“生态工程的基本原理”教学再设计
2022-06-08
[摘 要]结合生态系统的基本知识，构建“创设情境导入→引导自主探究→指导生态实践”的案例探究教学模式，引导学生归纳总结出“生态工程的基本原理”，并应用于解决实际的问题。
[关键词]生态工程 基本原理 教学过程 教学反思
[中图分类号] G633.91[文献标识码] A[文章编号] 16746058（2016）140114
一、 教学过程
1. 巧用道歉视频，创设情境导入
播放冯小刚导演，葛优、李小璐、郑恺、白百何主演的2014年贺岁片《私人订制》最后一段“向大自然道歉”视频。学生观看视频，教师依次提出下列问题，引发学生思考分析：（1）四位主角为什么要向大自然道歉？（学生：雾霾天气频发、森林乱砍滥伐、煤炭过度开采、生态环境污染等问题都与人类的不当活动有关）（2）这些问题的背后又折射出怎样的问题？（学生：人口快速增长的压力、生产生活及经济发展所需等导致人类对资源的不合理开发与利用，由此引起的生态恶化和环境污染，充分暴露出传统经济发展模式的弊端，难以可持续发展。）（3）解决上述问题的有效途径是什么？（教师：建设生态工程，就是指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，达到经济效益和生态效益的同步发展，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展，进而实现可持续发展。与一般的传统工程相比，生态工程具有少消耗、多效益、可持续的特点。）
2.运用模型构建，引导学生自主探究
[案例1]出示“石油农业”模式图。教师：“石油农业”模式是以美国为代表的西方经济发达国家的高投入、高产出的农业现代化模式，由于需要大量使用石油作为原料或动力而得名。该农业模式对解决粮食需求和提高粮食产量起到重要作用，但同时由于其高能耗、高污染，使粮食品质和安全不断下降，难以可持续发展。解决这一问题的有效途径之一就是要发展生态农业。
介绍“传统生态农业”模式。教师：“无废弃物农业”模式是我国古代最早、最生动的一种生态工程模式。请同学们利用所给的项目绘制“无废弃物农业”的物质和能量流动图，可分组讨论、交流与合作。在学生讨论出现疑惑的地方时，教师应协助学生解答，以完成概念图的模型构建。
根据上述模型构建活动，教师提出以下思考问题：上述“无废弃物农业”模式的突出优势是什么？（回答：充分利用废弃物中的能量，通过物质的循环利用和能量的多级利用，实现废弃物的资源化，达到无废弃物生产，减少环境污染。）进而引导学生归纳总结出“物质循环再生原理”。
引出“现代生态农业”模式。教师：上述“无废弃物农业”模式是我国传统农业的辉煌成就之一，但已无法满足人们对现代农业发展的需要。在上述传统农业的基础上，可增设沼气池、蘑菇等环节更好地利用物质能量。请同学们自主构建，完成下列“现代生态农业”的物质和能量流动图。
[案例2]出示“纯樟子松林、珊瑚礁区”图片。教师：我国“三北防护林”取得了巨大的生态效益和经济效益，但最初进行林带建设时，单一种植的樟子松林遇松毛虫害大量毁坏死亡；而珊瑚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？这是为什么呢？
学生：纯樟子松林的生物多样性低，食物链短而简单，缺少松毛虫的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而导致树林的大量毁坏死亡。珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物占据不同的生态位，通过食物链关系互相依存，充分利用了珊瑚礁生态系统的环境，实现了很好的物质循环和能量流动。
教师：从上述正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？
学生：进行植树造林等生态工程建设时，必须要考虑生物的多样性，只有保持生态系统较高的生物多样性，才能维持生态系统结构和功能的稳定和平衡。（归纳总结出“物种多样性原理”）
[案例3]出示“灰色长城、水葫芦疯长、草原过度放牧”图片。教师：“三北防护林”的西北防护林早期栽种不适应当地环境的杨树林，导致“绿色”长城变成“灰色”长城。江苏、上海和浙江三省市交界孕育吴越的美丽太湖。近年来，由于富营养化促使太湖水体中水葫芦和藻类疯长，并导致鱼虾等水生生物大量死亡，给水生生态系统造成极大危害。如果在西北草原地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？
学生：西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量（环境容纳量）；针对公共草地的过度放牧问题，应该实行草地承包，调动个人的管理积极性，减少过度放牧现象。另外，可以在有条件的地方，人工种植牧草，增加牧草产量。
教师：从上述3个实例，你能得出怎样的结论？
学生：进行生态工程建设时，要处理好生物与环境的协调与平衡问题，要栽种适宜树种，要考虑生物数量不能超出环境承载量。（归纳总结出“协调与平衡原理”）
教师：进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更要整体考虑经济和社会等的影响力。例如，进行林业生态工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑 [本文由WWw.DYLw.NET提供，第 一论 文网进行论文代写和论文发表服务，欢迎光DYlw.NeT 联系方式QQ 712086966]贫困地区农民的粮食、烧柴以及收入等生活问题。如果农民的生计得不到保证，随时会发生“前面造林，后面砍林”的现象。这体现了什么原理？
学生：整体性原理。
[案例4]出示“四位一体”农业生态工程模式图。教师：“四位一体”生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、厕所、蔬菜栽培与日光温室有机组合在一起，将农业生产、农村经济发展、生态环境保护、资源高效利用融为一体。图3为“四位一体”农业生态工程模式及物质和能量流动图。
教师：上述“四位一体”农业生态工程模式及物质和能量流动图体现了哪些生态工程基本原理？
学生：物质循环再生原理、协调与平衡原理等。
[关键词]生态工程 基本原理 教学过程 教学反思
[中图分类号] G633.91[文献标识码] A[文章编号] 16746058（2016）140114
一、 教学过程
1. 巧用道歉视频，创设情境导入
播放冯小刚导演，葛优、李小璐、郑恺、白百何主演的2014年贺岁片《私人订制》最后一段“向大自然道歉”视频。学生观看视频，教师依次提出下列问题，引发学生思考分析：（1）四位主角为什么要向大自然道歉？（学生：雾霾天气频发、森林乱砍滥伐、煤炭过度开采、生态环境污染等问题都与人类的不当活动有关）（2）这些问题的背后又折射出怎样的问题？（学生：人口快速增长的压力、生产生活及经济发展所需等导致人类对资源的不合理开发与利用，由此引起的生态恶化和环境污染，充分暴露出传统经济发展模式的弊端，难以可持续发展。）（3）解决上述问题的有效途径是什么？（教师：建设生态工程，就是指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，达到经济效益和生态效益的同步发展，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展，进而实现可持续发展。与一般的传统工程相比，生态工程具有少消耗、多效益、可持续的特点。）
2.运用模型构建，引导学生自主探究
[案例1]出示“石油农业”模式图。教师：“石油农业”模式是以美国为代表的西方经济发达国家的高投入、高产出的农业现代化模式，由于需要大量使用石油作为原料或动力而得名。该农业模式对解决粮食需求和提高粮食产量起到重要作用，但同时由于其高能耗、高污染，使粮食品质和安全不断下降，难以可持续发展。解决这一问题的有效途径之一就是要发展生态农业。
介绍“传统生态农业”模式。教师：“无废弃物农业”模式是我国古代最早、最生动的一种生态工程模式。请同学们利用所给的项目绘制“无废弃物农业”的物质和能量流动图，可分组讨论、交流与合作。在学生讨论出现疑惑的地方时，教师应协助学生解答，以完成概念图的模型构建。
根据上述模型构建活动，教师提出以下思考问题：上述“无废弃物农业”模式的突出优势是什么？（回答：充分利用废弃物中的能量，通过物质的循环利用和能量的多级利用，实现废弃物的资源化，达到无废弃物生产，减少环境污染。）进而引导学生归纳总结出“物质循环再生原理”。
引出“现代生态农业”模式。教师：上述“无废弃物农业”模式是我国传统农业的辉煌成就之一，但已无法满足人们对现代农业发展的需要。在上述传统农业的基础上，可增设沼气池、蘑菇等环节更好地利用物质能量。请同学们自主构建，完成下列“现代生态农业”的物质和能量流动图。
[案例2]出示“纯樟子松林、珊瑚礁区”图片。教师：我国“三北防护林”取得了巨大的生态效益和经济效益，但最初进行林带建设时，单一种植的樟子松林遇松毛虫害大量毁坏死亡；而珊瑚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？这是为什么呢？
学生：纯樟子松林的生物多样性低，食物链短而简单，缺少松毛虫的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而导致树林的大量毁坏死亡。珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物占据不同的生态位，通过食物链关系互相依存，充分利用了珊瑚礁生态系统的环境，实现了很好的物质循环和能量流动。
教师：从上述正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？
学生：进行植树造林等生态工程建设时，必须要考虑生物的多样性，只有保持生态系统较高的生物多样性，才能维持生态系统结构和功能的稳定和平衡。（归纳总结出“物种多样性原理”）
[案例3]出示“灰色长城、水葫芦疯长、草原过度放牧”图片。教师：“三北防护林”的西北防护林早期栽种不适应当地环境的杨树林，导致“绿色”长城变成“灰色”长城。江苏、上海和浙江三省市交界孕育吴越的美丽太湖。近年来，由于富营养化促使太湖水体中水葫芦和藻类疯长，并导致鱼虾等水生生物大量死亡，给水生生态系统造成极大危害。如果在西北草原地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？
学生：西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量（环境容纳量）；针对公共草地的过度放牧问题，应该实行草地承包，调动个人的管理积极性，减少过度放牧现象。另外，可以在有条件的地方，人工种植牧草，增加牧草产量。
教师：从上述3个实例，你能得出怎样的结论？
学生：进行生态工程建设时，要处理好生物与环境的协调与平衡问题，要栽种适宜树种，要考虑生物数量不能超出环境承载量。（归纳总结出“协调与平衡原理”）
教师：进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更要整体考虑经济和社会等的影响力。例如，进行林业生态工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑 [本文由WWw.DYLw.NET提供，第 一论 文网进行论文代写和论文发表服务，欢迎光DYlw.NeT 联系方式QQ 712086966]贫困地区农民的粮食、烧柴以及收入等生活问题。如果农民的生计得不到保证，随时会发生“前面造林，后面砍林”的现象。这体现了什么原理？
学生：整体性原理。
[案例4]出示“四位一体”农业生态工程模式图。教师：“四位一体”生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、厕所、蔬菜栽培与日光温室有机组合在一起，将农业生产、农村经济发展、生态环境保护、资源高效利用融为一体。图3为“四位一体”农业生态工程模式及物质和能量流动图。
教师：上述“四位一体”农业生态工程模式及物质和能量流动图体现了哪些生态工程基本原理？
学生：物质循环再生原理、协调与平衡原理等。