“生態(tài)工程的基本原理”教學(xué)再設(shè)計(jì)

1、生態(tài)工程的基本原理”教學(xué)再設(shè)計(jì)摘 要結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)的基本知識，構(gòu)建“創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo) 入T引導(dǎo)自主探究T指導(dǎo)生態(tài)實(shí)踐”的案例探究教學(xué)模式， 引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)出“生態(tài)工程的基本原理” ，并應(yīng)用于解 決實(shí)際的問題。關(guān)鍵詞 生態(tài)工程 基本原理 教學(xué)過程 教學(xué)反思中圖分類號G633.91文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1 6746058（ 20 1 6） 1 40 1 1 4一、 教學(xué)過程1. 巧用道歉視頻，創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入 播放馮小剛導(dǎo)演，葛優(yōu)、李小璐、鄭愷、白百何主演的 2014 年賀歲片 私人訂制 最后一段“向大自然道歉” 視頻 學(xué)生觀看視頻， 教師依次提出下列問題， 引發(fā)學(xué)生思考分析： （1 ）四位主角為什么要向大自

2、然道歉？（學(xué)生：霧霾天氣 頻發(fā)、森林亂砍濫伐、煤炭過度開采、生態(tài)環(huán)境污染等問題 都與人類的不當(dāng)活動(dòng)有關(guān)） （2）這些問題的背后又折射出怎 樣的問題？（學(xué)生：人口快速增長的壓力、生產(chǎn)生活及經(jīng)濟(jì) 發(fā)展所需等導(dǎo)致人類對資源的不合理開發(fā)與利用，由此引起 的生態(tài)惡化和環(huán)境污染，充分暴露出傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的弊 端，難以可持續(xù)發(fā)展。 ）（3）解決上述問題的有效途徑是什 么？（教師：建設(shè)生態(tài)工程，就是指人類應(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，通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組 裝，對已破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建，對造成環(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， 達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的

3、同步發(fā)展，從而促進(jìn)人類社會和 自然環(huán)境的和諧發(fā)展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。與一般的傳統(tǒng) 工程相比， 生態(tài)工程具有少消耗、 多效益、 可持續(xù)的特點(diǎn)。 ）2. 運(yùn)用模型構(gòu)建，引導(dǎo)學(xué)生自主探究案例 1出示“石油農(nóng)業(yè)”模式圖。教師： “石油農(nóng)業(yè)” 模式是以美國為代表的西方經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家的高投入、高產(chǎn)出 的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化模式，由于需要大量使用石油作為原料或動(dòng)力 而得名。該農(nóng)業(yè)模式對解決糧食需求和提高糧食產(chǎn)量起到重 要作用，但同時(shí)由于其高能耗、高污染，使糧食品質(zhì)和安全 不斷下降，難以可持續(xù)發(fā)展。解決這一問題的有效途徑之一 就是要發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。介紹“傳統(tǒng)生態(tài)農(nóng)業(yè)”模式。教師： “無廢棄物農(nóng)業(yè)” 模式是我國古代最早、最

4、生動(dòng)的一種生態(tài)工程模式。請同學(xué) 們利用所給的項(xiàng)目繪制“無廢棄物農(nóng)業(yè)”的物質(zhì)和能量流動(dòng) 圖，可分組討論、交流與合作。在學(xué)生討論出現(xiàn)疑惑的地方 時(shí)，教師應(yīng)協(xié)助學(xué)生解答，以完成概念圖的模型構(gòu)建。根據(jù)上述模型構(gòu)建活動(dòng)，教師提出以下思考問題：上述 “無廢棄物農(nóng)業(yè)”模式的突出優(yōu)勢是什么？（回答：充分利 用廢棄物中的能量，通過物質(zhì)的循環(huán)利用和能量的多級利用， 實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化， 達(dá)到無廢棄物生產(chǎn)， 減少環(huán)境污染。 ) 進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)出“物質(zhì)循環(huán)再生原理” 。引出“現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)”模式。教師：上述“無廢棄物農(nóng) 業(yè)”模式是我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一，但已無法滿足人 們對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。在上述傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的

5、基礎(chǔ)上，可增 設(shè)沼氣池、蘑菇等環(huán)節(jié)更好地利用物質(zhì)能量。請同學(xué)們自主 構(gòu)建，完成下列“現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)”的物質(zhì)和能量流動(dòng)圖。案例 2出示“純樟子松林、珊瑚礁區(qū)”圖片。教師：我 國“三北防護(hù)林”取得了巨大的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，但最 初進(jìn)行林帶建設(shè)時(shí)，單一種植的樟子松林遇松毛蟲害大量毀 壞死亡；而珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng)分稀少的深海中，保持著很 高的生物多樣性？這是為什么呢？學(xué)生：純樟子松林的生物多樣性低，食物鏈短而簡單， 缺少松毛蟲的天敵，而成片單一的林木又為其提供了豐富的 食物來源，因而導(dǎo)致樹林的大量毀壞死亡。珊瑚礁區(qū)的生物 多樣性高，食物鏈復(fù)雜，不同的生物占據(jù)不同的生態(tài)位，通 過食物鏈關(guān)系互相依存，充分

6、利用了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境， 實(shí)現(xiàn)了很好的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。教師：從上述正面和反面的實(shí)例，你能得出怎樣的結(jié)論？學(xué)生：進(jìn)行植樹造林等生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，必須要考慮生 物的多樣性，只有保持生態(tài)系統(tǒng)較高的生物多樣性，才能維 持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定和平衡。 （歸納總結(jié)出“物種 多樣性原理” ）案例 3出示“灰色長城、水葫蘆瘋長、草原過度放牧” 圖片。教師：“三北防護(hù)林”的西北防護(hù)林早期栽種不適應(yīng) 當(dāng)?shù)丨h(huán)境的楊樹林，導(dǎo)致“綠色”長城變成“灰色”長城。 江蘇、上海和浙江三省市交界孕育吳越的美麗太湖。 近年來， 由于富營養(yǎng)化促使太湖水體中水葫蘆和藻類瘋長，并導(dǎo)致魚 蝦等水生生物大量死亡，給水生生態(tài)系統(tǒng)造成

7、極大危害。如 果在西北草原地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認(rèn)為應(yīng)該注意什么問 題？學(xué)生：西北畜牧養(yǎng)殖應(yīng)該注意牲畜數(shù)量不能超過草地的 承載量（環(huán)境容納量） ；針對公共草地的過度放牧問題，應(yīng) 該實(shí)行草地承包，調(diào)動(dòng)個(gè)人的管理積極性，減少過度放牧現(xiàn) 象。另外，可以在有條件的地方，人工種植牧草，增加牧草 產(chǎn)量。教師：從上述 3 個(gè)實(shí)例，你能得出怎樣的結(jié)論？ 學(xué)生：進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，要處理好生物與環(huán)境的協(xié) 調(diào)與平衡問題，要栽種適宜樹種，要考慮生物數(shù)量不能超出 環(huán)境承載量。 （歸納總結(jié)出“協(xié)調(diào)與平衡原理” ）教師：進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，不但要考慮到自然生態(tài)系 統(tǒng)的規(guī)律，更要整體考慮經(jīng)濟(jì)和社會等的影響力。例如，進(jìn) 行林

8、業(yè)生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，一方面要號召農(nóng)民種樹，另一方面 要考慮貧困地區(qū)農(nóng)民的糧食、燒柴以及收入等生活問題。如 果農(nóng)民的生計(jì)得不到保證，隨時(shí)會發(fā)生“前面造林，后面砍 林”的現(xiàn)象。這體現(xiàn)了什么原理？學(xué)生：整體性原理。案例 4 出示“四位一體”農(nóng)業(yè)生態(tài)工程模式圖。教師： “四位一體”生態(tài)農(nóng)業(yè)是我國北方典型的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，它 以沼氣為紐帶，將沼氣池、豬禽舍、廁所、蔬菜栽培與日光 溫室有機(jī)組合在一起，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)環(huán) 境保護(hù)、資源高效利用融為一體。圖 3 為“四位一體”農(nóng)業(yè) 生態(tài)工程模式及物質(zhì)和能量流動(dòng)圖。教師：上述“四位一體”農(nóng)業(yè)生態(tài)工程模式及物質(zhì)和能 量流動(dòng)圖體現(xiàn)了哪些生態(tài)工程基本原理？學(xué)

9、生：物質(zhì)循環(huán)再生原理、協(xié)調(diào)與平衡原理等。 教師：除此以外，該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)還體現(xiàn)了系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué) 原理，如通過增加環(huán)節(jié)，改變和優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間 的結(jié)構(gòu)，達(dá)到改善系統(tǒng)功能的目的。這體現(xiàn)了什么原理？學(xué)生：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功能原理。 教師：上述“四位一體”農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，各組分之間 要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系。 只有這樣， 才能順利完成物質(zhì)、 能量、 信息等的轉(zhuǎn)換和流通，并且實(shí)現(xiàn)總體功能大于各部分之和的 效果，即“ 1+12”。這又體現(xiàn)了什么原理？學(xué)生：系統(tǒng)整體性原理。3. 利用所學(xué)知識，指導(dǎo)生態(tài)實(shí)踐 教師：蘇州太湖湖濱濕地生態(tài)恢復(fù)工程建設(shè)是蘇州市生 態(tài)文明建設(shè)十大工程中非常重要的一項(xiàng)工程。近年來，由于

10、圍湖造田、圍湖養(yǎng)殖、過度旅游開發(fā)和環(huán)太湖大堤建設(shè)等不 當(dāng)干擾，以及片面追求湖濱帶的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)而忽視其生態(tài)功能和美學(xué)價(jià)值，已造成蘇州太湖湖濱帶 水位變幅增大、環(huán)境惡化、局部水域富營養(yǎng)化等較為嚴(yán)重的 生態(tài)環(huán)境問題。為此，以蘇州太湖國家旅游度假區(qū)湖濱濕地 為對象，運(yùn)用現(xiàn)代生態(tài)學(xué)及生態(tài)工程學(xué)的基本理論與基本技 術(shù)，進(jìn)行了蘇州太湖國家旅游度假區(qū)湖濱帶濕地生態(tài)恢復(fù)及 生態(tài)重建工程。請大家結(jié)合生態(tài)工程的基本原理，并通過討 論，完成下列表格（表 1）。教師總結(jié)：隨著生態(tài)工程建設(shè)的不斷推進(jìn)，但愿我們的 生態(tài)盛景能像唐代著名詩人張志和的詞漁歌子中所描述 的“西塞山前白鷺飛，桃花流水鱖魚肥。青箬笠，綠蓑衣， 斜風(fēng)細(xì)雨

11、不須歸” 。二、教學(xué)反思1. 教學(xué)主線構(gòu)建：由傳統(tǒng)化走向新穎化 本節(jié)課的課堂教學(xué)主線設(shè)計(jì)分為三個(gè)基本環(huán)節(jié)，即“創(chuàng) 設(shè)情境導(dǎo)入T引導(dǎo)自主探究T指導(dǎo)生態(tài)實(shí)踐”，貫穿設(shè)置一 系列問題串，將各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)點(diǎn)彼此串連成線，實(shí)現(xiàn)交融共 生，有效突破重難點(diǎn)，進(jìn)而形成比較成熟的、完整的、流暢 的課堂教學(xué)思路，以有序進(jìn)行和實(shí)施課堂教學(xué)活動(dòng)，收到了 較好的教學(xué)效果。2. 教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)：由單一化走向多元化 在課堂教學(xué)中，精心設(shè)計(jì)了具有情境性、探索性、啟發(fā) 性、互動(dòng)性、創(chuàng)造性等特征的學(xué)生主體活動(dòng)，如構(gòu)建模型、 討論交流、分析思考、處理表格等，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興 趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng) 性；促使學(xué)生在學(xué)習(xí)中自覺歸納、總結(jié)得出生態(tài)工程的基本 原理，培養(yǎng)學(xué)生自主探究、歸納推理的能力。同時(shí)將多媒體 教具和課堂多元活動(dòng)有效整合起來，全方位地開展課堂教學(xué)， 這已成為課堂改革和課程研究深化的必然趨勢。3. 理論聯(lián)系實(shí)際：有效滲透三維目標(biāo) 在實(shí)現(xiàn)知識目標(biāo)和能力目標(biāo)的同時(shí)，有效滲透情感、態(tài) 度與價(jià)值觀目標(biāo)，通過聯(lián)系實(shí)際，及結(jié)合貼近生活的一些案 例，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行積極思考與討論，并應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí) 際問題，進(jìn)而增