生态工程的基本原理

一、教学目标：(1) 知识目标简述生态工程的概念,关注生态工程的建设。(2) 简述生态工程的原理,举例说出各原理的内容。(3) 尝试运用生态工程原理分析生态环境问题及解决策略。(1) 能力目标提取整合信息的能力;(2)分析问题解决问题能力;(3)合作交流能力。情感态度价值观关注生态工程建设;初步形成物质循环利用,生物多样性等观点,树立可持续发展的观念;树立环境保护意识二、学情分析：1. 已有知识与能力和情感具备一定的生态学知识基础,如物质循环和能量流动图的分析以及群落的特征和结构的相关知识。具有资料分析和整合能力,具备上网搜索信息和信息初加工的能力。学生认同全球化的生态环境问题需要全球合作解决,但是对于解决的措施并不明确,这也是本节课要解决的问题。2. 存在困难及问题大部分学生缺少知识概括的完整性,知识之间的逻辑性,语言表达的准确性。学生对开放式问题的探讨角度及解决问题能力的不足。不能将所学原理应用到生活实践中。3. 应对策略情境的创设尽量具有冲击力、说服力、本土化,激发学生学习兴趣,通过自主学习、合作学习和交流,提高学生的语言表达能力,使其更能全面的概括和总结。教师启发式教学,提高学生回答问题的逻辑性。通过具体的实例,可以让学生将“可持续发展的观念”内化。三、教学重难点：1. 重点(1)生态工程的基本原理;(2)生态工程的概念。2. 难点(1)生态工程原理的应用。四、教学过程：4.1第一学时教学活动【导入】新课导入师:展示教材第五专题开篇图片,同学们,当人类第一次离开地球，在太空遥望自己的家乡时，人们这才惊讶地发现，在目前已知的宇宙星体中，唯有我们人类的家园地球，才是一颗蔚蓝色的星球。可是随着社会的发展，科学的进步全球的生态问题日益凸显，我们一起来回顾下目前存在的生态问题，如水资源短缺、臭氧层破坏、生物多样性锐减等。展示图片说明生态环境的破坏给人类带来的威胁生存与发展的现象。如何修复和重建遭到破坏的生态系统呢？如何改善这些造成环境污染的传统的生产方式呢？这就涉及到我们今天要讲的手段生态工程。【活动1】一、关注生态工程的建设同学们阅读P108资料，小组讨论这些问题：导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？何谓“石油农业”？“石油农业”的生产模式应当怎样改进？如何理解“污染物是放错地方的资源”？师：在这个过程中，我们不难发现传统农业给环境带来的危害，如何建立一个可持续发展的生态工程，下面请大家观看“循环农业”视频。播放循环农业视频，引出生态工程的概念。【活动2】：生态工程的概念1、生态工程的理论基础？2、生态工程的技术手段？3、生态工程的操作对象？4、生态工程的特点？5、生态工程建设的目的？【活动3】：生态工程所遵循的基本原理（一）物质循环再生原理展示循环农业视频，提出相关问题，引起学生思考。【小组合作1】思考：循环农业与传统农业的区别？引出无废弃物农业。（二）物种多样性原理【小组合作2】阅读教材P110资料分析小组讨论：为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁于一旦？（三）协调与平衡原理【小组合作3】阅读教材P111资料，小组讨论：你是如何理解“协调”与“平衡”的对象？（四）整体性原理（五）系统学与工程学原理【活动4】小组探究，理论联系实际。全班同学结合本市情况，设计出一套有效的综合治理工程方案。日前，我市举行浑河综合治理工程两岸生态景观方案设计咨询会，使浑河成为一条水清、岸绿、景美、有文化底蕴的生态景观长廊。请根据所学知识，结合生态工程的相关原理，尝试做出合理有效的设计方案。学生思考,讨论：得出治理工程需要考虑的环节:地质改造、土壤改良、植被选择和栽种、居民生活安置、污染物的处理等。给学生以下几点的提示:1、浑河河道泥沙被大量开采，土壤破环严重2、当地部分居民会以水产或渔业资源为生,居民生活经济问题3、河岸两侧的植被选择和栽种4、水体污染学生分组,确定组员分工,形成治理初步方案,各组派一名小组发言人，与全班同学进行交流与讨论。讨论结果如下：地质改造和土壤改良：清除沿河的大型石块，由于人们对泥沙的过度挖掘，导致河床被破坏，给水中的动植物带来毁灭性的灾难。加固河床，修建堤坝，请教专业的工程技术部门，用系统学和工程学的原理，开发和改造浑河旧貌。植被选择和栽种：选择适合本地生长的植物类型，尽量使品种多样化，增加生态系统稳定性，运用了协调与平衡原理，物种多样性原理，系统整体性原理。污染治理组：水污染、生活垃圾、工业废水水质净化、隔离污水排放，土壤污染通过物理、化学、生物方法，降解改良，生活垃圾沼气工程（物质循环再生原理，实现了物质和能量的多级利用）师生共同讨论,得出结论：浑河沿岸生态景观的规划发展分为4个阶段。第一阶段,生态基础重构。首先对水土流失严重、生态结构脆弱的边坡进行修复,通过储水、渗灌、留土、填沟等一系列措施恢复河道的基本条件。第二阶段,生态结构发展。大量乡土灌木、乔木开始生长,植物群落不断完善。同时湿地植物快速发展,当地鸟类、鱼类开始繁衍生息,生物链初步形成。第三阶段,生态体系完善,景观介入。随着土壤改良、水质净化、生态多样性逐渐恢复,此时可对完成生态修复作用的各类设施进行改造,对河流沿岸整合设计第四阶段,经济、生态、文化综合发展。考虑旅游发展，可沿岸建立水上游乐园，舒适宜人的生态环境和整体设计的景观体系为旅游观光、休闲娱乐、水上活动、户外运动、文化展示、科普教育、交流贸易等各类活动的发生创造了积极条件。【活动5】课堂小结经过全班同学的共同努力,浑河两岸的改造初具雏形,请你思考:1、在形成设计方案时用到了哪些学科知识?用到了哪些基本原理?2、请用自己的语言,归纳生态工程的概念。3、通过本节课的学习,你有什么体会?对概念进行分解,加深理解。学生把新概念同化到已有的认知结构中。以学生已有知识为支点,概念的形成水到渠成。学习内容回顾,强化记忆,梳理知识脉络。【课后练习】1、某些地区出现“前面造林，后面砍林”的现象，是因为发展中哪一原理失调造成的（）协调与平衡原理B.整体性原理C.系统结构决定功能原理D.系统整体性原理2、我国“三北防护林”，虽然取得了巨大的生态和经济效益，但由于没有完全按照自然生态规律办事，也产生了不少问题。例如，辽宁西部的章古台地区，由于单一种植樟子松树，使松毛虫因为没有天敌而肆虐一时，使很多地方几乎成了不毛之地。这个事实说明了（）樟子松树的抗虫能力很差松毛虫的危害性很强，并专一性的侵害樟子松树物种多样性对生态系统的重要性由于植物种类达单一，导致松毛虫只能侵害樟子松树3、在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是（）A.系统整体性原理B.整体性原理C.系统结构决定功能原理D.以上都不是4、城市生活垃圾要做到分类、回收、利用，实现废物资源化利用。与该做法关系最密切的生态工程原理是（）A.物种多样性原理B.整体性原理C.物质循环再生原理D.系统学原理5、在松毛虫肆虐时，辽宁西部章古台地区的几十亿株杨树毁于一旦，这是由于违背了（）A.物种多样性原理B.协调与平衡原理C.整体性原理D.物质循环再生原理6、某地区的农民充分利用自然条件建立了特有的蔗基鱼塘和桑基鱼塘。如右图，请根据此图回答：(1)这种人工生态系统最基本的生物因素是;要使它长期稳定发展，除了有稳定的能量，各类生物还要建立这一生态系统的目的是使生产者固定的能量；其能量利用率高的原因是其在营养结构上具有的特点。蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过的作用又被桑和蔗所利用。蚕粪中的氨经过的作用，形成被植物吸收。(2) 概括地说，生态系统功能的维持取决于它的。(3) 该生态系统把桑基鱼塘与蔗基鱼塘有机地组合在一起，优化了系统的结构，遵循原理。下图是我国华北平原某一较为原始的田园生态系统的示意图，请据图回答下列问题:(1) 图中为田园生态系统的生产者，之所以说它们是整个生态系统的生存基础,主要是因为；之所以说它们对维持生物圈的稳定也有重要作用，是因为。(2) 图中的鼠属于，其数量之所以能稳定在一定水平，主要是因为(3)近十年来，图中的鹰、猫头鹰和蛇的数量呈直线下降，其主要原因是(1) 随着化工工业的发展，机动车辆的猛增，图中的C时常呈性，严重时会对动植物造成危害，C落入水和土壤中后，其中的会被植物吸收利用，这是自然界中素循环的重要环节。【教学反思】本节课我主要从以下几个角度完成教学目标：1、联系学生实际生活，从生活现象着手引起学习兴趣2、让学生通过资料展示，尝试进行信息的提取与整合3、学以致用，通过对家乡浑河的改造，将所学原理灵活应用。使学生对生态工程的核心概念有更为深入的理解。本节课基本达成教学目标，但个别问题由于事前并没有让学生查好相关材料，学生小组讨论与交流的时间会稍显紧张。