跨学科实践活动-设计并制作生态瓶 课件-2024-2025学年苏科版生物七年级上册

跨学科实践活动 设计并制作生态瓶 第3章 生态系统和生物圈 学习目标 从结构与功能相适应的角度,根据生态系统的组成、生态系统与环境因素的关系,选择材质和大小适合的容器,选取不同种类的生物,制作生态瓶。 绘制生态系统各生物营养成分和能量流动关系,分析影响生态瓶中生物生存的因素,估算各种成分的数量、比例以保证生态瓶中生物存活时间更长,并对生态瓶的尺寸、瓶内生物的种类与数量进行调整。 学习目标 3.用照片、视频、文字、图画等多种形式对生态瓶的状态进行细致准确的记录,并依据观察结果以及对生态系统的建模与分析,改进生态瓶的设计与制作。 4.回归生活中环境保护问题,讨论生态环境中各组成成分彼此间的关系,讨论人类活动对生态环境可能造成的影响,初步形成可持续发展的生态意识。 生态瓶属于微型生态系统,它不能像森林生态系统等大型生态系统那样具有很强的稳定性。生态瓶中的环境发生微小的变化,都可能引起瓶中生物死亡,甚至导致生态瓶中的生态系统崩溃。设计合理的封闭生态瓶可以实现碳、氧及其他物质的循环,瓶中的动物、植物等生物能较长时间地存活。 设计并制作生态瓶 思维路径 如何组装生态瓶 生态瓶设计要素 设计要点或规格 容器 大小?颜色?材质? 加水量 1/3?1/2?2/3?加满? 主要生物种类及数量 动物放哪些?植物放哪些? 主要非生物部分 小石块、沙子等 是否加装温度计 如何安装? …… …… 活动过程 1.选取无色透明的玻璃瓶或者塑料瓶,在瓶内放泥土并安装温度计。 泥土以覆盖瓶底为宜,泥土表面铺些洗净的沙;将温度计插入瓶子固定(倾斜插入),用凡士林密封洞口。 小贴士:制作生态瓶注意的原则 科学性:生态瓶中生物种类要合适,以能够形成相对稳定的食物链为宜。 稳定性:生态瓶中的生物数量要合理配置,以实现碳、氧及其他物质的循环。 美观性:生态瓶的景观设计要美观、布置要得当。 制作生态瓶可以用下边的瓶子吗? 不能,选用绿色瓶子时,进入生态瓶的主要是绿光,植物的光合作用在绿光下最弱,会影响植物的生长。不透明塑料瓶光线无法进入,植物不能生长。 思考: 2.注水静置。 瓶内注入池塘水(或河水),水量以瓶子容积的2/3为宜;水需淹没插入瓶中的温度计;静置,等待水变清澈。 3.栽种绿植。 将金鱼藻、黑藻等水生植物放入瓶中,并将其根埋入土壤中,再次静置,等待水变清澈。 活动过程 栽种绿植可以直接用自来水吗? 不能,自来水中含残留的消毒剂,大多水生生物对消毒剂很敏感,在这样的水质中很容易死亡。池塘水或河水中生物多样性更丰富,含有多种单细胞藻类、原生动物,使生态瓶的营养结构更复杂;含各种微生物,分解者数量多;含较多的矿物质离子,为生产者提供营养。 如果没有自然水域环境中的水,那么可以选用自来水静置48h后,待残留的消毒剂含量下降后使用。。 思考: 4.放入水生动物并封盖。 将鱼类、虾类、贝类等水生动物轻轻放入瓶中,水生生物的数量、比例要适宜,密封静置并贴标签。 小贴士:生物应选择适应性强、生活力较强的物种。投放的动物宜小而少。 活动过程 生态瓶中各成分如何配比? ① 提出问题:生态瓶中放入几条小鱼最合适? ② 作出假设:生态瓶中放入1条小鱼最合适。 ③ 制订方案(计划); 生态瓶 容器 水质 植物 小鱼条数 生态瓶维持时间 甲瓶 1000mL透明玻璃瓶 池塘水 2株金鱼藻 1条 乙瓶 1000mL透明玻璃瓶 池塘水 2株金鱼藻 2条 丙瓶 1000mL透明玻璃瓶 池塘水 2株金鱼藻 3条 生态瓶中各成分如何配比? ④ 实施方案(计划): ⑤ 得出结论:在500mL的生态瓶中,保持其他条件相同的情况下,放入一条小鱼生态瓶维持的时间较长。 ⑥表达交流:放入生态瓶中的动物太多,氧气消耗较快,导致生态平衡被打破。 生态瓶 容器 水质 植物 小鱼条数 生态瓶维持时间 甲瓶 500mL透明玻璃瓶 池塘水 2株金鱼藻 1条 5天 乙瓶 500mL透明玻璃瓶 池塘水 2株金鱼藻 2条 3天,水质浑浊 丙瓶 500mL透明玻璃瓶 池塘水 2株金鱼藻 3条 2天,一条小鱼死亡 自主探究:生态瓶应放置于怎样的环境中? ① 提出问题;光照?温度? ② 作出假设; ③ 制订方案(计划);对照原则、单一变量原则、重复性原则 ④ 实施方案(计划); ⑤ 得出结论; ⑥表达交流。 5.观察并记录。 观察生态瓶水质、水生动植物、底泥的变化,并用文字、图片或视频等形式记录下来。 活动过程 生态瓶中各成分如何配比? 你还可以探究什么问题: 生态瓶中的动物个体越大越好吗? 生态瓶中加入贝类等软体动物可以延长生态瓶维持平衡的时间吗? 生态瓶中的植物种类对生态瓶维持平衡的时间有什么影响? 不同的水质对生态瓶维持平衡的时间有什么影响? …… 6.展示交流与评价。 各组展示方案设计、实践过程以及实践结果;从生态瓶材料的选择、生物的种类与比例、生态瓶维持平衡时间的长短、生态瓶的美观性等方面进行自评及互评,在此基础上反思和改进。 维度 示范级 良好级 待改良级 科学性 能根据生态系统组成、物质与能量关系设计并制作生态瓶,生态平中生物种类合适,能够形成相对稳定的食物链。生态平衡维持时间长。 能根据生态系统组成、物质与能量关系设计并制作生态瓶,但生物种类较少,生态平衡维持时间较长。 生态瓶的制作没有考虑物质与能量的关系、生物种类和数量明显不合适。生态平衡维持时间短。 稳定性 2周后,植物状态良好,叶色青绿,动物种类与数量不变,水质清澈。 2周后,植物状态良好,枯黄面积低于10%;动物种类不变,每种动物的数量变化不超过 20%;水质较清澈。 2周后,植物整体枯黄,动物的数量变化超过50%,水质浑浊。 美观性 色彩搭配协调,布置得当。 设计较为美观。 布局不合理,欠美观。 活动过程 成果总结 综合各小组进行的多组对照实验,总结生态瓶中各成分的最佳配比、生态瓶所处最适宜的环境条件等,最终形成最佳实践方案,以论文的形式发表或存档。 学以致用 观察生态瓶中的现象,联想生活中类似的现象,并提出解决方案。 生态瓶中的现象 生活中的类似现象 解决措施 放入了肉食性鱼类,吃光其他鱼虾;虾繁殖过快,生态瓶失衡 外来物种入侵 加强边境检疫 取出大部分水草,动物死亡 乱砍滥伐 加强宣传、加强立法与执法力度、推行可持续林业管理 绿藻大量增殖 水体富营养化,水华 加强排污管理 温度过高,鱼虾死亡 气候剧烈变化,温室效应 降低碳排放 …… …… …… 跨学科分析—与数学的综合 构建生态瓶的数量金字塔模型,探寻生态平衡之道 要保证生态瓶中的动植物在密闭的状态下稳定存活较长时间,就要考虑加入植物和动物的数量,只有合理的配置才能实现这一密闭环境的碳、氧及其他物质的循环,这是生物生存的基础。实验过程中可以在动植物数量上设计多组对照实验,最终找出较好的数量配比。 跨学科分析—与艺术的综合 基于审美感知,对生态瓶的景观布置进行创意设计和表达。可以从生态瓶大小、形状的选择;生态瓶中植物的种类、动物种类的选择;以及其他非生物物质的多少、位置分布等方面进行创意设计。 优秀作品展示 优秀作品展示 $$