浙科版高中生物選修三生態(tài)工程生態(tài)工程在農業(yè)中的應用庭院生態(tài)工程教學設計

1、庭院生態(tài)工程教學設計教學目標知識目標：1 .說出農戶庭院生態(tài)系統(tǒng)的結構組成。2 .分析農戶庭院生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質循環(huán)情況。3 .理解農業(yè)生態(tài)工程的理論依據(jù)是生態(tài)學原理、目的是經濟、生態(tài)環(huán)境和社會環(huán) 境的同步發(fā)展。能力目標：4 .嘗試分析農戶庭院生態(tài)系統(tǒng)的經濟效益。5 .嘗試分析農戶庭院生態(tài)系統(tǒng)的社會效益和生態(tài)環(huán)境效益。情感態(tài)度價值觀目標：6 .認同農業(yè)生態(tài)工程是實現(xiàn)農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然措施的觀點。7 .關注溫室效應、水體污染、物種滅絕等全球性生態(tài)環(huán)境問題，認同庭院生態(tài)系統(tǒng) 的發(fā)展能夠達到經濟效益、社會效益和生態(tài)效益的完美統(tǒng)一。8 .認同農業(yè)生態(tài)工程是實現(xiàn)農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然措施的觀點。

2、學情分析從知識、能力起點分析，高三學生已經學習了生態(tài)系統(tǒng)中的七大組分，能量流動和 物質循環(huán)的特點，利用生態(tài)學原理從可持續(xù)發(fā)展的角度對庭院生態(tài)系統(tǒng)的經濟效益、社 會效益和環(huán)境效益的角度進行分析的能力。學生對社會中生態(tài)環(huán)境問題有一定的認識， 但是具體到引起生態(tài)環(huán)境具體事例的成因與原理依然較為模糊。本設計從麗水典型的以家庭為單位的庭院生態(tài)系統(tǒng)為導入，引入蔬菜-雞，豬-沼氣庭院生態(tài)系統(tǒng)，并從生態(tài)系統(tǒng)的結構，能量流動和物質循環(huán)的角度進行分析，最后通過師生共同討論的形式得出庭院生態(tài)系統(tǒng)是的發(fā)展能達到經濟效益、社會效益和生態(tài)效益的完美統(tǒng)一。重點難點教學重點：庭院生態(tài)系統(tǒng)的經濟效益分析教學難點：認同庭院生態(tài)系

3、統(tǒng)的發(fā)展能夠達到經濟效益、社會效益和生態(tài)效益的完 教學活動課前活動1調查某典型庭院生態(tài)系統(tǒng)家庭的相關資料，并得出以下調查結果。麗水市老竹盧某全家共 5 口人，2個勞動力，有住房5間，家有種植0.5畝玉米地, 0.2畝土豆，0.3畝菜地，7株橘樹，0.3畝竹林，其中土豆，玉米，蔬菜和竹筍均為 自身消費，7株橘樹有多余的賣到當?shù)厥袌?，除此之外，還養(yǎng)殖1頭豬，5只雞，2只鴨,均為自身消費。其中，雞鴨苗和玉米蔬菜種子來自于市場，土豆種子是上一年留種，竹 子和橘樹為多年生。人和動物糞便用于蔬菜和土豆種植。能源主要為市場采購的電能， 和太陽能熱水器一部?；顒?思考盧某家的庭院生態(tài)系統(tǒng)結構組成。提出問題1:

4、該庭院生態(tài)系統(tǒng)的生物成分包括哪些部分？學生回答：生產者：各種蔬菜、果樹消費者：雞鴨人分解者：糞便中微生物 能量：太陽能提出問題2:該家庭是庭院生態(tài)系統(tǒng)嗎？學生回答：該家庭是庭院生態(tài)系統(tǒng)，庭院生態(tài)系統(tǒng)(Garden Ecosystem)是從微觀角度以戶為單位經營生態(tài)農業(yè)的最佳生產型式。以農戶為獨立的經濟實體，運用生態(tài)經濟學原理，通過生態(tài)工程設計，按照食物鏈、加工鏈的循環(huán)模式，將家庭 種植業(yè)、養(yǎng)殖 業(yè)和加工業(yè)有機結合，進行綜合性商品生產，從而形成的小型集約型生態(tài)經濟系統(tǒng)。庭 院生態(tài)工程是小型農業(yè)生態(tài)工程。活動3 小組討論同學上黑板繪制庭院生態(tài)系統(tǒng)間物質關系提出問題3:盧某家的玉米秸稈是如何循環(huán)流動

5、的？對盧某家還有什么好的建議嗎？使用沼氣池過腹還田種植食用菌提出問題4:圍繞生態(tài)系統(tǒng)主要部分，小組討論得出該庭院生態(tài)系統(tǒng)各種物質循環(huán) 關系？用5“趣JB造豬一沼氣”摹證的我盾循環(huán)提出問題5:建立蔬菜-雞、豬-沼氣的小循環(huán)，從物質利用的角度看有什么特點？學生回答：促進了物質的多級利用，實現(xiàn)了物質的良性循環(huán)活動4 庭院生態(tài)系統(tǒng)能量流動分析提出問題5:庭院生態(tài)系統(tǒng)中人類活動的主要能源來源是是什么？學生回答：主要是電能、太陽能和沼氣能，屬于清潔可再生能源。提出問題6:這些能源與燃煤、柴薪相比有什么優(yōu)點？學生回答：太陽能和沼氣能是潔凈的可再生能源，可以減少燃煤產生的污染，減少對森林的砍伐，從而有利于保護

6、環(huán)境。提出問題7:城市生態(tài)系統(tǒng)與庭院生態(tài)系統(tǒng)能源的利用上有什么區(qū)別？學生回答：城市生態(tài)系統(tǒng)主要煤、石油和核能。而庭院生態(tài)系統(tǒng)主要是太陽能教師講述：能量是一個生態(tài)系統(tǒng)存在、發(fā)展和生產的重要基礎，生態(tài)系統(tǒng)內的所有活動都離不開能量的存儲和流動。電能是盧某家唯一集中供給的能源，日常的能源使用主要是太陽能以及由太陽能轉化的生物能，均為可再生能源，并且清潔無污染。能 量的供給和消耗主要都是在庭院生態(tài)系統(tǒng)內部完成的。近年來在我國部分城市郊區(qū)和農村地區(qū)，植物秸稈無法使用，且難以處理，農民將其就地焚燒，導致嚴重的空氣污染甚 至引發(fā)霧霾。但是在盧某家，秸稈卻是必不可少的“能源”，將其運回家中集中堆放，平時可用于廚

7、房燒火，也可以粉碎之后喂養(yǎng)牲口。相對于就地集中焚燒，這些方式變廢為寶，大大減少了污染物排的放量，既節(jié)約了能源，又減少了對環(huán)境的污染?；顒? 經濟效益分析提出問題8:下表是盧某家庭院生態(tài)系統(tǒng)的收益情況，試分析種植或飼養(yǎng)哪種農產 品的經濟效益最好？鴨雞豬玉米土豆橘子蔬菜竹子種植和伺養(yǎng) 規(guī)模2只5只1頭03畝口.2畝7株0 3畝心畝投入成本2沅100兀500%20元10元（留神）100元3沅tok產出（元）200元門用60沅（自用5000 元3007c(HH1)元'門用）H007LXOOTl (nni>200元（n/u）利潤f元）1糊兀硒兀2500 元2X0元卯兀770元IMOte成本

8、利澗率（%）40。6005001-100wn70。2SOO19(10學生回答：總成本為 790元，總利潤為5310元，養(yǎng)豬的利潤最高達到 2500元，但 種植蔬菜的成本利潤率最高，畝產成本也較高。根據(jù)以上成本利潤率，如果盧某取消所 有其他農作物種植，在投入不變的情況下，可增加收入 14440元，通過調查得知，蔬菜 相對投入的人工成本也較高，說明一方面要擴大規(guī)模，另一方面可以改進庭院生態(tài)系統(tǒng) 的養(yǎng)殖結構，提高利潤率。教師講述：沒有良好的經濟效益作基礎，庭院生態(tài)系統(tǒng)就難以生存和發(fā)展。經濟效 益的兩個突出特點主要體現(xiàn)在：首先是該生態(tài)系統(tǒng)具有較高的生產利潤率，其次是該生 態(tài)系統(tǒng)生產收入已成為農村家庭的

9、主要經濟收入來源?；顒? 社會效益分析提出問題9:該庭院生態(tài)系統(tǒng)的除經濟效益外，還有哪些社會效益？學生回答：1.延長了本地區(qū)新鮮蔬菜的供應時間2,擴大了農村剩余勞動力就業(yè)機率3.促進了農民學習先進科學技術的積極性活動7 生態(tài)環(huán)境效益小組討論分析討論主題：庭院生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境效益表現(xiàn)在哪些方面？討論結果：1.農村衛(wèi)生條件得到了改善由于庭院生態(tài)系統(tǒng)建設，使人、畜糞便得到了妥善管理與利用的同時，也明顯的控制了糞便污染傳播途徑 ，消滅了大量病菌， 生態(tài)系統(tǒng)的分析結果表明沼氣池具有很好的沉淀去除蟲卵作用。2, 空氣環(huán)境明顯改善改善農村室內燃料構成，變部分秸稈、煤炭燃料為清潔燃料，室內空氣環(huán)境質量得到改

10、善，減少了空氣污染物排放量。3, 可再生資源的有效利用充分利用人畜排泄物經微生物作用轉化為沼氣及優(yōu)質肥料（部分沼液還可作為飼料添加劑），其產出的沼氣可代替家庭用燃料 50%- 60%,可取代大量的山柴、秸稈及煤炭?？捎行p少不可再生能源消耗 ，有利于人們長期持久發(fā)展?；顒?課堂小結學生說出本節(jié)課的學習要點，和存在的問題。教師回顧總結：庭院生態(tài)系統(tǒng)還是一個復雜的生物生活生產系統(tǒng)，能夠成倍地提高物質、能源的利用率，其生產出的產品或創(chuàng)造價值使農村人民日益提高的生活需要得 已滿足。并有效增加了農民對農業(yè)生產的投入，使農業(yè)生產進一步發(fā)展，這主要表現(xiàn)在 農業(yè)基礎設施投入增加，農家肥施用量增加，科學種田水平

11、提高，從而促進了農業(yè)生 產的良性循環(huán)，對維持農村生態(tài)平衡起到了積極作用。人與自然的關系是人類社會最基本的關系。自然界是人類社會產生、存在和發(fā)展的 基礎和前提，人類則可以通過社會實踐活動有目的地利用自然、改造自然。人與自然是 相互依存、相互聯(lián)系的整體，對自然界不能只講索取不講投入、只講利用不講建設。保 護自然環(huán)境就是保護人類，建設生態(tài)文明就是造福人類。庭院生態(tài)系統(tǒng)能夠極大地提高 對能源（光能、植物能）及土地資源的利用率，并實現(xiàn)了能流、物流的合理流動，在獲 得較高生產效率的同時，起到了保護農村生態(tài)環(huán)境、維持生態(tài)平衡的作用。庭院生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展能夠達到經濟效益、社會效益和環(huán)境效益的完美統(tǒng)一?；顒?課堂

12、鞏固資料分析：下圖是兩個農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結構模式圖。圖a中農作物為人類提供的食物量、為家禽和家畜提供的飼料量，都與圖 b相同。請根據(jù)圖a、圖b所示生態(tài)系統(tǒng)的結構，在下面用箭頭完成這兩個生態(tài)系統(tǒng)能量流 動和利用的圖解（各種生物的細胞呼吸耗能和圖中未標出的分解者耗能可不標出）EI - T - I. jro板書 庭院生態(tài)工程庭院生態(tài)工程物質循環(huán)： 能量流動：效益分析：達到經濟效益、社會效益和生態(tài)環(huán)境效益完美統(tǒng)一。庭院生態(tài)系統(tǒng)的經濟效益分析同步練習一、選擇題1.有關人工高產魚塘生態(tài)系統(tǒng)的敘述，正確的是（）A.輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量大于該系統(tǒng)生產者所固定的全部太陽能 B.該魚塘生態(tài)系統(tǒng)的植物在種群的空間特

13、征上，具有明顯的分層分布現(xiàn)象C.硝化細菌能將無機物合成糖類等有機物，屬于分解者D.植物為魚類提供了食物，魚類為植物提供了無機鹽，實現(xiàn)了系統(tǒng)中能量的循環(huán)利用 2.下圖為生態(tài)養(yǎng)豬模式。從圖中可知該生態(tài)工程屬于（）養(yǎng)楮場.建.應展理他木-曼伸演清水三級旃冰養(yǎng)相的朝田H蟹尊ft ,婆他A.濕地生態(tài)恢復的生態(tài)工程B.小流域綜合治理與開發(fā)的生態(tài)工程C.節(jié)水和廢水處理與應用的生態(tài)工程D.清潔及可再生能源系統(tǒng)組合利用的生態(tài)工程3 .下列哪一項不是我國農業(yè)生態(tài)工程的主要技術（）A.物質的良性循環(huán)技術B.節(jié)水和廢水處理與應用技術C.種植業(yè)和畜牧業(yè)合理優(yōu)化技術D.清潔及可再生的新能源系統(tǒng)開發(fā)技術4 .下圖為某庭院生

14、態(tài)系統(tǒng)的組成和相互關系示意圖，下列敘述中正確的是（）產品IH A一|廿一者厚幫J|一聿1斯由鬣駕一所筑“ 我時AjitTirii m* 1A.流經該生態(tài)系統(tǒng)的能量來自生產者固定的光能和飼料中的化學能B.物質多級利用，提高了該生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率C.物質和能量的循環(huán)利用，提高了該生態(tài)系統(tǒng)的經濟效益D.該庭院生態(tài)系統(tǒng)中，人只是作為消費者發(fā)揮作用5 .豬'一沼一茶”是華南山地丘陵地區(qū)常見的生態(tài)農業(yè)模式，由種植（茶樹）、養(yǎng)殖（豬）、農戶（人）和沼氣生產（微生物）四個子系統(tǒng)構成。該生態(tài)農業(yè)模式（）A.是由茶樹、豬、人和微生物組成的生態(tài)系統(tǒng)B.實現(xiàn)了物質和能量在系統(tǒng)中的多級循環(huán)利用C.使整個生產

15、過程進入了廢物資源化的良性循環(huán)D.注重系統(tǒng)內部的自身調節(jié)作用，不需要外部投入6 .糧桑漁畜”農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是江浙平原水網(wǎng)地區(qū)典型的高效農業(yè)系統(tǒng)，如圖表示這一農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的基本模式。據(jù)圖示判斷下列說法錯誤的是（）也崎干盍裁她rjt 種一，學 沼氣的主態(tài)系統(tǒng)+f農產品小世.圖產口林依根時，*豫用梳播A、樹機小為iff-tifiuit)A.沼氣池的建立既充分發(fā)揮資源的生產潛力，又減少了環(huán)境污染B.通過巧接食物鏈使原本流向分解者的能量更多地流向了人，提高了能量的傳遞效率C.這一生態(tài)工程模式主要適用于江浙平原而不適用于我國西北地區(qū)，這是因為在建立生態(tài)工程時還需要遵循 整體、協(xié)調、循環(huán)、再生”的原理D.上述

16、生態(tài)農業(yè)系統(tǒng)通過改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結構達到改善系統(tǒng)功能的效果7 .下列哪種措施不符合生態(tài)工程所遵循的物質循環(huán)再生原理?（）A.秸稈還田8 .大量施用有機肥C.作物秸稈等殘留物作燃料D.采集河泥作肥料8 .下圖是一個農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖，關于該系統(tǒng)的敘述，錯誤白是（）。A.微生物也能利用農作物通過光合作用儲存的能量B.沼氣池中的微生物也是該生態(tài)系統(tǒng)的分解者C.沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用D.多途徑利用農作物可提高該系統(tǒng)的能量利用率二、非選擇題9 .一青年農民利用自己學習的生態(tài)學知識在自家庭院里建了一個小型農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，年創(chuàng)收幾萬元。下圖是該家庭生態(tài)工程的模式圖，請據(jù)圖分析回答問題：（1

17、4分）(1)從圖中可知，人類生活中所需的能源來自于太陽能、沼氣等。利用這些能源與利用煤炭相比,突出的優(yōu)點是。(2)該生態(tài)工程中的能量能夠更多地被人類利用，原因是。(3)生態(tài)工程建設的目的就是遵循自然界 的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產潛力，防止環(huán) 境污染，達到經濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。與傳統(tǒng)工程相比較，生態(tài)工程具有 的特點。(4)生態(tài)工程所遵循的基本原理是 、協(xié)調與平 衡原理、以及系統(tǒng)學和工程學原理。(5)據(jù)生態(tài)工程中的物種多樣性這一原理，有人認為生態(tài)農業(yè)建設中，應使食物鏈越長、營養(yǎng)級越多越好，你是否支持這一觀點。10.依據(jù)生態(tài)學原理對農村家庭生活用燃料、廚余垃圾和庭院養(yǎng)殖進行整體設計，構建的庭院生態(tài)系統(tǒng)如下圖。請回答下列問題。農村庭院生態(tài)系統(tǒng)模式圖(1)該生態(tài)工程設計將豬圈養(yǎng)在溫室內的目的是：農作物在生長過程