3.3 生态系统的碳循环 教学设计（表格式）

教学设计 课题 生态系统的碳循环 教学内容分析 “碳循环”是选择性必修二《生物与环境》第三章“生态系统的物质循环”的核心内容，在单元中承前启后：前接 “生态系统的结构”（生产者、消费者、分解者的功能）与“能量流动”（物质循环与能量流动的关联），后为 “生态系统的稳定性”“人类活动对生态环境的影响”奠定知识基础。作为物质循环的典型案例，碳循环是理解 “生态系统各组分通过物质交换构成统一整体”的关键载体，也是串联“系统观”“稳态观”与“社会责任”的重要纽带。 学情分析 （一）学习经验与知识储备 1）已有基础：学生在之前的学习中已了解“光合作用吸收 CO2、呼吸作用释放CO2”，知晓碳在生物与环境间的简单交换；在本单元前两课时中，已掌握 “生态系统的组成成分（生产者、消费者、分解者）”，能理解生物组分在物质传递中的功能，为分析碳循环的 “生物群落内部传递”奠定基础。 2）潜在缺口：对碳循环的“非生物环境环节”（如化石燃料形成与燃烧、海洋碳库）认知较模糊；难以将“生物群落内的碳传递”（食物链/网）与“生物群落与无机环境的碳交换”（光合作用、呼吸作用、分解作用）整合为完整循环路径；对“碳循环失衡与温室效应的因果关系”缺乏深度理解。 （二）学科能力水平 1）优势能力：学生已具备初步的 “归纳概括” 能力（如从生物组分功能归纳碳传递角色）、“简单模型建构”能力（如绘制食物链示意图），能参与小组讨论、分析直观数据（如 CO 浓度变化曲线）。 2）薄弱环节：对 “全球性”“循环性” 等抽象特征的理解需具象化支撑；构建 “碳循环完整概念模型” 时易遗漏关键环节（如分解者的分解作用、化石燃料）；难以从 “碳循环规律”演绎推导“人类干预的影响”（如化石燃料燃烧对大气 CO 浓度的影响）。 （三）学生兴趣与发展需求 1）兴趣点：对“温室效应”“双碳目标”“低碳生活”等与现实生活关联紧密的议题兴趣较高；喜欢通过“案例分析”“模型制作”“小组合作”等互动式学习方式，反感纯理论灌输。 2）发展需求：需要将抽象的碳循环过程转化为 “可视化、可操作” 的学习活动（如模型建构、案例研讨），突破概念理解难点；需要通过“真实情境问题”（如本地碳排放现状、低碳行动建议），将知识与生活、社会关联，满足“学以致用”的需求；需要在探究活动中提升“逻辑推理”“模型建构”能力，适应高中生物对“抽象思维” 的要求。 （四）发展路径 基于学情，学生的学习路径可设计为：“情境导入（温室效应案例）→旧知关联（生物组分功能、光合 / 呼吸作用）→新知建构（碳循环路径分析→概念模型绘制）→难点突破（全球性、化石燃料环节）→应用拓展（分析人类影响→提出低碳建议）”，逐步从 “碎片化知识” 整合为 “系统认知”，从 “概念理解” 上升为 “能力与素养”。 目标确定 1）生命观念：通过分析碳在 “非生物环境→生物群落→非生物环境” 的循环路径，强化 “生态系统是物质循环与能量流动相伴随的统一系统” 的系统观；结合碳循环失衡（如温室效应）对生态系统稳态的影响，深化 “稳态与平衡观”，理解生命系统的整体性与动态平衡特性。 2）科学思维：通过构建碳循环概念模型（如绘制示意图）、分析 “化石燃料燃烧与碳循环失衡” 的逻辑关系，训练 “模型与建模”能力。 3）科学探究：通过分析教材中碳循环图解、展示 2021年我国人工淀粉合成科技资料引导引导学生基于知识与现实案例提出问题、梳理逻辑、推导结论，提升科学探究的分析与推理能力。 4）社会责任：结合 “双碳” 目标、温室效应等现实议题，引导学生认识人类活动对碳循环的干预作用，树立 “人与自然和谐共生” 的生态意识，培养参与低碳生活、环保实践的社会责任感。 4.学习重点难点 ... ...