（6）“Cedar Bog湖的能流分析、银泉的能流分析是生态学上两个经典实验，你认为哪个实验设计上更精确，为什么？（本问题可在较好的班讨论）
参考答案：Odum对银泉能流的研究要比Lindeman1942年对Cedar Bog湖的研究更精确一些。因为：首先，这个实验是依据植物的光合作用效率来确定植物吸收了多少太阳辐射能，并以此作为研究初级坐产量的基础，而不象通常那样是依据总入射日光能；其次，这个实验计算了来自各条支流和陆地的有机物质补给，并把它作为一种能量输入加以处理；更重要的是这个实验把分解者呼吸代谢所消耗的能量也包括在能流模式之中，他虽然没有分别计算每一个营养级通向分解者的能量有多少，但他估算了通向分解者的总能量。
设计片段三：
“研究能量流动的意义”的教学中，要特别注意与人类的生产生活实践相联系，如引导学生分析：
①“你了解生态农业吗？生态农业的优势在哪里？”（见后面的扩展资料）
②“桑基鱼塘这个人工生态系统是如何充分利用进入该生态系统的能量的？”（见后面的扩展资料）
也可通过分析人们在利用生态系统资源的过程中，由于没有处理好“获取高效益”与“持续发展”的矛盾，从而导致的一些生态问题作为切入点，如：
①“近年来，我国北方地区为何在春季经常发生沙尘暴天气？其中的原因何在？”
②“我国很多优良的草场为什么会退化？如何确定某个草场载畜量是否合适？”等等
【扩展资料】
高中生物“能量流动”的课堂教学设计
现代教学论认为，教学过程是在教师指导下的学生的学习过程。这种观点不仅强调教学过程是学生的学习过程，完成这个过程主要靠学生的主体作用和参与意识，而且还强调这个过程区别于学生的自主学习过程，它是学生在教师组织、指导和帮助下完成的，即教师起着主导作用。因此，按照现代教学论的观点，一节课堂教学成功与否，取决于教师的主导作用与学生的主体作用的协调统一。
高中生物学的“能量流动”部分教学内容，主要阐明能量是生态系统生存和发展的动力，以及系统内能量输入、传递和输出的方式。那么，在这种以原理性知识为主的课堂教学中，怎样发挥教师的主导作用，给学生创造必要的空间和时间条件，以便充分调动学生的参与意识和发挥其主体作用呢？我对“能量流动”单元课题的课堂教学设计如下。
教学目标
生态系统的功能包括：生物生产、能量流动、物质循环和信息交流等方面。在“绿色植物的新陈代谢”和“动物的新陈代谢”等章节教学内容中，已经涉及到初级生产过程和次级生产过程，在“昆虫的外激素”等教学内容则涉及到信息流。因此，“生态系统的功能”部分教学内容主要讲述生态系统的能量流和物质流，其中，“能量流动”部分的教学目标是：（1）通过典型实例的分析，使学生明确生态系统是一个开放的能量耗散系统，理解系统内能量传递的过程和原理基础知识。（2）结合剖析系统内能量的单向流动和逐级递减等特点，培养学生的逻辑思维的辩证思维能力。（3）使学生了解人类研究能量流动的目的，明确以营养级为基础的能流分析的基本方法；同时接受生态学观点的教育和增强生态保护意识。
知识结构
“生态系统的能量流动”部分教材的知识结构可用板书的形式归纳如下：（一）生态系统的能量流动1．定义：生产者固定的太阳能沿着食物链的营养级单方向传递的过程。
2．过程：
（1）起点：始于生产者固定太阳能（能量的输入）；（2）渠道：沿着食物链营养级流动（能量的传递）；（3）终点：最终以呼吸热形式散失（能量的输出）。
3．原理：以赛达伯格湖能流资料为依据
（1）传递方向：单方向而不能逆向或循环；（2）传递数量：低于生产者固定的总能量值，而且沿着食物链依次逐级递减；（3）传递效率：一般为10～20％，即遵循1／10法则；（4）能量金字塔：用各个营养级的能量数值绘制而成；形象地表达系统内能量流动的特征。
4．研究目的：
（1）调整能流关系，使其流向有益于人类的生存；（2）保护自然环境，发展自然资源，防止系统内能量流动受阻。
教学过程
“生态系统的能量流动”的教学结构设计，以及相应的教学方法和手段的选择大体如下。
1．创设联想情境，引导学生提出问题
通过“能量代谢”知识的学习，学生已知“能量是生物体一切生命活动的动力”，生态系统的存在和发展也是依靠能量推动的，而且，生物体和生态系统都是一个开放的能量耗散系统。因此，在引入教学课题的环节中，教师可用“相同要素迁移理论”作指导，引导学生在生物体的能量代谢的基础上，提出生态系统怎样进行“能量代谢”的问题，从而使学生的学习心理向着新的学习情境迁移。
具体教学方法是：首先通过复习提问使学生再认生物体的能量代谢概念的内涵，即能量代谢是指生物与环境之间的能量交换，以及生物体内部的能量转移的过程，主要包括能量的摄取（即储藏）、释放、转移和利用（即耗散）等方面；然后引导学生从生物体与生物群落的关系上，联想和领悟所谓生态系统的“能量代谢”，理应包含生物群落与非生物环境之间的能量交换，以及三大功能类群之间的能量转移的过程，主要包括系统内的能量输入、转移和输出等方面；最后使学生明确生态系统的能量流动，主要是指系统内输入的能量在功能类群之间转移的全过程，因此，系统内能量转移的过程和原理是本单元教学内容的重要课题。
2．促使学生温故知新，归纳能流过程
既然生态系统的能量流动主要指功能类群之间的能量转移的全过程，必然有其起点、流动渠道和止点。对能量流动的起点有两种论点：一是认为始于绿色植物通过光合作用固定太阳能，即将初级生产过程也置于能量流动过程之中；二是认为始于生产者固定太阳能之后，初级生产过程实质上是系统内能量输入的过程，这个过程属于系统的生物生产功能的范畴。由于本单元教材内容没有讲述生物生产功能，因此，将初级生产过程置于能量流动过程之中，有利于学生获得比较系统的知识。通过“生态系统的结构”单元的教学，学生已经明确食物链和食物网是生态系统的营养结构，系统内物质和能量是沿着这个渠道流动的。因此，在继续学习时，学生容易确认和理解生物链与能量流之间固有的结构与功能相互依存、相互制约的关系。系统内能量最终是以呼吸热形式散失的，强调输出能量形式与输入能量的差异，不仅有利于学生了解能量转移的全过程，而且有利于学生正确理解系统内能量的单向流动和逐级递减的特点。
能量传递过程的教学可选用问题讨论的教学形式。教师围绕着能量流动的起点、渠道和终点依次提出问题，组织学生开展问题讨论和答辩，最后以板书形式归纳出能量传递的过程。随着教学进程教师提出的问题大致如下：（1）生态系统的能量来源于哪里？（2）能量主要以哪种形式和方式输入到生态系统内的？（3）系统内能量流动的结构基础是什么？（4）说明食物链（网）与能量流动的关系。（5）系统内能量是怎样输出的？（6）系统内能量输入与输出的形式和方式有哪些区别？
3．剖析典型实例，揭示能流原理
生态系统的能量传递原理，主要阐明系统内能量单向流动和逐级递减的道理。单向流动是指系统内能量只能沿着食物链的营养级依次传递。逐级递减是指一个营养级的有效能量不能全部传递到下一个营养级，而是沿着食物链营养级依次呈阶梯状递减，其传递效率约为10～20％。能量金字塔则是系统内能量传递原理的形象表达和高度概括。
能量传递原理是本单元课题的教学重点，能量逐级递减的原因又是教学难点。为了突出重点和突破难点，课前将选自高中生物选修课本的赛达伯格湖的能量流动图解，制作成叠加式投影片或计算机辅助教学软件，引导学生通过剖析这些生态调查的有关资料，揭示出能量传递的原理。
图17赛达伯格湖的能量流动图解（单位：J/cn2/年）
能量传递原理教学的具体教学环节是：
（1）显示太阳辐射能量与生产者固定的能量数值，使学生明确生产者是该生态系统的第一营养级，虽然生产者的初级生产效率不足1％，但生产者固定的总能量是流经该系统的潜能。
（2）相继显示第二营养级和第三营养级的动物营养类型，使学生首先确认系统内能量是沿着绿色植物→植食动物→肉食动物依次呈单方向流动的，然后让学生论述能量不能逆向流动的原因在于：系统内生物之间的吃与被吃的关系是不能逆转的；能量不能循环流动的原因则在于系统内能量输出形式与输入形式不同，生产者不能固定热能。
（3）相继显示第二营养级和第三营养级的有效能量数值。首先让学生明确系统内沿着食物链的营养级依次传递的能量值，低于生产者固定的总能量值，而且逐级地呈阶梯状递减。然后，启发学生概述其原因是：①各个营养级生物的呼吸消耗部分能量，用于维持自身的生长、发育和繁殖；②植物的枯枝和败叶、动物的粪便和尸体被分解者利用，经过微生物的呼吸作用消耗部分能量；③各个营养级都有相当部分能量未被下一个营养级的生物所利用。最后结合显示屏上出现的相应图形，帮助学生将能量逐级递减的原因加以总结和归纳。
（4）根据显示屏上提供的数据，让学生分别计算出第一营养级与第二营养级之间、第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率，使其初步形成生态系统的能量传递效率低（约为10～20％）的概念。然后，启发学生明确从生产者到顶位动物，能量是呈几何级数（即等比数列）逐级递减的，因此，整个生态系统的能量传递效率的计算方法是：顶位动物的能量数值除以生产者的能量数值，其商的开方根，开方次数为n～1，n是指该生态系统的营养级数。
图18能量流动图解
（5）根据显示屏上出现的能量金字塔的三维动画图象，启发学生明确能量金字塔是根据系统内各个营养级的能量数值绘制的，它形象地描绘出能量单向流动和逐级递减的特点，尤其是理解能量每流经一个营养级则降低一个数量级的动态变化特征。
在学生理解能流原理的基础上，教师进一步提出一些人类生产和生活中的具体问题，启发学生运用学得的能流原理来分析说明这些新情境下的问题，从而明确人类研究生态系统的能量流动的根本目的。具体问题有：（1）既然生态系统的能量主要来源于绿色植物通过光合作用固定的太阳能，那么，你分析说明提高粮食作物产量的根本途径和理论依据。（2）“确定合理载畜量，防止超载放牧”是发展草原畜牧业的有效措施之一，试说明制定这项措施的理论根据。（3）近年来某些地区由于大量捕捉青蛙，麦田里粘虫大量繁殖，造成小麦严重减产。试从能量传递过程的角度，分析说明导致小麦减产的原因。（4）从能量流动的角度分析，环境污染导致植被的破坏与食物链的破坏，对生态系统的能量流动造成的影响有什么差别？运用原理分析说明上述问题时，一是要牢记初级生产过程是系统输入能量的过程，初级生产效率的高低直接影响能量流；二是食物链是能量流动的渠道，食物网每个环节上的食物种类及数量的动态变化，也将影响能量流。学生在解答这些问题的过程中，会领悟到人类研究生态系统能量流动的目的。
总之，在原理性知识教学中教师的主导作用，不仅是为学生提供必要的感性材料，而且要引导学生通过剖析感性材料，归纳和概括出有关原理的要点，进而为学生运用原理创造必要的条件。学生的主体地位和参与意识，一方面体现在始终处于积极的思维状态，与教师的教学活动配合默契，另一方面领悟抽出原理要点的学习方法，以及运用原理的过程。
对一道生态系统能量流动题的思考某年高考上海生物试卷选择题中单选题第6题如下：在下列4个生态系统中，绿色植物所固定的太阳能相等。如果物种甲是人类所需的资源。那么，能提供甲最多的生态系统是图19能量流动图解
标准答案是A。我认为似有不妥，分析如下：很明显，该题是一个生态系统中能量流动的问题。对各图的分析可以看出主要有2个相同点和2个不同点。
两个相同点是：（1）第一营养级所固定的太阳能相等，即流入各系统的总量能量相等。（2）营养级的级数相同，都是4个营养级。物种甲都处于第四营养级。
