課題第4章第3節(jié)生態(tài)工程（2-3個課時）時間教材分析第3節(jié)“生態(tài)工程”包括“生態(tài)工程的基本原理”和“生態(tài)工程的實例和發(fā)展前景”兩部分內(nèi)容。第一部分首先介紹了人類經(jīng)濟發(fā)展帶來的一系列環(huán)境問題，在此背景下，解決環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)問題的新學(xué)科--生態(tài)工程應(yīng)運而生并迅速發(fā)展。由此，自然而然地進(jìn)入對生態(tài)工程的定義、目的及基本原理的介紹。生態(tài)工程的基本原理包括自生、循環(huán)、協(xié)調(diào)、整體等，先介紹原理的理論基礎(chǔ)，再舉例說明以幫助學(xué)生理解。第二部分首先介紹了生態(tài)工程的三個實例:農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程、濕地生態(tài)恢復(fù)工程和礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程，指出面臨的問題，說明解決的對策，總結(jié)生態(tài)工程的意義。接著展望了生態(tài)工程的發(fā)展前景，關(guān)注我國目前面臨的生態(tài)危機，并將對生態(tài)工程的學(xué)習(xí)提升到“生態(tài)文明”建設(shè)的高度。學(xué)情分析教學(xué)目標(biāo)1.概述生態(tài)工程的概念，關(guān)注生態(tài)工程的建設(shè)。（生命觀念、科學(xué)思維）2.概述生態(tài)工程的基本原理，舉例說出自生、循環(huán)、協(xié)調(diào)和整體原理的主要內(nèi)容。（生命觀念、科學(xué)思維）3.通過分析和評價生態(tài)工程的實例，說出這些實例所運用的生態(tài)工程基本原理。（生命觀念、科學(xué)思維）4.通過評述生態(tài)工程的發(fā)展前景。增強生態(tài)文明意識。（科學(xué)思維、社會責(zé)任）教學(xué)重難點1.教學(xué)重點(1)生態(tài)工程的基本原理。(2)生態(tài)工程的實例。2.教學(xué)難點生態(tài)工程的基本原理。教學(xué)內(nèi)容及流程學(xué)習(xí)任務(wù)教學(xué)過程備注問題探討【問題探討】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(shè)項目。公園所在地原來主要是普通村落和農(nóng)田。于2002年招標(biāo)設(shè)計，2005年開工建設(shè)，2008年建成。公園建設(shè)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(shù)。例如，公園的水系建設(shè)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(shù)。從學(xué)生身邊熟悉的生態(tài)工程案例人手。以奧林匹克森林公園為例引導(dǎo)學(xué)生了解什么是生態(tài)工程，通過教師對生態(tài)工程概念設(shè)計意圖的分析，幫助學(xué)生理解概念，關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)。在此基礎(chǔ)上，分析奧林匹克森林公園主湖生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性，對生態(tài)工程進(jìn)一步剖析，為下一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)【教師講述】1.實施生態(tài)工程的背景①生態(tài)環(huán)境的惡化已嚴(yán)重影響人類的生存和發(fā)展。②生態(tài)工程是既古老又年輕，在中國實施已經(jīng)有3000多年了，源遠(yuǎn)流長。③改變?nèi)祟惸苷鞣匀坏挠^念，解決環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)問題。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(xué)規(guī)律。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(xué)科—生態(tài)工程應(yīng)運而生并迅速發(fā)展。2.生態(tài)工程

概念：人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原理和方法，對人工生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計和調(diào)控，或?qū)σ驯黄茐牡纳鷳B(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、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(jìn)人類社會與自然環(huán)境和諧發(fā)展的系統(tǒng)工程技術(shù)或綜合工藝過程。目的：遵循生態(tài)學(xué)規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。優(yōu)點：少消耗、多效益、可持續(xù)通過討論，理解生態(tài)工程的設(shè)計和建設(shè)要應(yīng)用生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的原理和方法;幫助學(xué)生建立生態(tài)工程的概念。同時引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)。生態(tài)工程所遵循的基本原理【教師講述】生態(tài)工程以生態(tài)系統(tǒng)的自組織、自我調(diào)節(jié)能力為基礎(chǔ)，遵循著整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、自生等生態(tài)系統(tǒng)的基本原理。自組織：一個系統(tǒng)在沒有外界信息指令的情況下，自發(fā)由無序到有序，由低有序到高有序的發(fā)展過程?！窘處熤v述】自生內(nèi)容：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)、自我更新和維持就是系統(tǒng)的自生。理論基礎(chǔ)：生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(jìn)行新陳代謝、再生更新等?！獋€體代謝再生更新②系統(tǒng)水平：生物之間通過各種相互作用(特別是種間關(guān)系)進(jìn)行自組織，實現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)，形成有序的整體?！N間相互作用（種間關(guān)系）做法：1.有效選擇生物組分并合理布設(shè)①系統(tǒng)或工程能否形成自組織能力的基礎(chǔ)條件②一般而言，應(yīng)盡量提高生物多樣性程度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(guān)系的條件。實例：太陽能水生態(tài)修復(fù)系統(tǒng);以太陽能為動力，驅(qū)動水質(zhì)循環(huán)，進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，改善水質(zhì)【教師講述】循環(huán)：內(nèi)容：促進(jìn)物質(zhì)的遷移與轉(zhuǎn)化，保證各環(huán)節(jié)物質(zhì)遷移順暢，保證主要物質(zhì)和元素的轉(zhuǎn)化率高。理論基礎(chǔ)：生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)功能特點：實現(xiàn)物質(zhì)多級循環(huán)利用，廢物資源化，減少污染。實例：無廢棄物農(nóng)業(yè)【教師講述】協(xié)調(diào)內(nèi)容:在進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時，需要考慮生物與環(huán)境、生物與生物的協(xié)調(diào)與適應(yīng)的問題。理論基礎(chǔ)：生物與環(huán)境、生物與生物的協(xié)調(diào)與平衡遵循該原理的具體做法：生物與環(huán)境、生物與生物之間要協(xié)調(diào)與適應(yīng)我國西北地區(qū)一些地區(qū)年降水量小于450mm，只適宜種植灌木和草本植物，但曾被硬性規(guī)定種植喬木類楊樹。導(dǎo)致一些地區(qū)種植的防護林成了殘敗的“灰色長城”2.需要考慮環(huán)境容納量。如果生物的數(shù)量超過了環(huán)境承載力的限度，就會引起系統(tǒng)的失衡和破壞如果放養(yǎng)牲畜量超過載畜量，則會造成過度放牧，使草地退化，還有土地沙漠化。【思考討論】從協(xié)調(diào)原理出發(fā)，在我國西北地區(qū)進(jìn)行防護林建設(shè)，應(yīng)選擇哪些樹種？若在該地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，應(yīng)注意什么問題？我國西部地區(qū)缺雨干旱，土壤較為貧瘠，應(yīng)該選擇適合當(dāng)?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(yīng)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(dāng)種植牧草?！窘處熤v述】整體：內(nèi)容：系統(tǒng)建設(shè)以整體觀為指導(dǎo)，進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時，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。理論基礎(chǔ)：社會、經(jīng)濟、自然構(gòu)成的復(fù)合系統(tǒng)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(dāng)?shù)谋壤?，不同組分之間應(yīng)構(gòu)成有序的結(jié)構(gòu)，通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，達(dá)到改善系統(tǒng)功能的目的。2.進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)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.考慮社會習(xí)慣、法律制度等的影響。實例：進(jìn)行林業(yè)工程建設(shè)時，一方面號召農(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，如糧食、燒柴以及收入等問題。只有把生態(tài)與社會、經(jīng)濟結(jié)合起來，才能從根本上達(dá)到造林和護林的目的。利用教材資源，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。通過對無廢棄物農(nóng)業(yè)中的物質(zhì)循環(huán)過程的分析，感悟中華民族的偉大智慧。分析生態(tài)工程案例中的原理和應(yīng)用【教師講述】桑基魚塘農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式：陸基種桑、蠶沙喂魚、桑葉飼蠶、塘泥培桑優(yōu)點：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。討論1:嘗試畫出?；~塘中的食物鏈。討論2:桑基魚塘用了生態(tài)工程的哪些基本原理？自生：桑基魚塘中生物組分通過合理布設(shè)，互利共存，實現(xiàn)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)，形成了可以自我維持的有序整體。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)利用。協(xié)調(diào)：所選擇的生物與生物，生物與環(huán)境達(dá)到了協(xié)調(diào)和平衡。桑和甘蔗適應(yīng)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(gòu)；桑葉飼蠶，利用了種間關(guān)系，但養(yǎng)殖的蠶的數(shù)量沒有多到危機桑的存活。整體：?；~塘在設(shè)計，陸地與水面配比合理，各組分搭配與比例適當(dāng)，結(jié)構(gòu)有序，形成了一個不可分割的整體。桑基魚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，是機構(gòu)優(yōu)化的“社會-經(jīng)濟-自然復(fù)合系統(tǒng)”?！颈砀窨偨Y(jié)】表格總結(jié)分析生態(tài)工程的4個原理生態(tài)工程實例【教師講述】1.農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程（建設(shè)宗旨:因地制宜）問題：農(nóng)村人多地少，產(chǎn)出不足。案例：北京郊區(qū)某村以沼氣工程為中心物質(zhì)多級循環(huán)利用工程對策：建立農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程，實現(xiàn)物質(zhì)的多級循環(huán)利用，獲得較多的產(chǎn)出，取得經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益的全面提高。核心：以沼氣工程為中心優(yōu)點：農(nóng)、林、牧、副、漁全面發(fā)展;開發(fā)可更新資源，減少環(huán)境污染。討論1：在這一案例中，主要運用了生態(tài)工程的哪些基本原理?自主、協(xié)調(diào)、循環(huán)、整體討論2：這一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能有哪些特點?生態(tài)系統(tǒng)中的各組分搭配合理，緊密聯(lián)系形成一個有序的整體實現(xiàn)了物質(zhì)多級循環(huán)利用、能量充分利用，減少了廢棄物排放與環(huán)境污染。討論3：這一生態(tài)工程有哪些值得借鑒的做法?①達(dá)到了物質(zhì)循環(huán)利用的良性循環(huán)。②緩解了農(nóng)村“三料”(飼料、燃料、肥料)的缺乏問題，提高了土地的產(chǎn)出水平。③創(chuàng)造了多種勞動力就業(yè)機會，增加了農(nóng)民收入。④開發(fā)了可以更新的資源，減少了環(huán)境污染?！窘處熤v述】2.濕地生態(tài)恢復(fù)工程濕地被譽為地球的“腎”，具有蓄洪防旱，調(diào)節(jié)區(qū)域氣候，控制土壤侵蝕，自然凈化污水，為遷飛的鳥類和其他多種動植物提供棲息地，以及為人們提供休閑娛樂的環(huán)境等功能。問題：在經(jīng)濟發(fā)展過程中，人們對濕地進(jìn)行排水和圍墾，已經(jīng)破壞了地球上80%的濕地資源。案例：廈門筼筜湖生態(tài)恢復(fù)主要措施：退耕還湖主要困難：解決遷出湖區(qū)居民的生活和就業(yè)問題對策：①采用工程學(xué)和生態(tài)學(xué)措施相結(jié)合的方法，使受到干擾的濕地得以恢復(fù)如廢水處理、點源和非點源污染控制、土地處理工程，以及植物物種的引進(jìn)種植等，使受到干擾的濕地得以恢復(fù)。（循環(huán)、協(xié)調(diào)）·點源污染是指能夠找到具體污染來源的污染，如下水道、工廠排污口等?！し屈c源污染是指不能準(zhǔn)確確定污染發(fā)源地的污染，如農(nóng)田施用農(nóng)藥、化肥對地表和地下水造成的污染。②在濕地周圍建立緩沖帶，以盡量減少人類的干擾，使?jié)竦匾揽孔匀谎萏娴葯C制恢復(fù)其生態(tài)功能。（自生）【教師講述】3.礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程問題：礦藏開采后會造成山體、土壤和植被，乃至整個地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的破壞。案例：赤峰市元寶山礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)工程對策：①改良表土②種植耐旱灌木、草和樹③合理確定載牧量1.措施人工制造表土、多層覆蓋、特殊隔離、土壤侵蝕控制、植被恢復(fù)工程。其中，關(guān)鍵在于植被恢復(fù)，以及植被恢復(fù)所必需的土壤生物群落的重建。2.具體方法通過機械方法平整壓實土地，人工制作表土。在人造表土上，植樹種草(根據(jù)環(huán)境引入當(dāng)?shù)赝林锓N)。（自生、協(xié)調(diào)、整體）設(shè)計意圖引導(dǎo)學(xué)生對農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程、濕地生態(tài)恢復(fù)工程、礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程等進(jìn)行分析，指出面臨的問題，說明解決問題的對策，分析這些實例所運用的生態(tài)工程基本原理，幫助學(xué)生理解生態(tài)工程的意義:使特定區(qū)域中的人和自然環(huán)境均受益。設(shè)計庭院生態(tài)工程活動，使學(xué)生深入理解并運用生態(tài)工程的基本原理，訓(xùn)練學(xué)生的系統(tǒng)思維、工程思維和探究實踐能力等。生態(tài)工程的發(fā)展前景【教師講述】1.我國生態(tài)工程存在的問題①缺乏定量化模型的指導(dǎo)，難以像“精確農(nóng)業(yè)”那樣設(shè)計出標(biāo)準(zhǔn)化、易操作的生態(tài)工程樣板。②有些設(shè)計缺乏高科技含量。③生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控尚缺乏及時準(zhǔn)確的監(jiān)測技術(shù)的支持。④缺乏理論指導(dǎo)。2.我國目前面臨的生態(tài)危機及對策危機：人口激增、環(huán)境與資源破壞、能源短缺等問題。對策：發(fā)揮生態(tài)工程建設(shè)的作用，重視對生態(tài)環(huán)境的保護，更要注重與經(jīng)濟、社會效益的結(jié)合。3.對生態(tài)工程治理應(yīng)持有的態(tài)度在肯定生態(tài)工程的作用，特別是看到它在恢復(fù)、重建受損生態(tài)環(huán)境方面可發(fā)揮重要作用的同時，不要忘記大自然固有的強大的生態(tài)恢復(fù)力量，更不能誤認(rèn)為只要有了生態(tài)工程，就可以走“先污染、破壞，后治理”的老路。4.我國生態(tài)工程的前景中華民族傳承古老的天人合一理念，在發(fā)展中尊重自然、順應(yīng)自然、保護自然。今天，古老的智慧融合了現(xiàn)代科學(xué)成就，生態(tài)工程的發(fā)展和應(yīng)用，將在建設(shè)美麗中國的過程中大有作為。【拓展】庭院生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)園【思維訓(xùn)練】小結(jié)與練習(xí)【課堂小結(jié)】同板書【課堂練習(xí)】處理教材中的思考討論、練習(xí)與應(yīng)用，處理雙導(dǎo)學(xué)案和分層作業(yè)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注知識內(nèi)容的梳理，嘗試構(gòu)建概念圖。板書設(shè)計4.3生態(tài)工程作業(yè)布置【課后作業(yè)】1.完成分層訓(xùn)練課后素養(yǎng)評價、2.完成雙導(dǎo)學(xué)案對應(yīng)內(nèi)容和下一節(jié)問題式預(yù)習(xí)部分教學(xué)反思通過前兩節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生認(rèn)識到人類活動對生態(tài)環(huán)境造成了巨大影響，并導(dǎo)致生物多樣性的喪失。如何解決人類發(fā)展與環(huán)境、資源之間的矛盾?本節(jié)就介紹了可以解決上述矛盾的生態(tài)工程，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步理解科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系,認(rèn)同人類必須樹立人與自然和諧共生的觀念，走可持續(xù)發(fā)展之路。"導(dǎo)入新課”以奧林匹克森林公園為背景創(chuàng)設(shè)情境。近年來，許多城市興建了與奧林匹克森林公園相似的城市濕地或森林公園，多數(shù)學(xué)生都有游覽的經(jīng)歷和體驗，但是學(xué)生往往不知道公園建設(shè)應(yīng)用了生態(tài)工程的原理和技術(shù)。以這個情境引入，既貼近學(xué)生生活，也能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。三個討論題，層層深入，指向生態(tài)工程的概念和設(shè)計思想，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生態(tài)工程?！瓣P(guān)注生態(tài)工程建設(shè)"環(huán)節(jié)首先借助兩幅漫畫介紹了實施生態(tài)工程的背景，進(jìn)而提出“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(xué)規(guī)律”"旨在解決環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)問題的工程。生態(tài)工程應(yīng)運而生并迅速發(fā)展”。由此，自然而然地引出生態(tài)工程的概念、目的及優(yōu)點。生態(tài)工程是生態(tài)學(xué)、工程學(xué)、系統(tǒng)學(xué)、經(jīng)濟學(xué)等學(xué)科交叉而產(chǎn)生的應(yīng)用學(xué)科，所以生態(tài)工門新學(xué)科程的基本原理較為復(fù)雜和抽象?！吧鷳B(tài)工程所遵循的基本原理"環(huán)節(jié)首先介紹了自生原理，因及優(yōu)點。為自生原理是生態(tài)工程基本原理的核心，反映了自然生態(tài)系統(tǒng)所具有的獨特功能，是教學(xué)的重點和難點，因此教學(xué)設(shè)計中花了一些心思讓學(xué)生從熟知的生命系統(tǒng)的層次入手，分析每個層次都有自生、自組織，逐漸上升到生態(tài)學(xué)的自生原理。在循環(huán)、協(xié)調(diào)和整體原理的實例選擇中，既有體現(xiàn)我國古代先民生態(tài)智慧的“無廢棄物農(nóng)業(yè)”，也有失敗案例，如西北地區(qū)種植不適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的楊樹。這樣從正反兩個方面進(jìn)行論述，有助于學(xué)生批判性思維的培養(yǎng)。還涉及些社