第一章

生態(tài)系統(tǒng)

綜合實踐項目

設(shè)計并制作生態(tài)瓶入項課觀看“月宮一號”視頻，閱讀教材96頁，思考問題：1．“月宮一號”是模擬的可供人類生存的人工封閉生態(tài)系統(tǒng)，依據(jù)是什么？2．生物圈中自然生態(tài)系統(tǒng)除有太陽能的輸入，幾乎沒有物質(zhì)的輸入和輸出，從物質(zhì)上看就是封閉的系統(tǒng)，為什么？3．此人工生態(tài)系統(tǒng)與自然界中大型生態(tài)系統(tǒng)如森林生態(tài)系統(tǒng)有什么差別？項目背景資料

生態(tài)系統(tǒng)是指在一定的空間范圍內(nèi)，生物與環(huán)境相互作用所形成的統(tǒng)一的整體。一片草原、一塊農(nóng)田、一個湖泊等都可以看做一個生態(tài)系統(tǒng)。項目背景資料回顧：生物部分分解者生產(chǎn)者消費者綠色植物動物細菌和真菌生態(tài)系統(tǒng)的組成非生物部分：光、空氣、水、土壤等

生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)：食物鏈和食物網(wǎng)；生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量就是沿著食物鏈和食物網(wǎng)流動的。

物質(zhì)循環(huán)和能量流動是生態(tài)系統(tǒng)的兩大基本功能，通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)，生態(tài)系統(tǒng)的各種組成成分緊密聯(lián)系起來，形成一個統(tǒng)一的整體。項目背景資料

生態(tài)瓶屬于微型生態(tài)系統(tǒng)，它不像自然的大型生態(tài)系統(tǒng)具有很強的穩(wěn)定性。生態(tài)瓶中的環(huán)境發(fā)生微小的變化，都可能引起瓶中生物的死亡，甚至導(dǎo)致生態(tài)瓶中的生態(tài)系統(tǒng)崩潰。項目主題：制作一個能較長時間維持平衡的生態(tài)瓶項目背景資料【提出問題】要完成此項目，主要的步驟流程應(yīng)如何安排？任務(wù)：分組思考，教師指導(dǎo)；交流展示，達成共識

整體框架基本包括以下步驟：①初步設(shè)計制作方案，繪制設(shè)計圖。

思考：用什么材料來制作生態(tài)瓶？生態(tài)瓶中加入哪些成分？是否需要加入微生物？需要什么樣的條件？……②小組交流討論,迭代完善。

思考：各成分間的關(guān)系？要維持長時間，還需要考慮哪些？③制作生態(tài)瓶

思考：制作步驟？小組分工、時間等④觀察、記錄生態(tài)瓶效果⑤展示評價、交流討論,迭代完善⑥……項目一初步設(shè)計生態(tài)瓶方案1．通過AI等渠道了解生態(tài)瓶制作方面的知識，以及下列給定材料清單中你所不了解的生物如形態(tài)、大小、分布、特點等（如沒有相關(guān)條件，可以課下進行，或教師提供相關(guān)資料）。2．各小組自選容器，并從給定材料中選擇本組所用的材料進行設(shè)計。思考：為什么選擇這些材料？這些材料各選多少？3．將設(shè)計圖畫在方框中，并加以必要的文字說明。任務(wù)1：查閱資料進行生態(tài)瓶方案設(shè)計任務(wù)1：查閱資料進行生態(tài)瓶方案設(shè)計【提出問題】1．從哪些角度評價一個能維持長時間平衡的生態(tài)瓶設(shè)計方案？

提示可從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、調(diào)節(jié)等角度思考分析。2．方案設(shè)計后，還要進行制作并觀察生態(tài)瓶的效果，對整個活動過程進行評價，因此思考還需要補充哪些評價指標(biāo)?任務(wù)2：制定生態(tài)瓶設(shè)計方案的評價量規(guī)【核心任務(wù)】同學(xué)們分組討論和完善，形成統(tǒng)一評價標(biāo)準(zhǔn)，制定評價表評價維度評價要點優(yōu)秀良好有待改進方案設(shè)計□生態(tài)系統(tǒng)組成成分齊全、比例數(shù)量合適

□生物種類豐富（含多條食物鏈）

□非生物條件無污染、適宜

□密閉空間

□材料易得、環(huán)保

項目實施□按照設(shè)計方案有序完成

□小組分工明確，并能合作完成制作

□觀察及記錄詳實、完整（如有文字、拍照記錄，記錄條件、變化，有問題的提出等）

□能夠依據(jù)問題進行迭代、改進

項目成果□能長時間維持穩(wěn)定

□美觀、觀賞性佳

表1：生態(tài)瓶方案設(shè)計及過程評價表（在相應(yīng)等級中畫“√”）任務(wù)2：制定生態(tài)瓶設(shè)計方案的評價量規(guī)1．各組進行展示、交流，組內(nèi)和組間依據(jù)評價量規(guī)中方案設(shè)計開展評價，并提出改進建議。2．依據(jù)建議，改進本組的設(shè)計方案。任務(wù)3：評價和改進生態(tài)瓶設(shè)計方案項目二生態(tài)瓶制作，并進行持續(xù)觀察記錄

課前準(zhǔn)備：各組學(xué)生按照本組分工，分頭準(zhǔn)備容器和材料。

課上：學(xué)生自帶適當(dāng)?shù)娜萜骱筒牧?，教師提供其他材料，根?jù)設(shè)計方案制作生態(tài)瓶，并貼上標(biāo)簽。統(tǒng)一放在學(xué)校教室或?qū)嶒炇业暮线m條件下，方便小組成員進行觀察和記錄。任務(wù)4：各組依據(jù)改進的設(shè)計方案，制作生態(tài)瓶觀察時間第一天第二天第三天第四天……水質(zhì)的變化

動植物的死亡情況

其他情況

【提出問題】完成生態(tài)瓶制作后，如何設(shè)計觀察記錄表，觀察和記錄生態(tài)瓶的狀態(tài)？思考記錄什么？如觀察時間，生態(tài)瓶中的變化，如水質(zhì)、動植物是否存活、氣泡多少等等，并反思出現(xiàn)的問題、原因。任務(wù)4：各組依據(jù)改進的設(shè)計方案，制作生態(tài)瓶

課下進行為期一個月的觀察記錄，撰寫觀察報告。失敗的小組和其他小組在此過程中利用項目三開展探究，并結(jié)合資料查閱，進一步調(diào)整優(yōu)化方案，再開始改進制作。任務(wù)5：持續(xù)觀察記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整項目三發(fā)現(xiàn)問題，設(shè)計并開展實驗探究和改進【提出問題】出現(xiàn)上述問題的可能原因是什么？如何解決？發(fā)現(xiàn)問題：

如生物短時間內(nèi)大量死亡；瓶中藻類植物瘋長；瓶中水很渾濁等，最終導(dǎo)致瓶內(nèi)微生態(tài)系統(tǒng)崩潰。任務(wù)6：小組交流討論，分析失敗原因和解決對策各組深入思考，借助資料查找，分析失敗原因，找到解決對策。各組根據(jù)問題，選擇不同的角度和因素開展生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的實驗探究的設(shè)計。任務(wù)7：依據(jù)上述分析，設(shè)計實驗開展深入探究和改進

探究問題可以是：探究加入的植物或動物的種類對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響；加入某種植物的數(shù)量對對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響；直射光、散射光對對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響；……實驗設(shè)計和實施根據(jù)探究結(jié)果，結(jié)合資料查詢對設(shè)計方案進行再優(yōu)化。

課下依據(jù)實驗設(shè)計方案開展探究實驗，并結(jié)合實驗探究評價表（見項目評價附表2）進行評價。任務(wù)7：依據(jù)上述分析，設(shè)計實驗開展深入探究和改進評價維度評價要點優(yōu)秀良好有待改進實驗?zāi)康摹跄軌蛎鞔_實驗?zāi)康?，確定實驗變量（自變量）和因變量

作出假設(shè)□依據(jù)制作過程及分析作出合理假設(shè)

制定計劃□科學(xué)合理，遵循探究實驗的基本原則（正確控制實驗變量；無關(guān)變量相同且適宜等）

實施計劃□正確選擇和使用實驗材料和器具實施實驗

□準(zhǔn)確記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)

實驗結(jié)果與結(jié)論□準(zhǔn)確分析實驗結(jié)果與假設(shè)的一致性

□實驗結(jié)論表述科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)

表達交流□寫出實驗報告，積極表達觀點

表2：實驗探究過程評價表（在相應(yīng)等級中畫“√”）任務(wù)7：依據(jù)上述分析，設(shè)計實驗開展深入探究和改進出項課展示評價交流，總結(jié)成功經(jīng)驗活動1：展示各組的生態(tài)瓶及記錄、報告，利用評價表開展評價。任務(wù)8：展示、評價交流，項目總結(jié)提升評價維度評價要點優(yōu)秀良好有待改進方案設(shè)計□生態(tài)系統(tǒng)組成成分齊全、比例數(shù)量合適

□生物種類豐富（含多條食物鏈）

□非生物條件無污染、適宜

□密閉空間

□材料易得、環(huán)保

項目實施□按照設(shè)計方案有序完成

□小組分工明確，并能合作完成制作

□觀察及記錄詳實、完整（如有文字、拍照記錄，記錄條件、變化，有問題的提出等）

□能夠依據(jù)問題進行迭代、改進

項目成果□能長時間維持穩(wěn)定

□美觀、觀賞性佳

表1：生態(tài)瓶方案設(shè)計及過程評價表（在相應(yīng)等級中畫“√”）

生態(tài)瓶成功的小組進行交流。分析能夠長久維持運轉(zhuǎn)（一個月以上）的生態(tài)瓶，交流的方面包括設(shè)計方案、制作、觀察記錄過程，總結(jié)生態(tài)瓶成功的經(jīng)驗。