4.3生态工程教学设计-2023-2024学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

第3节生态工程 一、教材分析 (一)教学目标 1.概述生态工程的概念，关注生态工程的建设。 2.概述生态工程的基本原理，举例说出自生、循环、协调和整体原理的主要内容。 3.通过分析和评价生态工程的实例，说出这些实例所运用的生态工程基本原理。 4.通过评述生态工程的发展前景，增强生态文明意识。 (二)教学重点、难点 1.教学重点 (1)生态工程的基本原理。(2)生态工程的实例。 2.教学难点 生态工程的基本原理。 2、 教学设计 学习任务 教师活动 学生活动 设计意图 通过“问题探讨”引入新课，归纳生态工程的概 念 总结生态工程的概 念 【引入】 展示北京奥林匹克森林公园今昔对比照片。奥森占地680hm2，是2008年北京奥运会的配套工程之一。奥森的设计、建设，从原来的村落和农田到现在令人赞叹的公园，只用了不到6年的时间。 引导学生阅读教材第98页的“问题探讨”，组织学生讨论设置的问题。 像奥森这样的人工生态系统就是生态工程的作品。那么什么是生态工程?阅读教材相关内容。 【总结概念】 生态工程的概念。 【过渡】 随着我国经济的高速发展，如何处理好发展经济和保持生态之间的关系是我们面临的关键问题。党和国家越来越重视生态工程建设，那么生态工程建设是否科学合理就显得尤为重要。那么，在建设生态工程的过程中，要遵循哪些基本原理呢? 阅读教材“问题探讨”，结合生态学知识讨论并回答讨论题。 在教师引导下总结概念。 从学生身边熟悉的生态工程案例入手。 通过讨论，理解生态工程的设计和建设要应用生态学、系统学等学科的原理和方法;帮助学生建立生态工程的概念。同时引导学生关注生态工程建设。 分析资料1，得出结论:生态工程以生态系统的自组织、自我调节为基础，遵循自生原理 分析资料2，得出结论:生态工程遵循协调原理 资料1[38] 奥森水域面积小且封闭、易污染、缺少完整食物链，因此水体容易发生富营养化，产生水华。为评估奥森主湖水体生态系统的状况，提出水质净化的有效措施，研究人员借助模型软件对公园水体生态系统进行了模拟研究。 设计思路:设置空白对照组(模型1:自然水域，无人工净水系统)和实验组(模型2:使用人工净水系统，进水口增加人工湿地)，其他变量一致。模拟期限设定为5年(即5个植物生长期)。 相关数据:本研究中，以高等植物每年的长势作为判断生态系统稳定性高低和人工净水措施可持续性的指标。实验中选择了3种代表植物，通过观察这些植物的生物量变化建立模拟曲线。实验结果如下图。引导学生讨论问题1和问题2。 【模型1】 【模型2】 对学生的回答进行评价，并给出实际方案:在模型1中加入底栖动物田螺，建立模型3。田螺可以摄食有机碎屑、浮游生物、苔藓类植物等，也是鲤鱼的食物之一。实验结果如下图。引导学生讨论问题3和问题4。 【模型3】 教师可补充该研究的其他数据，并说明:科学家的研究表明，加入底栖动物后，对浮游植物的控制和生态系统稳定性优于加入底栖动物之前，也优于使用人工净水系统。 [总结] 当生态系统中物种配置合理时，可以通过自我调节和更新达到相对稳定的状态，这就是生态系统的自生，是生态工程遵循的最重要的原理。 阅读教材“自生”部分。简单解释 第99页图4-11，以太阳能为动力，驱动水质循环，进行生态修复，改善水质。 研究人员还尝试了其他的物种配置方案。[资料2(38]] 为探究奥森主湖水体生态系统的物种配置对净水效果及可持续性的影响，研究人员将模型1中的菹草置换为荷花，建立模型4。菹草与苦草、水藓都是沉水植物，而荷花是挺水植物，它与苦草、水藓的生态位不同。实验结果如下页图。引导学生讨论问题5~7。 【模型4】 其实，在奥森建设过程中，也有一些失败案例。例如，建设之初，对气候因素考虑不周，种植地块选择有误，导致珙桐种植失败;对病虫害了解不足，园区大部分海棠与桧柏种植过近，导致苹果锈病在两者间越冬和繁殖;放养了牛蛙，牛蛙的捕食性很强，大量本地生物被其捕食。 [总结] 在进行生态工程建设时，必须要考虑生物与环境、生物与生物的协调与平衡，才能实现可持续发展。 分析模型1和模型2，小组讨论并回答问题1和问题2。 1.模型2在进水口增加了人工湿地，对入水进行一定的净化。与模型1相比，模型2中三种植物的长势是否有变化?请你推测，哪个模型的生态系统稳定性更高。 2.自然进化形成的生态系统稳定性极高，请利用生态学知识提出提高模型1稳定性的新措施。 分析模型3， 小组讨论并回答问 题3和问题4。 3.模型3和模型2相比，哪种净水方式可持续性更高? 4. 加入田螺后，生态系统稳定性有何变化?分析产生这种变化的原因。 阅读教材，明确自生的概念，理解自生原理在生态工程中的核心意义。 分析模型4，小组讨论并回答问题5~7。 5.分析实验数据:调整后的