张德超+赵苹

摘 要 能量流动中的来源与去向分析，一直是学生理解错误的重灾区，本文结合多年的教学经历，对其中较为常见的错误展开分析并提出适当的应对措施。

关键词 摄食中的能量 同化能量 生产者与消费者 人为添加能量

一、摄食中的能量为该生物的同化能量

对于能量流经第二营养级的起点，学生会根据自己的生活经历，简单地认为自己所摄入食物中的能量，会完全转化为自己的能量，即成为自己的同化能量。究其原因是对同化能量中的“同化”缺乏必要的理解，并对所摄入食物中能量进入人体后的去向思考不到位。因此，在教学中可以从食物进入人体内的初步变化以及去向进行分析，还要对同化能量的本质属性进行必要的分析。

为了帮助学生构建同化能量这一新概念，可引导学生对同化作用展开回忆：同化作用（又叫做合成代谢）是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质并且储存能量的变化过程。学生从中即可明确同化的实质：将外界的物质和能量转化成为自身的组成成分和能量。进而明确了同化能量的实质：将外界的能量转化为自身所能利用的能量。为了消除认为食物中的能量即是自身同化能量的理解误区，可提出问题：我们所吃的食物，进入人体后流向何处？学生根据所学的知识可知，被消化系统水解，其中一部分被消化系统吸收进入人体内环境，另一部分未被吸收进入大肠，以粪便的形式排出体外。进而追问：哪部分的能量属于我们的同化能量？学生根据同化能量的内涵，即可判定出前者才属于我们的同化能量，从而列出同化“能量=食物中的能量-粪便中的能量”。

二、流向分解者的能量均来自于该营养级生物的同化能量

在教学中发现，对于同化能量的去向，大部分学生会产生理解误区：流向分解者的能量，均被认为属于自身同化能量的一部分，究其原因是不能很好地区分粪便和遗体残骸中能量的归属问题。

对于这类问题的解决，可以创设特定的问题情景，以暴露学生的认知错误。美国著名教育心理学家桑代克在“试误说”中提出：尝试与错误是动物学习的基本形式，学习是尝试错误的过程。教师与其拼命地讲解，以避免学生在今后做题过程中犯错，不如故设陷阱，让学生去尝试，然后再引导其进行错误的分析，方能达到知错深改的目的。

例1，图1为某草原生态系统中能量流动图解，①～④表示相关过程能量流动量。下列有关叙述不正确的是（ ）

A.①是流入该生态系统的总能量

B.分解者获得的能量最少

C.图中②/①的比值代表草→兔的能量传递效率

D.③和④分别属于草和兔同化量的一部分

解析：该试题能更好地考查学生对图表中各数字代表能量所属的理解。能量流动类试题以这种流程图出现较多，因此，以此类试题为知识分析的载体，能较好地暴露理解上的错误。如会认为①②分别是兔摄食、狐摄食中的所含的能量，③④分别属于兔、狐的同化能量等。在学生得出自己的答案后，教师不要急于给出评价，而是要提出相应的问题，引导学生展开分析：编号①②③④分别代表什么能量？某营养级生物以粪便形式流向分解者的能量是否屬于该生物的同化能量？若不是，请说明应属于哪一类生物的同化能量，若是，同样需要说明理由。通过对上述问题的解决，学生即可消除理解误区。

学生通过对例题1的分析可知，某营养级生物以粪便的形式流向分解者的能量并非是属于该生物的同化能量，而是来自于上一个营养级生物的同化能量，而该营养级生物同化能量中流向分解者的，是以其遗体残骸的形式进行的，其粪便中的能量可看作是来自于上一营养级生物的遗体残骸。

三、难以区分生产者与消费者能量流动的过程

由于生产者和消费者的同化类型不同，分别属于自养型和异养型，因而能量在体内流向存在一定的差异。如消费者食物中能量有两大去向：未消化吸收的以粪便形式流向分解者，消化吸收的成为该营养级生物的同化能量；而生产者却不存在消化与吸收的问题，因而也就不存在粪便的问题，从而导致学生容易产生一定的理解误区。

为了更好地帮助学生消除上述的理解误区，需要在教材内容的基础上，增加能量流经生产者的过程示意图（图2）。为了顺利引导学生完成该流程图的构建，列出如下问题：生产者同化能量的途径是什么？能否认为是照射到生产者表面的光能呢？同化的能量以什么样的形式存在？这些能量又有哪些流向呢？其中流向分解者的能量是以什么形式进行的？通过对上述系列问题的讨论、分析，学生初步理解了生产者通过光合作用固定太阳能，主要储存在糖类等有机物中。根据呼吸作用原理，学生明确可通过呼吸作用分解葡萄糖，释放能量，这部分能量大部分以热能形式散失，少部分合成ATP，为生命活动提供直接能量来源。联系生活实际，可引导学生分析出生产者是以残枝败叶（或遗体残骸）的形式流向分解者的，并非以粪便的形式进行的。为了让学生正确理解初级消费者流向分解者能量的来源-粪便和遗体残骸中所含能量的所属问题，可引导学生对牛粪这一常见物质进行分析，并告知学生蒙古草原上牧民往往是利用晒干的牛粪作为燃料，从而明确牛粪中含有大量的未被牛消化吸收的牧草成分，进而很自然地判定出初级消费者粪便中的能量，并非属于自身的同化能量，而是来自于生产者的同化能量，以此类推出：某营养级流向分解者的同化能量是自身遗体残骸所含的能量，其粪便中所含的能量属于上一营养级的同化能量。

四、人为添加有机物能量的生态系统中能量传递效率的计算

教学中，大多是以自然生态系统作为研究对象，进行相邻营养级能量传递效率的计算，大多数学生已明确其计算公式：下一营养级生物的同化能量÷上一营养级生物的同化能量。而在现实生活中，存在着大量的人工添加能量的生态系统，如鱼塘、农场，甚至是遭到破坏后自然生态系统，为了尽快恢复该生态系统的结构和功能，往往需要人工添加部分的能量物质。学生在计算过程中通常会犯如下错误：下一个营养级生物所有同化能量（来自上一营养级和人工加入）÷上一营养级来的同化能量（来自于上一营养级和人工加入的能量），或者下一营养级生物同化上一营养级生物的能量÷上一营养级生物同化能量（不包括人工加入的能量），或者下一个营养级生物所有同化能量（来自上一营养级和人工加入）除以上一营养级来的同化能量（不包括人工加入的能量）。

根据能量流动的过程和能量传递效率的计算可知：下一营养级同化上一营养级生物的能量和外界人工添加的能量无关，计算过程中，该生物的同化能量应该排除外界加入的能量，这个能量应该是同化上一营养级生物的能量，这是在上一营养级生物同化总能量的基础上完成的，因此，上一营养级生物能够流向下一营养级生物的能量，包括其来自其上一营养级生物的和人工添加物质中的同化能量。因此，对于有人工加入能量的生态系统而言，其计算公式应该为：下一营养级生物同化上一营养级生物的能量÷上一营养级生物同化能量（来自于上一营养级和人工加入的能量）。

【责任编辑 郭振玲】endprint