许多食物链通过彼此相互交错连接、形成的复杂营养结构就成为食物网。⑥碳元素是以什么形式进行传递的呢？（有机物）⑦在生物群落中是这样一种情况，那么碳元素在无机环境与生物群落之间是以什么物质形式进行循环的呢？（二氧化碳）通过问题串，进一步加深学生对碳循环的理解，从而得出生态系统物质循环的概念。

（3）生态系统物质循环的概念与特点。这里的生态系统指的是地球上最大的生态系统――生物圈，其中的物质循环的范围是全球性的，那我们看生态系统的物质循环首先会具有什么特点呢？ （全球性）所以，它又可以叫生物地球化学循环。在这种循环过程中物质可不可以被反复利用？（可以）所以，它的另一个特点是可反复利用、循环流动。这样，能培养学生的归纳能力。

（4）小结。由碳循环的概念图，我们可以观察到，大气中的二氧化碳有三方面的来源，随着现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤、石油等化学燃料，使二氧化碳含量迅速增加，大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃罩，使地球变成了一个大暖房――形成温室效应。 所以，我们在地球母亲的怀抱中享受着每一个朝阳、每一滴雨露的时候，又可以为其做些什么呢？请同学们在课下写一篇题目为《不要因碳气而叹气》的日记，让我们将低碳进行到底。这样，既能让学生利用所学知识解决实际问题，同时又提高了学生的环保意识。

五、设计思路说明

本节课的教学首先从课前制作的微型生态瓶入手，通过角色扮演，思考碳元素的去向，为之后构建碳循环的概念图奠定基础。构建碳循环的概念图既是这节课的重点也是难点，所以我通过动画视频的播放及采用合作学习的教学策略，突出重点内容的学习，既降低了个体学习的难度，又培养了学生合作学习的能力。之后，通过一系列富有层次的问题，旨在引导学生通过对碳循环概念图的剖析，总结出生态系统物质循环的概念。最后，通过总结大气中二氧化碳的来源并举出一些目前倡导低碳生活的例子，以培养学生保护环境的意识。

参考文献：

[1]朱正威，赵占良.普通高中课程标准实验教科书[M].北京：人民教育出版社，2004.

[2]祁支炳.“生态系统中的物质循环和能量流动”教学设计[J].生物学教学，2012（03）.