本站原创摘 要 组织学生社会调查实践活动与实例分析,了解生态问题,运用案例教学法,引导学生以已有的基础知识探究生态工程的基本原理,实现活学活用,知识升华.
关 键 词生态工程的基本原理 社会实践活动 案例教学法
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
1.教材分析
《普通高中生物课程标准》在课程设计思路中指出“选修模块是为了满足学生多样化的需要而设计的,有助于拓展学生的生物科技视野,增进学生对生物科技与社会关系的理解,提高学生的时间和探究能力”.而选修3的专题5生态工程主要通过学习生态工程兴起的原因、生态工程的基本原理、应用现状和前景展望,开阔学生视野,进一步树立可持续发展的观念.其中第一节生态工程的基本原理是本专题的基础与重点,也是培养学生实践活动能力很好的载体,贴合课程标准要求,可以开阔学生视野,增强环其保意识.
本节内容丰富,有很多内容以“资料分析”的形式呈现,适宜用案例教学法,引导学生讨论分析,有助于培养学生综合分析的能力.
2.学情分析
学生在必修课上已经学习了生态系统及其稳定性,并且通过日常生活体验,学生对生态问题有所了解与感悟.教学中,教师引导学生利用生态系统及其稳定性相关内容进行资料分析,既巩固了基础知识,又能体验学以致用的成就感.
3.教学目标
3.1 知识目标
简述生态工程的原理.
3.2 能力目标
尝试运用生态工程原理,分析生态环境问题及提出解决对策；通过资料分析,提高分析思维能力；运用各种手段搜集相关资料,提高获取信息能力.
3.3 情感目标
树立可持续发展的观念,增强环保意识.
4.教学设计思维导图
教学设计思维导图如图1所示.
课前准备：组织学生社会调查生态问题,了解生态工程的兴起.
5.教学过程与组织
5.1 课前组织学生实践活动
一周前组织学生实践活动——调查生态问题.调查内容是身边发生的或者是新闻热点；调查结果是以PPT或者是WORD文档的形式做成小论文,要图文并茂,包括图片说明、造成生态问题的原因分析、改善措施建议等；合作方式是个人或小组.这样的目的是让学生多了解一些存在的生态问题,初步尝试分析问题,解决问题,并了解生态工程兴起的原因.
5.2 导入
汇报部分学生调查结果,显示优秀学生作品,让学生亲自介绍（某学生以北京PM2.5为背景,图文并茂,分析成因与改善措施.北京雾霾是之前发生的生态热点,该学生以它为调查背景,揭示空气污染严重,颇具时效性,容易引起共鸣）.学生分享调查经验,对生态问题高度关注,并有切身体会,而且也能初步掌握分析问题的方法,再分析教材的“资料分析”就得心应手了.
5.3 资料分析：传统经济模式弊端
幻灯片显示长江流域1998年洪灾图片与相关文字资料,教师引导学生讨论分析,并回答问题：① 导致常见洪水泛滥的主要原因是什么?② 洪灾反映经济发展模式存在什么问题?资料中哪些文字可以说明?通过印象深刻的图片与文字说明,学生已经领会洪灾对生态环境造成的损坏和对人类造成的损失,再讨论分析,不难找出答案.教师引导学生分析、说出答案的同时,还要求学生说明如何分析、在资料中如何体现等,借此作为案例提高学生分析能力.教师在资料二问题上做了一些处理：① 什么是石油农业?② 举例说明农业生产对人体健康及环境造成的危害的实例.这两个答案都可以在资料中直接找到答案.通过实例分析,学生深入了解到传统经济模式的弊端,意会到它发展了经济效益,但破坏了生态效益.如何改变模式,在经济效益与生态效益之间取得平衡?生态经济就应运而生.
5.4 生态经济及其最重要手段之一——生态工程
教师通过幻灯片图示两种经济模式,使学生对生态经济与生态工程建设的目的更加形象,生态工程概念解剖得悉要运用生态学与工程学的基本原理,其中要遵循五大基本原理.
5.5 生态工程的基本原理
（1） 物质循环再生原理.
教师引导学生资料分析“无废弃物农业”,回答问题：① 实现无废弃物的措施有哪些?② 联系“无废弃物农业”物质和能量流动图,写出该生态系统的食物网.再根据物质循环的特点,在此基础上完成物质循环图解.
学生综合分析,总结出“无废弃物农业”生态系统体现了生态系统物质循环的基础原理,然而,它是我国最古老的生态工程,衍生出生态工程的物质循环再生原理.
为了深入理解与灵活应用此原理,教师设计了相关课堂练习：如何进一步改善图2所示的模式,实现能量多级利用,提高能量利用率?（答案见图3）例如“家畜、家禽排泄物造成富营养化的问题.不少学生都能提出建立沼气池,这样学生都能理解教材中提出的“污染物是放错地方的资源”这句话.
（2） 物种多样性原理.
以课堂练习最后一题作为切入点：说到生态系统的抵抗力稳定性,请分析资料“人工樟子松林”与“珊瑚礁生态系统”,对比两者的抵抗力稳定性.学生分析比较能得知：珊瑚礁多样性高,营养结构复杂,自我调节能力高,所以抵抗力稳定性高.这就是在生态工程建设中所遵循的物种多样性原理.教师进一步挖掘教材,图片显示被破坏死亡的珊瑚礁,全球大约有70%珊瑚礁已遭人类活动破坏,说明自我调节能力是有限的,当外界干扰的强度超过一定限度,生态系统的自我调节能力就会丧失.课后可要求调查“人类哪些活动导致珊瑚礁死亡”进一步增强学生的环保意识与社会调查能力.
（3） 协调与平衡原理.
由于我校有河流流经,出现水葫芦泛滥的现象,所以学生所做调查中有很多以此为题材,选择其中的优秀作品作为切入点会有很好的效果.首先,学生自己调查发现身边的生态问题,“身临其境”体会更加深刻.其次,鉴于学生有了之前的经验,问题分析会更全面、深入,得出结论——生物要与环境相适应,也就是“协调”.而水葫芦只所以泛滥那是因为水体富营养化,缺少天敌,使之大量繁殖,所以还要考虑环境承载力,那就是数量上与环境的“平衡”,从而得出协调与平衡的原理,并体现“发现问题——分析问题——得出结论”的过程.学生的作品中还提到化学防治、生物防治等防治方法,教师可以引导学生展开讨论,用种群的“S”型增长曲线和种间关系相关知识分析其中利弊,深化本部分知识,也达到灵活运用基础知识解决生物问题的效果.
（4） 整体性原理.
前三个原理都是利用学生以前所学生态系统相关基础知识解决问题,教师学习整体性原理时,要不妨引导学生把“系统”范围扩大,从生态系统扩大到“社会—经济—自然”复合的系统中,思考怎样维持这个大范围系统的“稳态”.那就要考虑自然生态系统的同时也要考虑经济系统和社会系统,再举例说明即可.
（5） 系统学和工程学原理.
学生之前没有学过相关知识,教师宜用生物学上的“结构决定功能”作为知识迁移,理解生态工程建设中,系统内不同组分之间的结构决定系统的功能.以“生态缸的制作”作为切入点,生态缸这个小生态系统要维持稳态,在制作时注意合理设计各种成分,使各成分有机地整合在一起,形成相对稳定的小生态系统.再结合教材中桑基鱼塘作为例子说明系统的结构决定功能原理.教师还可以设计几个不同状况的生态缸,用幻灯片显示,其中有些存在某些问题,如消费者过多、没有光照等,学生分析系统中各组分是否合理,比例是否适当,从而领会各组分之间要有适当的比例关系,实现总体功能大于各部分之和的效果,即“1+1>2”系统的整体性原理,再举例珊瑚礁被破坏的例子与之前相呼应.
5.6 知识小结,作品交流
教师主要对生态系统基本原理与它们所涉及的原理基础进行总结.最后组织部分学生上台展示作品,除了说明现象、分析其中生态问题以及提出改善措施,还引导学生尝试分析在提出的措施中应用了哪些生态工程的基本原理.
6.教学反思
（1） 结合教材内容,适时开展实践活动.
学生对身边事物的感知能力强,加上现代网络、资讯发达,本节内容适合开展社会实践活动,课堂效果证明学生对生态问题非常关注,有一定的环保意识,此活动促使学生运用各种途径收集资料,提高他们获取信息的能力,切身体验与收集资料比教材和老师提供的来的更真实与深刻.
（2） 引导学生用已有的基础知识,自主探究分析,使学生体验运用理论知识解决现实问题,实现“活学活用”的效果.
（3） 教学设计中注重创设有利于学生思考、分析的情景.如：提供“长江洪灾”、珊瑚礁、生态瓶、“天平模型图”等图片和信息,创设学习情景,激发学生自主学习、分析探究,并提出适当的问题加以引导,使思路更清晰,达到良好的教学效果.