生态工程的基本原理教学设计

最新资料推荐 5.1生态工程的基本原理教学设计 葫芦岛市一高中生物组 邢舂阳 新课标解读 1、知识方面 举例说出生态工程的实例，说岀这些实例所运用的主要生态工程原理。评述生态工程发展前景，说岀生态工程的局限性，举例说出我国生态工程的特点。2、情感态度与价值观方而 重视理论联系实际。关注生态工程的建设。3、能力方面 分析并评价生态工程的实例，运用生态工程原理尝试设il简单的生态工程。教学重点 生态工程的基本原理。I教学难点 生态工程的系统学和工程学原理。教学方法 自学法、讨论法、归纳法。教学工具 多媒体教学课件 I课时安排 2课时 教学过程（-）引入新课 课件展示专题题图：问题你觉得本专题题图有什么寓意？学生干裂的上地，赤红的荒山：幼苗的上方是蔚蓝 的地球。地球似乎化作一滴甘露，滋润着幼苗和大地：幼苗又可寓意生态工程，虽然柔弱，但却顽强地支撑 着地球：地球和幼苗组合和谐，象征着希望。通过师 生共同分析以引起同学的思考，引导学生进入本专题 的学习。阅读生态工程的概念：人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产 方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境和谐发展。址新资料推荐 点拨（1）涉及的学科包括生态学和系统学；（2）运用到的技术手段或方法有系统设汁、调控和技术组装；（3）最终目的是促进人类社会和自然环境和谐发展。阅读科技探索之路一生态工程的兴起给学生呈现了生态工程的兴起过程。归纳（1）经济的不当发展对环境的破坏：（2）解决经济发展与环境问题的根本原则是循 环经济：（3）实现循环经济的重要手段之一是生态工程。（二）进行新课 阅读本节内容。思考并讨论以下问题：（1）阅读课本内容，在必修本生态系统及其稳赵性的学习后，你对生态工程的应用前景肯 泄吗？（2）生态工程建设的目的是什么？（3）解决经济发展与环境问题的根本原则是什么？（4）生态工程遵循的基本原理是什么？1.关注生态工程建设 资料1 讨论导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？提示根本原因：长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水上保持功能急剧降低，造成大量泥 沙淤积河道：中游弗I湖造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊而积急剧减少。直接原因：1998年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度 升高、气候异常有关。解决长江洪水泛滥的措施有:我国政府提出的“积极营造长江中上游水源涵养林和水上保持 林”il划，即以生物措施为主，结合工程措施，提高森林覆盖率；“退耕还湖”和改革不合 理耕作方式等。在进行生态工程建设时，要考虑到怎样解决农村（尤其是湖区或山区的迁出人员）的能源来 源问题以及如何提高农民的经济收入。讨论洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？提示传统的经济发展模式不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本，经济的发展以巨大 的生态环境破坏为代价。资料2 讨论你对“石油农业”是如何理解的？提示“石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生产方式，因对石油等能源有髙度的依 赖性而得统。它把农业生产这一复杂的生物过程，变成了简单的机械过程和化学过程。由于 其投入髙，产出也高，对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同时它所 产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大，大大削弱了农业生态系统的稳立性和持续生产 力，并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。讨论石油农业”的生产模式应当怎样改进？提示在不同的国家有不同的改进措施。例如，在我国，人多地少，应该大力发展生态农业。实施的具体措施包括：可以根据田间作物的需要适量施用髙效、低毒、低残留的农药，多施 有机肥，提髙作物对水、肥等资源的利用效率，对作物秸秆和畜禽粪便进行再利用，实现物 质的多级利用，等等。一方而要不断提高上地的产出水平；另一方面要减少农业活动对环境 的污染，促进社会的可持续发展。师讲传统经济模式正在毁坏资源，消耗地球赠给我们的自然资本，为了实验可持续性发展,经济发展必须符合生态学规律，走生态经济之路。问题什么是生态经济？生答主要是通过实行“循环经济”原则，使一个系统产生岀的污染物，能够成为本系统或 者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一是 生态工程。2.生态工程所遵循的基本原理（1）物质循环再生原理 实例无废弃物农业 问题物质循环再生原理的含义是什么？生答生态系统中，生物借助能量的不停流动，一 方而不断地从自然界摄取物质并合成新的物质，另 一方面又随时分解为原来的简单物质，即所谓“再 生”，重新被系统中的生产者植物所吸收利用，进 行着不停顿的物质循环。总结物质能够在各类生态系统中，进行区域小循 址新资料推荐 环和全球地质大循环，循环往复，分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭的效果。（2）物种多样性原理 址新资料推%i 资料分析：问题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？而珊册礁区却能够在养 分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性？提示纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌,而成片单一的林木又为英提供了丰富的食物来源，因而会导致了树林的毁坏。珊瑚礁:区的生物多样性髙，食物链复杂，不同的生物占拯了不同的时间位、空间位和资源位,因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。例如，氮、磷等养分就能够在该区生物体间充分地 循环利用而很少流出系统外。总结生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力就越低：反 之，抵抗力就越高。物种多，复杂生态系统抵抗力稳左性高。（3）协调和平衡原理 资料分析：总结生态系统的生物数量不能超过环境承载力的限度。（4）整体性原理 问题整体性原理和含义是什么？实例：在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，列一方而要考虑贫困地区的生活问 题，如粮食、烧柴及收入等。总结整体指社会-经济-自然复合而成的巨大系统。是指我们在生态工程设汁和建设时要考 最新资料推荐 虑自然生态系统的规律还需要考虑经济和社会系统的影响只有把生态与经济和社会有机地（5）系统学和工程学原理 系统的结构决左功能原理：生态工程需要考 虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和 优化结构，达到改善系统功能的目的，即要通 过改善和优化系统结构改善功能。实例：我国南方水网地区的桑基鱼塘。系统整体性原理：系统各组分间要有适当的 比例关系，使得能量、物质、信息等的转换和 流通顺利完成，并实现总体功能大于各部分之 实例：能保持髙系统生产力的珊瑚礁。小结（1）生态工程的基本原理（见右表）提示 生态工程的建设应遵循以上五个原理，但不同的生 态系统遵循的原理可以不同。生态工程建设的目的就是遵循自然物质循环 的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染,达到经济效益和生态效益同步发展。生态工程具有少消耗、多效益、可持续的特点。类比整体性原理和系统整体性原理的比较 整体性原理指社会、经济、自然三方面协调统一，保 理论JBC础 义 丈例 阵牛理 物曲循坏 可逋免齐境 污染及瓦対 晟饶栓迩和 汪废弃物农 业 生亦系统 的迩性 生徇笑样性 疫统的抵抗 力臣定件扭 髙系统g 4 产力-三北”防护 林建设中的 问腫朋朗您 生班炕的 生伤多样性 的何JK 生均与坏 境的枷期 生徇数i*不 厲过环境廉 戦力可曲免 和破坏*M S fi*化何题、过波 放牧等 JW現 社会、鏗 成赵合系 扯-协州药 种关系保W 系统.的平術 林业建设中。然系统与 H合、经济糸 统的关糸问 系统学 和T用 学陳现 集统的结 构决定功 理.分 布式优子 集怕淡和 环式 改得和优化 系统的姑构 以改篠功tm 系址整体 性加理：侏 体人于郃 分 侏持系統很 為的生产力 珈瑚雌、凛类 和珈踊虫的 关系 障整个系统的稳左与平衡。如林业建设中自然系统、社会与经济系统的关系问题，即种树的 同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题。系统整体性原理指整体大于部分之和，目的是保持系统有很高的生产力，具体的说指互利共 生的生物体现系统整体性原理，如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中藻类和貞菌等。（三）课堂总结（生态工程建设目的：遵循自然界 _ 的规律，充分发挥资源的生产潜力.防止 _,达到 _ 和 _ 的同步发展。（少消耗.多效益._）生态经济：主要是通过实行“_”原则.使一个系统产生出的污染物，能够 成为木系统或者另一个系统的 _ 从而实现废弃物的资源化.而实现循环经济 最重要的手段之一是 _ 1）_ 原理：物质能在生态系统中循环往复._ 2）_ 原理：物种繁多复朵的生态系统具有较高的 _ 生态工程原理丿3）_ 原理：生态系统的生物数址不能超过 _（环境容纳址）的 限度 I 4）_ 原理：生态系统建设要考虑自然._、_ 的整体影 响 5）_ 原理系统的结构决定 _ 原理：要通过改善和优化系统结构改善 功能 系统整体性原理：系统各组分间要有适、*1的 _,使 得能虽、物质.信息等的转换和流通顺利完成并实现总 体功能大于各部分 _ 的效果，即 答案：物质循环环境污染经济效益生态效益可持续循环经济生产原料生态工程物质循环再生分层分级 利用物种多样性抵抗力稳定性协调与平衡环境承载力整体性 经济社会系统学和工程学功能比 例关系之和 限时训练 一、基础训练：1、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（）A.樟子松树的抗虫能力很差 B.松毛虫的危害性很强，并专一性的侵害樟子松树 C.生物多样性对生态系统的重要性 D.由于植物种类达单一，导致松毛虫只能侵害樟子松树 2、人类设计生态工程的根本目标是（）A.促进自然界良性循环的前提下，达到生态效益与经济效益的同步发展 B.促进自然界良性循环的前提下，防治环境污染，提高经济效益 C防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展 D.促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态 效益与经济效益的同步发展 3、在“人工湿地”生态系统中，对废水净化起主要作用的是（）A.微生物的分解和转化作用以及相关的物理、化学作用，如沉淀、吸附、过滤等址新资料推荐 B.微生物的分解和转化作用 C.相关的物理、化学作用，如沉淀、吸附、过滤等 D.微生物的分解和转化作用以及化学作用，如沉淀、吸附、过滤等 4、下列关于生态工程的叙述中，错误的是（）A.生态工程是生态学和工程学的结合 B.生态工程追求经济和生态的双赢 C.应用物种多样性原理和物质循环再生原理 D.生态工程是无消耗、多效益的工程 5、生态工程的调控机制是（）A.人为调控 B.自我调控 C.人为辅助下的自我调节 D.不需要调控 6、下列关于“人工湿地”的说法中，错误的是（）A.浮水植物、挺水植物可为根际提供氧化的微环境，促进好氧细菌对废水中有机物的分 解 B.沉水植物的根际保持厌氧状态，利于厌氧细菌的活动 C.“人工湿地”对污水的净化作用是通过不同类型的水生植物和微生物的共同作用实现 的 D.水生植物能吸收、转化污水中的氮、磷、铜等物质 7、在植被的恢复初期，不应选择的植物是（）A.引进的新树种 B.固氮树种 C.先锋树种 D.适应性强的树种 8、1998年长江下游发生特大洪灾，其中原因之一是（）A.长江口热带风暴 B.长江上游森林植被破坏严重 C.水库泻洪过快 D.北方风沙使河床变浅 9、黄河是我国的母亲河，但如今黄河已经成为世界罕见的“悬河”o治理黄河最根本的措 施是（）A.加强黄河两岸堤坝的修筑 B.对黄河河床底部的泥沙淸淘 C.大力培育水生生物 D.解决黄土高原的水土流失问题 10、人类对生物圈中绿色植物的严重破坏，也是造成大气表层的臭氧层减少的原因，这是因 为在绿色植物的光合作用过程中（）A.吸收CO：B.吸收太阳能 C.产生化学能 D.产生0：11、环境污染已成为人类社会而临的重大威胁，下列剑词与环境污染有关的是（）酸雨臭氧空洞“白色污染”温室效应赤潮光化学污染噪声 12、在我国西部大开发的战略中，“保护天然林”和“退耕还林（草）”是两项重要内容。采取这两项措施的首要目标是（）A.开展生态旅游 B.发展畜牧业 C.增加木材产量 D.改善生态环境 13、（多选）生态工程是（）等学科交叉而产生的新兴学科。A.生态学 B.工程学 C.系统学 D.经济学 14、（多选）我们的祖先实施的“无废弃物农业，使我国的上壤维持了几千年的肥力，英 实这种模式就是生态工程最早和最生动的模式，这种模式的诀窍在于（）A.积极种植能够固氮的豆科植物 B.收集一切可能的有机物 C.采集某种特姝植物，将其根茎叶加水一起捣碎榨汁，作为肥料 B.C.D.D.采用堆肥和j区肥等多种方法，把有机物转变为有机肥料 15、（多选）进行生态工程建设时要考虑到以下哪些问题（）A.宗教信仰 B.经济和社会的影响力 C.社会习惯和法律制度 D.自然生态系统规律 16、（多选）生态工程体系的特点是（）A.少消耗 B.多效益 C.可持续 D.多投资 17、（多选）下列属于以生态环境保护为目标而建立的林业生态工程的是（）18、（多选）下列 0 项中属于世界公认的三大环境问题的是（）19、（多选）生态工程所遵循的基本原理有（）20、（多选）下列关于生态农业叙述，正确的是（）A.生态农业实现了对能虽和物质的多级利用 B.生态学的基本原理是发展生态农业的主要理论基础 C.生态农业使废物资源化，提髙能量的转化效率，减少环境污染 D.在生态系统中增加有害生物的天敌种群，可减轻有害生物的危害 二、能力提高：1、下列叙述违背生态工程中生态学原理的是（）A.充分考虑环境因子对生物的影响 B.尽可能减少种间竞争所产生的耗损 C.以单一种群获得经济效益的最大化 D.实现生态系统的良性循环 2、下列观点不符合生态农业建设思路的是（）A.调整产业结构，开发多种经营 B.保持生态系统内的生态平衡 C.以髙能量获得农业的髙产量 D.循环利用农业有机废弃物 3、（多选）现代生物技术可应用于生态建设，正确的是（）A.基因工程中抗虫、抗病转基因植物的种植减少了农药的使用 B.细胞工程中组织培养技术的应用，可对城市环境进行综合治理 C.酶工程的原理可以用于沼气工程中对菌群的控制 D.胚胎工程中胚胎移植可以用于保护濒危野生动物，保护生物多样性 三.创新设计：1阅读以下资料，回答下列问题：自2000年10月开展“南京莫愁湖物理生态示范实验研究”开始，相继引种了浮水植物、沉水植物共ilTO余种，在伟I隔区内已经形成了以沉水植物为优势的水生植物群落。试验区 内营养盐的浓度得到有效控制，如试验区内氨氮和总氮仅分别为试验区外的1/13和1/5,有效地改善了水质。（1）此项生态工程依据的生态学原理有 _、_、_、_ 和A.水上保持生态工程 B.防风固沙生态工程 C.水源涵养生态工程 D.城市垃圾处理生态工程 A.酸雨 B.臭氧层衰竭 C.人口急剧增长 D.温室效应 A.物质循环再生原理 B.单一调控原理 C.协调与平衡原理 D.整体性原理 E.系统学和工程学原理 F.物种多样性原理 最新资料推荐（2）_ 生态工程的调控机制是 _，主要利用的能源是 _ o（3）_ 些发达国家的生态工程建设主要依据生态系统的 _,达到了 以 _ 为主，_ 为辅的程度。而在我国的生态工程建设中，_ 仍起着较大作用，强调按预期目标，因地制宜地调整复合生态系统的结构和 功能。（4）生 态 工 程 的 主 要 目 的 在 于 答案 一、基础训练 1.C 2.D 3.A 4.D 5.C 6.B 7.A 8.B 9.D 10.A ll.D 12.D 13.ABCD 14.ABD 15.BCD 16.ABC 17.ABC 18.BCD 19.ACDEF 20.ABCD 二、能力提高 l.C 2.C 3.ABCD 三、创新应用 1、（1）物质循环再生原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理、物种 多样性原理（2）人为辅助下的自我调节，太阳能（3）自我调廿理论，回归自然，人为调 控，人为调控（4）建造和调控人工生态系统，使生物与环境之间变得高效和谐。