第第頁4.3生態(tài)工程教案一生態(tài)工程的基本原理一、教學目標1.簡述生態(tài)工程的原理，舉例說出各原理的內(nèi)容（生命觀念、科學思維）。

2.概述生態(tài)工程建設應遵循自生、循環(huán)、協(xié)調(diào)和整體四個基本原理。（科學思維）3.嘗試用生態(tài)工程原理，分析生態(tài)環(huán)境問題及解決對策。（生命觀念、科學思維）二、教學重難點教學重點：生態(tài)工程的基本原理。教學難點：生態(tài)工程的基本原理。三、教學過程【新課導入】教師活動：展示奧林匹克公園的圖片，展示問題探討中的資料，創(chuàng)設情境。教師活動：展示相關圖片，講解奧林匹克森林公園的建設過程，并引導學生思考課本中的問題。在2008年北京奧運會的籌辦過程中，奧林匹克森林公園是一個重要建設項目。公園所在地原來主要是普通村落和農(nóng)田。2002年招標設計，2005年開工建設，2008年建成。公園建設堅持“綠色奧運”的理念，充分利用了原有地貌和植被，采用了營造近自然林系統(tǒng)、廢物資源循環(huán)利用等多項生態(tài)技術。例如，公園的水系建設采用了雨水收集、污水利用、中水凈化、智能化灌溉和生態(tài)防滲等環(huán)保技術。討論：1.農(nóng)田棄耕后，在自然狀態(tài)下也可以演替為森林，為什么還要人工造林呢？2.為什么要先做森林公園的整體設計再開工呢？3.公園建設為什么要充分利用原有的地貌和植被，營造近自然林系統(tǒng)呢？教師活動：講解以上問題，講解要點為：1.人類活動可以改變?nèi)郝溲萏娴乃俣?，通過人工造林，可以加快棄耕農(nóng)田演替到森林階段的速度。

2.對森林公園先進行整體設計利用了生態(tài)工程的基本原理，以生態(tài)系統(tǒng)的自組織、自我調(diào)節(jié)功能為基礎，遵循生態(tài)系統(tǒng)自生、循環(huán)、協(xié)調(diào)和整體的基本原理，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，既防止了環(huán)境的污染，又達到了經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。3.公園建設充分利用原有的地貌和植被，營造近自然林系統(tǒng)是利用了生態(tài)工程自生的原理和協(xié)調(diào)的原理，充分考慮原有生物組分布局和它們生長、發(fā)育、繁殖及形成共存互利關系等條件，通過系統(tǒng)的自組織、自我優(yōu)化、自我調(diào)節(jié)、自我更新維持系統(tǒng)的穩(wěn)定。同時，利用了生物與生物、生物與環(huán)境長期作用形成的協(xié)調(diào)原理。教師活動：展示普通的村落和農(nóng)田圖片。講解短短幾年，普通的村落和農(nóng)田就脫胎換骨般地轉(zhuǎn)變?yōu)榱钊速潎@的森林公園。它調(diào)節(jié)城市氣候，豐富市民生活，也為眾多動植物提供了生存的“家園”。這個例子是生態(tài)工程的生動縮影。下面就讓我們系統(tǒng)的來學習一下生態(tài)系統(tǒng)的有關知識。【新課講授】一、關注生態(tài)工程建設教師活動：展示當今的環(huán)境問題的圖片，講解建設生態(tài)工程的重要性。1.實施生態(tài)工程的背景20世紀60年代以來，全球經(jīng)濟進入了快速增長階段，人們生活水平提高、人口迅速增長，人類也隨之更多地從自然中索取。毀林種地，圍湖造田，大量使用化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，以及工業(yè)的迅猛發(fā)展，正在大量消耗自然資源。這樣的生產(chǎn)方式，已經(jīng)嚴重影響了人類的可持續(xù)發(fā)展。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟發(fā)展必須符合生態(tài)學規(guī)律。改變“人類能征服自然”的錯誤觀念，旨在解決環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)問題的一門新學科——生態(tài)工程應運而生并迅速發(fā)展。教師活動：通過以上的引導，講解生態(tài)工程的概念。2.生態(tài)工程的概念生態(tài)工程是指人類應用生態(tài)學和系統(tǒng)學等學科的基本原理和方法，對人工生態(tài)系統(tǒng)進行分析、設計和調(diào)控，或?qū)σ驯黄茐牡纳鷳B(tài)環(huán)境進行修復、重建，從而提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力或改善生態(tài)環(huán)境，促進人類社會與自然環(huán)境和諧發(fā)展的系統(tǒng)工程技術或綜合工藝過程。教師活動：帶領學生閱讀課本99頁內(nèi)容，總結(jié)生態(tài)工程建設的目的、特點、原因和目標。3.生態(tài)工程建設的目的遵循生態(tài)學規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。4.生態(tài)工程的特點：少消耗、多效益、可持續(xù)。5.生態(tài)工程建設的原因毀林種地，圍湖造田，大量使用化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，以及工業(yè)的迅猛發(fā)展，正在毀壞水、大氣、土壤和生物資源，消耗大量的自然資源，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，要建設生態(tài)工程。6.生態(tài)工程的目標應在經(jīng)濟、社會、生態(tài)環(huán)境等方面取得最佳效果。生態(tài)工程是針對傳統(tǒng)經(jīng)濟模式而言的，可以減少環(huán)境污染，實現(xiàn)社會與自然的和諧發(fā)展。學生活動：閱讀課本并總結(jié)。二、生態(tài)工程所遵循的原理1.自生教師活動：首先引導學生閱讀旁欄內(nèi)容，了解自組織的概念和實例。教師活動：通過展示凈化污水的實例，講解自生的概念。（1）概念：在生態(tài)系統(tǒng)中由生物組分而產(chǎn)生的自組織、自我優(yōu)化、自我調(diào)節(jié)、自我更新和維持。（2）基礎：生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構與功能（生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力）①個體水平：生物能夠進行新陳代謝、再生更新等②系統(tǒng)水平：生物之間通過各種相互作用（特別是種間關系）進行自組織，實現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構與功能的協(xié)調(diào)，形成有序的整體（3）遵循該原理的具體做法①有效選擇生物組分并合理布設②要創(chuàng)造有益于生物組分的生長、發(fā)育、繁殖，以及它們形成互利共存關系的條件（4）實例：以太陽能為動力，驅(qū)動水質(zhì)循環(huán)，進行生態(tài)恢復，改善水質(zhì)2.循環(huán)教師活動：展示古代施肥的實例以及“無廢棄物農(nóng)業(yè)”物質(zhì)循環(huán)再生示意圖，講解循環(huán)的概念和目的。（1）概念：指在生態(tài)工程中促進物質(zhì)的遷移與轉(zhuǎn)化，既保證各環(huán)節(jié)物質(zhì)遷移順暢，也保證主要物質(zhì)或元素的轉(zhuǎn)化率高。（2）基礎：生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)功能。（3）遵循該原理的具體做法：通過系統(tǒng)設計實現(xiàn)不斷循環(huán)，使前一環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢物盡可能地被后一環(huán)節(jié)利用，減少整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)“廢物”的產(chǎn)生。（4）優(yōu)點：實現(xiàn)物質(zhì)多級循環(huán)利用，廢棄物資源化，減少污染（5）實例：旁欄思考（p100）：有人說，過度從土地索取導致土地退化，是有些古文明中斷的一個重要原因，我國幾千年的農(nóng)業(yè)發(fā)展沒有出現(xiàn)這一問題，這是中華文明數(shù)千年延續(xù)不斷的條件之一。你認同這一觀點嗎？請查找資料，對這一觀點作出評析。提示：認同。歷史上美索不達米亞、小亞細亞等地居民毀林造田，使那里成為不毛之地，而中華文明在“天人合一”“道法自然”等生態(tài)智慧和“仁民愛物”“民胞物與”等生態(tài)倫理的指導下，生生不息、源遠流長。3.協(xié)調(diào)教師活動：結(jié)合西北防護林案例，幫助學生對協(xié)調(diào)原理的理解。（1）概念：是指在進行生態(tài)工程建設時，生物與環(huán)境、生物與生物的協(xié)調(diào)與適應也是需要考慮的問題；（2）遵循該原理的具體做法：①生物與環(huán)境、生物與生物之間要協(xié)調(diào)與適應②考慮環(huán)境容納量：生物數(shù)量不能超過環(huán)境承載力的限度，否則會引起系統(tǒng)的失衡和破壞。（3）實例：①只適宜種植灌木和草本的西北建造防護林被硬性規(guī)定種植楊樹，導致一些地區(qū)種植的防護林成了“灰色長城”；②過度放牧導致草場退化；③水體富營養(yǎng)化。問題：從協(xié)調(diào)原理出發(fā)，想一想，在我國西北地區(qū)進行防護林建設，應選擇哪些樹種？如果在該地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認為應該注意什么問題？提示：我國西部地區(qū)缺雨干旱，土壤較為貧瘠，應該選擇適合當?shù)刈匀画h(huán)境條件的樹種，如沙棘、山杏、刺槐、小葉錦雞兒等；在西北地區(qū)發(fā)展畜牧業(yè)，應注意考慮環(huán)境容納量，牲畜數(shù)量不超過草地的承載力，避免過度放牧，并適當種植牧草。4.整體教師活動：展示林業(yè)工程種樹的實例，結(jié)合生活經(jīng)驗，理解整體性原理，總結(jié)整體原理的意義。（1）概念：系統(tǒng)建設以整體觀為指導，不僅考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，更要考慮經(jīng)濟和社會等系統(tǒng)的影響力。（2）遵循該原理的具體做法：①遵從自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，各組分之間要有適當?shù)谋壤?，不同組分之間應構成有序的結(jié)構，通過改變和優(yōu)化結(jié)構，達到改善系統(tǒng)功能的目的；②進行生態(tài)工程建設時，不僅要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，更要考慮經(jīng)濟和社會等系統(tǒng)的影響力（3）實例：在進行林業(yè)建設時，一方面要號召農(nóng)民種樹，另一方面一定要考慮貧困地區(qū)農(nóng)民的生活問題。（4）意義：只有應用整體性原理，才能統(tǒng)一協(xié)調(diào)當前與長遠、局部與整體、開發(fā)建設與環(huán)境保護之間的關系，保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定教師活動：展示102頁思考討論的資料，講解設計?；~塘需要考慮的因素。思考·討論分析生態(tài)工程所遵循的基本原理和應用明清時期，我國南方長江三角洲、珠江三角洲低洼內(nèi)澇積水地或河網(wǎng)發(fā)達地區(qū)的先民們，就探索出一種?；~塘的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式：路基種桑、桑葉飼蠶、蠶沙喂魚、塘泥培桑。這樣可以將陸地種植與魚塘養(yǎng)殖結(jié)合起來把原本割裂的生產(chǎn)系統(tǒng)通過優(yōu)化組合，有機地整合在一起。根據(jù)同樣的原理，甘蔗種植也可以與養(yǎng)豬、養(yǎng)魚結(jié)合（下圖）。在設計桑基魚塘時，要考慮合適的陸地與水面的配比，需要考慮栽種作物與養(yǎng)殖動物的關系。例如，地基和魚塘的面積比例是“三比七”或“四比六”，即大部分采取“三基七水”或“四基六水”的比例。池塘養(yǎng)魚，也應綜合考慮不同魚種的關系，根據(jù)淡水魚在自然環(huán)境中的混合生長狀態(tài)，實行以四大家魚為主的多魚種混養(yǎng)模式，讓鳙魚、鰱魚、草魚、鯪魚、鯉魚、鯽魚等各種魚類都有生存的機會和空間。運轉(zhuǎn)良好的?；~塘，可以做到物質(zhì)的循環(huán)再生利用。種桑養(yǎng)蠶，蠶沙（蠶糞便）本是廢棄物，如果不經(jīng)處理直接堆放在室外，不但會腐爛變質(zhì)污染環(huán)境，而且可能通過鳥、昆蟲的攜帶造成交叉感染，導致家蠶疫病大爆發(fā)。?；~塘將蠶沙由廢棄物變成了漁業(yè)生產(chǎn)的飼料。討論：討論1.嘗試畫出?；~塘中的食物鏈。討論2.?；~塘應用了生態(tài)工程的哪些基本原理？討論3.當桑葉價格高，賣桑葉比賣魚更合算時，當?shù)剞r(nóng)民會將蠶沙用作桑樹的肥料，而不是喂魚。由此可以看出，生態(tài)工程建設除了要考慮生態(tài)學、工程學原理，還需要關注什么？教師活動：引導學生思考資料中的三個問題，并進行講解，講解要點為：1.提示：桑樹→蠶；甘藍→人；甘蔗→豬→人；雖然用蠶沙喂魚，但池塘中還可能存在如下食物鏈：浮游植物→魚；浮游植物一浮游動物→魚。

2.提示：自生：?；~塘中的生物組分通過合理布設，互利共存，實現(xiàn)了系統(tǒng)結(jié)構與功能的協(xié)調(diào)，形成了可以自我維持的有序的整體。

循環(huán)：“陸基種桑、桑葉飼蠶、蠶沙喂魚、塘泥培?！边@樣的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式維持著高效的物質(zhì)循環(huán)。

協(xié)調(diào)：所選擇的生物與生物，生物與環(huán)境達到了協(xié)調(diào)和平衡，例如，桑和甘蔗適應我國南方溫暖濕潤的氣候；四大家魚混養(yǎng)充分利用了群落的空間結(jié)構；桑葉飼蠶，利用了種間關系，但養(yǎng)殖的蠶的數(shù)量沒有多到危及桑的存活；等等。整體：?；~塘在設計時，陸地與水面配比合理，各組分的搭配與比例適當，結(jié)構有序，形成了一個不可分割的整體；?；~塘將原本割裂的生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化組合，能夠發(fā)展多種經(jīng)營，為農(nóng)民創(chuàng)造收入，是結(jié)構優(yōu)化的“社會—經(jīng)濟—自然復合系統(tǒng)”。3.提示：還需要關注經(jīng)濟學原理，要達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效