《生態(tài)工程的基本原理》教學(xué)設(shè)計(jì)朱巧云【教材分析】態(tài)工程的基本原理”是本節(jié)的核心知識(shí)。建設(shè)生態(tài)文明是國(guó)家未來(lái)發(fā)展的總趨勢(shì)，及早形成生態(tài)文明的觀念，對(duì)祖國(guó)未來(lái)建設(shè)有重要意義。重點(diǎn)、難點(diǎn)分析生態(tài)工程的基本原理及在具體情境中綜合運(yùn)用生態(tài)工程原理、分析生態(tài)環(huán)境問(wèn)題及提出解決對(duì)策是教學(xué)的重點(diǎn)；系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理比較抽象，是本節(jié)的一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)簡(jiǎn)述生態(tài)工程的原理，舉例說(shuō)出各原理的內(nèi)容能力目標(biāo)1)嘗試運(yùn)用生態(tài)工程的原理，分析生態(tài)環(huán)境問(wèn)題及提出解決對(duì)情感目標(biāo)1)初步形成物質(zhì)循環(huán)利用、物種多樣性、協(xié)調(diào)與平衡、局部與整體相統(tǒng)一的觀點(diǎn)，樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展的觀念。2)關(guān)注我國(guó)人民在生態(tài)工程建設(shè)方面的成就，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感?！窘虒W(xué)策略】生態(tài)工程的基本原理，包括生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)的原理。前四個(gè)原理的理論基礎(chǔ)與必修3模塊中生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、種間關(guān)系、環(huán)境容納量等內(nèi)容關(guān)系密切，學(xué)生已具備一定的認(rèn)知基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上充分利用教材提供的圖文信息課外收集整合的有關(guān)資料，采用案例教學(xué)模式，讓學(xué)生在案例分析中體會(huì)和理解基本原理，然后再用基本原理設(shè)法找到學(xué)生已有的知識(shí)與新知識(shí)的聯(lián)系，通過(guò)類比，完成由具體事例向抽象理論的轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)感性認(rèn)識(shí)向理性認(rèn)識(shí)的飛躍。【教學(xué)流程】第一階段：導(dǎo)入新課同學(xué)們，我們?cè)S昌位于河南省中部，屬于淮河流域沙潁河水系，近幾十年來(lái)淮洗衣灌溉，七十年代水質(zhì)敗壞，八十年代魚(yú)蝦絕代，九十年代身心受害?！边@首民謠可以說(shuō)真實(shí)地反映了淮河水質(zhì)遭受污染的情況。不僅如此，全球范圍內(nèi)也出現(xiàn)了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題：溫室效應(yīng)導(dǎo)致的冰川融許多物種正瀕臨滅絕；同時(shí)我們?nèi)祟惖纳嬉裁媾R著巨大的威脅，對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)和重建已經(jīng)到了刻不容緩的地步！在這種背景下，一種新的生物工程技術(shù)誕生了，這就是生態(tài)工程。第二階段：學(xué)習(xí)新課一、生態(tài)工程概念理論基礎(chǔ)：生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原理技術(shù)手段：系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組裝操作流程：對(duì)已被破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建，對(duì)造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。最終目的：促進(jìn)人類社會(huì)和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。[過(guò)渡]生態(tài)工程是一項(xiàng)前景非常廣闊的生物技術(shù),那么在設(shè)計(jì)生態(tài)工程時(shí),應(yīng)該注意哪些問(wèn)題呢本節(jié)課我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的基本原理。二、生態(tài)工程的基本原理基理分析案例揭示原理論基教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)礎(chǔ)教學(xué)程序嘗試?yán)迷斫鉀Q實(shí)際問(wèn)題教師活動(dòng)教師活動(dòng)[過(guò)渡]生態(tài)工程有了生態(tài)工程最物1)案例：我國(guó)古環(huán)2)無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢(shì)是實(shí)現(xiàn)物資源浪費(fèi)和環(huán)境物[過(guò)渡]圖片展示物態(tài)在世界上被譽(yù)為統(tǒng)城”的我國(guó)“三北穩(wěn)紹三十年來(lái)已經(jīng)有哪些2)：的3)：廢棄重要意義會(huì)毀于一旦路”。思考討論，總稈的“出路”有：⑴秸稈粉機(jī)肥，⑵秸稈飼料，⑶秸稈發(fā)電，⑸秸稈思考討論，總結(jié)整理，防治1)營(yíng)造不同林；2)招引啄木鳥(niǎo)、灰喜鵲等，保護(hù)和按照自然生態(tài)規(guī)的松毛蟲(chóng)肆虐和樹(shù)林天牛災(zāi)害。的珊瑚礁生態(tài)系2)總結(jié)：生物多要遵循生物多樣[過(guò)渡]生物多樣味著生物數(shù)量越多越好呢面上如同草原一3)揭示生態(tài)工程建設(shè)時(shí)要考慮生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)量不超過(guò)環(huán)境的系統(tǒng)的穩(wěn)定和平[過(guò)渡]生態(tài)工程是造福于國(guó)家和實(shí)施起來(lái)卻是困生產(chǎn)力1)討論：滸2)討論：西城”為什么長(zhǎng)城”1)討論得：進(jìn)行防治2)總結(jié)：一般種現(xiàn)實(shí)問(wèn)題討論總結(jié)：應(yīng)種植耐寒、抗旱，適應(yīng)能力①糧食問(wèn)題對(duì)策：建立基本口糧田、科呢2)展示“自然—施好生態(tài)工程都需要協(xié)調(diào)好哪些關(guān)系3)揭示生態(tài)2)討論分析②能源問(wèn)題對(duì)策：沼氣代柴、發(fā)展生態(tài)水電、以電代③經(jīng)濟(jì)問(wèn)題對(duì)策：調(diào)整農(nóng)系教師活動(dòng)統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理學(xué)生活動(dòng)問(wèn)題：哪種結(jié)構(gòu)更加可靠，不會(huì)因?yàn)榫植抗收弦鹫麄€(gè)系統(tǒng)癱瘓案例：“?；~(yú)塘”模式，找一找，該模式中有幾種可以帶來(lái)經(jīng)濟(jì)收入的產(chǎn)品總結(jié)：在系統(tǒng)的組分相同的情況下，可以通過(guò)改變和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到改善系統(tǒng)功能的目的。揭示“系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理”。1)展示：珊瑚與藻類的共生，豆科植物與固氮菌的共生。2)系統(tǒng)各組分之間維持適當(dāng)?shù)谋壤龑?duì)于系統(tǒng)整體功能的體現(xiàn)有非常重要的意義，如果系統(tǒng)組分中比例失調(diào)，將造成生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。揭示系統(tǒng)整體性原理。1)分析“三種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多個(gè)單個(gè)生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)優(yōu)化組生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。體會(huì)整體功能大于部分之之之和教學(xué)總結(jié)本節(jié)課學(xué)習(xí)的五個(gè)生態(tài)回顧本節(jié)課主要內(nèi)容，構(gòu)建總結(jié)工程的基本原理，及其理論基礎(chǔ)。知識(shí)結(jié)構(gòu)。第三階段：鞏固新課練習(xí)結(jié)束語(yǔ)：生態(tài)工程在我國(guó)及其他國(guó)家都已經(jīng)廣泛開(kāi)展，請(qǐng)同學(xué)們課下搜集相關(guān)資料，如沼氣工程、城市環(huán)境生態(tài)工程等實(shí)例，以了解生態(tài)工程的最新進(jìn)展情況?！窘虒W(xué)反思】本節(jié)課運(yùn)用了案例教學(xué)法，新課程倡導(dǎo)教育要回歸生活，因而案例的選擇要有生活性。每年夏收、秋收季節(jié)，學(xué)校周圍農(nóng)民焚燒秸稈，學(xué)生深受其害，在物質(zhì)循環(huán)再生原理的學(xué)習(xí)中選擇“秸稈的出路”這個(gè)案例，來(lái)源于學(xué)生的生活。同時(shí)教學(xué)案例，應(yīng)當(dāng)能反映生物學(xué)的基本原理和規(guī)律，具有鮮明的生物學(xué)特征，或者與生物學(xué)教學(xué)要求相符合，具有針對(duì)性，為完成教學(xué)目標(biāo)而服務(wù)，應(yīng)具有典型性。發(fā)展學(xué)生的民族精神，對(duì)國(guó)家的興盛、社會(huì)的進(jìn)步、個(gè)人的終身發(fā)展都具有重也是生態(tài)工程最早和最生動(dòng)的一種模式；突出“三北防護(hù)林”建設(shè)工程是當(dāng)代我國(guó)人民在生態(tài)工程建設(shè)方面的重要成就；在“桑基魚(yú)塘模式”分析結(jié)束時(shí)，設(shè)計(jì)了這中向往的天堂，是因?yàn)楫?dāng)?shù)剞r(nóng)民在幾百年前就利用自己的聰明才智，建立了高生產(chǎn)力的生態(tài)系統(tǒng)，在有限的土地上創(chuàng)造了巨大的財(cái)富?！币源俗寣W(xué)生體會(huì)我國(guó)人民的聰明才智，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感?！渡鷳B(tài)工程的基本原理》導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】簡(jiǎn)述生態(tài)工程的概念，關(guān)注生態(tài)工程的建設(shè)。簡(jiǎn)述生態(tài)工程的原理，舉例說(shuō)出各原理的內(nèi)容。嘗試運(yùn)用生態(tài)工程原理，分析生態(tài)環(huán)境問(wèn)題及解決對(duì)策?！緦W(xué)習(xí)過(guò)程】第一步：自主預(yù)習(xí)、梳理基礎(chǔ)知識(shí)概念：生態(tài)工程是指人類應(yīng)用______________________等學(xué)科的基本原理和方法，_________________，對(duì)造成___________________的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善，________________的和諧目的：遵循自然界___________________的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止_________________,達(dá)到___________________________________的同步發(fā)展。____________、___________________的工知識(shí)點(diǎn)2生態(tài)工程所遵循的基本原理項(xiàng)目物質(zhì)循環(huán)再生物種多樣性原理協(xié)調(diào)與平衡原理整體性理論基礎(chǔ)物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的_____________生物與環(huán)境的________________________________復(fù)合系統(tǒng)意義可避免環(huán)境污染及其對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展的影響生物多樣性程度可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的生產(chǎn)力生物數(shù)量不超過(guò)環(huán)境承載力，可避免系統(tǒng)的失衡和破壞統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定實(shí)例設(shè)中的問(wèn)題珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性問(wèn)題題西北一些地區(qū)的防護(hù)林問(wèn)題過(guò)度放牧問(wèn)題林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)關(guān)系問(wèn)題系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功_____________結(jié)系統(tǒng)學(xué)構(gòu)優(yōu)于__________和工程學(xué)原理整體_________部改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，以改善功能保持系統(tǒng)很高的生產(chǎn)力珊瑚礁、藻類和珊瑚蟲(chóng)的關(guān)系第二步課內(nèi)探究，突破重點(diǎn)難點(diǎn)1：這個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)廢棄的物質(zhì)有哪些2：我們的祖先是怎樣處理這些廢棄物的3：廢棄物還田有何重要意義問(wèn)題：每年夏收、秋收季節(jié)，農(nóng)民焚燒農(nóng)作物的秸稈，不僅浪費(fèi)了秸稈中的能源，同時(shí)對(duì)周邊環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的空氣污染，出現(xiàn)局部能見(jiàn)度低、車禍發(fā)生率高等現(xiàn)象，更有甚者會(huì)出現(xiàn)“引火燒身”，給人民的生產(chǎn)、生活甚者生命帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。出謀劃策：請(qǐng)你利用所學(xué)的知識(shí)“為秸稈找一個(gè)合適的出路”。探究2比較三北防護(hù)林的單純林與珊瑚礁區(qū)生態(tài)系統(tǒng),解決以下問(wèn)題:1：為什么樟子松林的松毛蟲(chóng)會(huì)肆虐，幾十億株楊樹(shù)會(huì)毀于一旦2：為什么珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)在深海有限的資源條件下，能長(zhǎng)期保持穩(wěn)定，維持著較高的生產(chǎn)力出謀劃策：從珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的啟示,想一想，對(duì)松毛蟲(chóng)、天牛毀壞林木的問(wèn)題，如何用生物學(xué)的方法來(lái)防治林業(yè)害蟲(chóng)探究3分析案例:青島滸苔爆發(fā)和西北楊樹(shù)林.出謀劃策：結(jié)合西北地區(qū)氣候條件，想一想，在我國(guó)西北地區(qū)進(jìn)行防護(hù)林建設(shè)時(shí)，應(yīng)選擇哪些特征的樹(shù)種探究4:分析案例林區(qū)建設(shè)中的問(wèn)題為什么會(huì)出現(xiàn)前面造林，后面砍林的現(xiàn)象探究5:分析三種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖,和?；~(yú)塘模式1.三種結(jié)構(gòu)中哪種結(jié)構(gòu)可靠性高,局部故障不會(huì)造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓2.找一找：?；~(yú)塘模式中有幾種可帶來(lái)經(jīng)濟(jì)收入的產(chǎn)品【鞏固練習(xí)】一、隨堂鞏固分析下列事件用哪種生態(tài)工程原理來(lái)解釋1、畜牧養(yǎng)殖應(yīng)注意牲畜量不超過(guò)草地承載量2、使用堆肥和漚肥法實(shí)現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)3、廣東大量引種木麻黃作為行道樹(shù)，一年一種叫吹綿介殼蟲(chóng)的害蟲(chóng)使木麻黃遭受嚴(yán)重破壞，后來(lái)從國(guó)外引進(jìn)澳洲瓢蟲(chóng)，已持續(xù)發(fā)揮了控制害蟲(chóng)的作用。4、在進(jìn)行林業(yè)工程建設(shè)時(shí)，一方面要號(hào)召農(nóng)民種樹(shù)，另一方面要考慮貧困地區(qū)農(nóng)民的生活問(wèn)題，如糧食、燒柴以及收入等問(wèn)題。5、互利共生的生物二、課后鞏固1、我國(guó)“三北防護(hù)林”，雖然取得了巨大的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益，但由于沒(méi)有完全按照自然生態(tài)規(guī)律辦事，也產(chǎn)生了不少問(wèn)題。例如，遼寧西部的章古臺(tái)地區(qū)，由于單一種植樟子松樹(shù)，使松毛蟲(chóng)因?yàn)闆](méi)有天敵而肆虐一時(shí)，使很多地方幾乎成了不毛之地。這個(gè)事實(shí)說(shuō)明了()A．樟子松樹(shù)的抗蟲(chóng)能力很差B．松毛蟲(chóng)的危害性很強(qiáng)，并專一性的侵害樟子松樹(shù)C．生物多樣性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的重要性D．由于植物種類達(dá)單一，導(dǎo)致松毛蟲(chóng)只能侵害樟子松樹(shù)2、人類設(shè)計(jì)生態(tài)工程的根本目標(biāo)是()A．促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展B．促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，防治環(huán)境污染，提高經(jīng)濟(jì)效益C．防治環(huán)境污染，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展D．促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防治環(huán)境污染，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展3、在“人工濕地”生態(tài)系統(tǒng)中，對(duì)廢水凈化起主要作用的是()A．微生物的分解和轉(zhuǎn)化作用以及相關(guān)的物理、化學(xué)作用，如沉淀、吸附、過(guò)濾等B．微生物的分解和轉(zhuǎn)化作用C．相關(guān)的物理、化學(xué)作用，如沉淀、吸附、過(guò)濾等D．微生物的分解和轉(zhuǎn)化作用以及化學(xué)作用，如沉淀、吸附、過(guò)濾等4、下列關(guān)于生態(tài)工程的敘述中，錯(cuò)誤的是()A.生態(tài)工程是生態(tài)學(xué)和工程學(xué)的結(jié)合B.生態(tài)工程追求經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的雙贏C.應(yīng)用物種多樣性原理和物質(zhì)循環(huán)再生原理D.生態(tài)工程是無(wú)消耗、多效益的工程5、生態(tài)工程的調(diào)控機(jī)制是()A．人為調(diào)控B．自我調(diào)控C．人為輔助下的自我調(diào)節(jié)D．不需要控6、下列關(guān)于“人工濕地”的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()A．浮水植物、挺水植物可為根際提供氧化的微環(huán)境，促進(jìn)好氧細(xì)菌對(duì)廢水中有機(jī)物的分解B．沉水植物的根際保持厭氧狀態(tài)，利于厭氧細(xì)菌的活動(dòng)C.“人工濕地”對(duì)污水的凈化作用是通過(guò)不同類型的水生植物和微生物的共同作用實(shí)現(xiàn)的D．水生植物能吸收、轉(zhuǎn)化污水中的氮、磷、銅等物質(zhì)7、在植被的恢復(fù)初期，不應(yīng)選擇的植物是()A．引進(jìn)的新樹(shù)種B．固氮樹(shù)種C．先鋒樹(shù)種D．適應(yīng)性強(qiáng)的樹(shù)種8、1998年長(zhǎng)江下游發(fā)生特大洪災(zāi)，其中原因之一是()A．長(zhǎng)江口熱帶風(fēng)暴B．長(zhǎng)江上游森林植被破壞嚴(yán)重C．水庫(kù)瀉洪過(guò)快D．北方風(fēng)沙使河床變淺9、黃河是我國(guó)的母親河，但如今黃河已經(jīng)成為世界罕見(jiàn)的“懸河”。治理黃河最根本的措施是()A．加強(qiáng)黃河兩岸堤壩的修筑B．對(duì)黃河河床底部的泥沙清淘C．大力培育水生生物D．解決黃土高原的水土流失問(wèn)題，這是因?yàn)樵诰G色植物的光合作用過(guò)程中()A．吸收C0B．吸收太陽(yáng)能C．產(chǎn)生化學(xué)能D．產(chǎn)生02211、環(huán)境污染已成為人類社會(huì)面臨的重大威脅，下列名詞與環(huán)境污染有關(guān)的是()①酸雨②臭氧空洞③“白色