資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 生物學 年級 高二 學期 春季
課題 生態工程的基本原理
教科書 書 名：生物學 選擇性必修2 生物與環境 教材 出版社：人民教育出版社
教學目標
1. 結合筼筜湖生態恢復案例，概述生態工程的概念，關注生態工程的建設，認同生態工程建設對可持續發展具有重要意義。 2. 分析筼筜湖生態恢復的相關資料，概述生態工程的基本原理，說出自生、循環、協調和整體原理的主要內容。 3. 嘗試運用生態工程的原理分析生態環境問題，提出合理化建議。 4. 通過對筼筜湖生態恢復工程的分析，感悟“綠水青山就是金山銀山”等生態文明理念，提高參與生態文明建設的責任感。
教學重難點
教學重點： 1. 生態工程的基本原理。
教學難點： 1. 生態工程的基本原理。
教學過程
環節一：創設情境，導入新課，總結生態工程的概念，關注生態工程建設。 任務1：觀看筼筜湖視頻資料，思考回答問題。
1、導致筼筜港變成臭水湖的主要原因是什么？筼筜湖環境惡化可能給當地生產生活帶來什么影響？ 2、從筼筜港到臭水湖反映出經濟發展模式存在什么問題？ 教師：展示問題，啟發思考。指導學生閱讀教材“關注生態工程建設”的內容并總結生態工程的概念。 學生：從視頻資料中獲取信息，討論并回答問題。閱讀教材，在教師引導下概述生態工程的概念、目的和特點。 設計意圖：從學生熟悉的生態工程案例著手，引導學生關注可持續發展和生態工程建設，幫助學生建立生態工程的概念。 環節二：利用筼筜湖生態恢復工程實例，挖掘生態工程的四個基本原理。 從臭水湖到“城市會客廳”，筼筜湖生態恢復就是生態工程的生動縮影。生態工程是人類學習自然生態系統“智慧”的結晶，以生態系統的自組織、自我調節能力為基礎，遵循自生、協調、循環、整體等生態學基本原理。 自生 任務2：分析資料1和資料2，思考回答問題。 「資料1」筼筜湖1.6平方公里水域面積需承擔市區37平方公里流域的防洪排澇任務，雨季雨水的沖刷將沿湖污染物、泥沙帶入湖區。由于筼筜湖湖道狹長，湖水流速慢，水體缺氧，水中污染物、泥沙容易沉降、堆積于湖底，增加底泥淤積量和污染程度。湖水氮、磷營養鹽含量偏高，呈現富營養化，容易爆發赤潮。 以上資料根據趙佳懿論文《廈門筼筜湖生態修復技術策略研究》整理 1、針對筼筜湖面臨的問題，如何創造有益于生物生長、發育、繁殖的條件？ 2、為了降低筼筜湖富營養化程度，選擇種植的植物應具備什么特點？ 3、如何證明所選擇的水生植物能夠降低湖水富營養化并抑制赤潮微藻生長？請設計實驗方案，寫出實驗思路，并預期結果。 「資料2」筼筜湖生態工程建設中，重點開展湖區生態修復：紅樹林濕地建設——在湖區沿岸的灘涂上引種秋茄、白骨壤等紅樹林植物；生態浮床技術——在湖面上利用生態浮床技術種植鹽角草和海馬齒等耐鹽草本植物；大型海藻修復——在湖底培植細基江蘺、龍須菜等底棲大型海藻。 三項生態修復技術是聯系的、統一的。依靠紅樹林初步凈化水質并減少泥沙進入湖區水體，然后依靠生態浮床促進泥沙沉降，進一步吸收氮、磷營養鹽，同時給大型海藻提供一個減少泥沙附著的保障，有利于其生長，進而有利于依靠大型海藻減輕湖水富營養化程度、抑制赤潮發生。 經過治理，筼筜湖區游泳生物由極度耐污的攀鱸魚1種，增加至63種以上，浮游動物73種，底棲生物14種，累計發現鳥類95種，水環境生態改善成效顯著。 以上資料根據趙佳懿論文《廈門筼筜湖生態修復技術策略研究》整理 4、分析湖區引進的植物的生態位差異，這樣布設多種植物組分有什么優點？對湖區動物有什么影響？生態系統的穩定性是否改變？ 教師：講授自組織、自生的概念，引導學生分析資料，討論問題，深入體會自生原理。指導學生閱讀教材“自生”內容，結合筼筜湖生態恢復工程實例，歸納總結遵循自生原理的生態工程的措施。 學生：分析資料，討論并回答問題。閱讀教材，明確自生的概念。 設計意圖：創設真實的問題情境，引導學生利用已學知識解決問題，深入理解自生原理，在問題解決的過程中，提升實驗探究能力，訓練科學思維、發展穩態與平衡觀。 【過渡】展示廈門市翔安區的沿海灘涂被互花米草入侵的圖片，設問：在筼筜湖生態修復工程中，引進的生物除了要有較強的污染物凈化能力，還要具備什么條件？ （二）協調 任務3：閱讀課本“協調”內容，結合資料3，討論并回答問題。 「資料3」2022年9月，福建省政府辦公廳印發《福建省互花米草除治攻堅行動方案》，力將動員全省力量，清除互花米草。互花米草原產于北美東海岸，于1979年引入我國東南沿海種植，用于抵御臺風、保灘護岸。然而，互花米草擴張速度快，能夠迅速形成單一植被群落，侵占紅樹植物等本土植物的生存空間。地下根系盤根錯節，土壤板結，不利于蟹類、貝類等棲息，候鳥也失去了立足之地與食物來源，潮間帶生物多樣性降低，形成“綠色沙漠”。 1、閱讀課本“協調”內容，結合以上資料，分析在生態工程中引進生物時要考慮什么問題？并針對筼筜湖生態恢復工程提出合理建議。 教師：引導學生分析違反“協調”原理的案例及其引發的后果，得出生態工程要遵循協調原理。 學生：討論問題，結合所學生態學知識對筼筜湖生態恢復工程提出建議。 設計意圖：通過對失敗案例的分析，總結出生態工程要遵循協調原理。學以致用，對筼筜湖生態恢復工程提出合理建議，加深對協調原理的理解。 【過渡】遵循協調原理，筼筜湖進行濕地植被恢復時，引進了秋茄、白骨壤等本土紅樹品種，這些紅樹植物長勢良好，郁郁蔥蔥。那么，當你被這片城市中心的紅樹林吸引的時候，你是否留意到了紅樹腳下的灘涂？ （三）循環 任務4：觀看視頻“清淤筑岸”，思考回答問題： 1、結合筼筜湖“清淤筑岸”的治理方針，談談如何理解“污染物是放錯地方的資源”這句話？ 2、應用循環原理，在傳統“無廢棄物農業”的基礎上，增設沼氣池、食用菌等對物質能量進行更充分的利用。利用箭頭文字將所給項目聯系起來，嘗試構建“現代生態農業”的物質循環再生模型。 教師：引導學生思考討論問題，概述循環原理，分析“無廢棄物農業”中物質循環過程。 學生：思考討論問題，在理解的基礎上應用循環原理構建“現代生態農業”的物質循環再生模型。 設計意圖：基于真實案例，利用所學知識對“污染物是放錯地方的資源”的觀點進行辨析，培養科學思維，發展物質與能量觀。從“無廢棄物農業”到現代生態農業，感悟中華民族古老智慧與現代科學發展成就。通過模型建構，深入理解循環原理。 【過渡】展示圖片“筼筜湖邊最大的一株自生喬木——樸樹”，講述：為了留住這株筼筜湖邊最大的自生喬木，人們選擇“向樹低頭”，踐行“尊重自然、順應自然、保護自然”的生態文明理念。可見生態工程建設中要處理好人與自然的關系。 （四）整體 任務5：分析資料4，思考回答問題。 「資料4」從1988年頒布的《筼筜湖管理辦法》，到2020年實施《廈門經濟特區筼筜湖區保護辦法》，廈門市先后修訂頒布多部法規，為筼筜湖治理護航。從1984年至今開展了五期綜合整治和正本清源項目，投入資金40多億元。在全國首創“市民湖長”模式，充分調動廣大市民參與湖區保護。 筼筜湖的有效治理，顯著改善周圍的居住和營商環境，2021年，筼筜湖周邊第三產業實現營收1597.6億元。筼筜湖片區逐漸發展成為廈門市標志性的行政、金融、商貿、旅游、居住中心。 根據廈門生態環境公眾號文章《守正創新 筼筜蝶變》整理 除了自然生態系統的規律外，還有什么因素影響筼筜湖生態恢復工程建設？除了生態環境效益，筼筜湖生態恢復工程建設還產生了哪些效益？
教師：引導學生思考討論問題，說出整體原理的主要內容。 學生：分析資料、討論問題，在教師引導下概述整體原理。 設計意圖：通過分析資料，體會人與自然和諧發展的重要性，理解整體原理，領悟系統觀。 環節三：課堂總結 由于不合理開發利用，筼筜港變成臭水湖，經過生態工程建設，筼筜湖蝶變“城市會客廳”。筼筜湖生態恢復是“綠水青山就是金山銀山”理念的生動實踐。結合筼筜湖生態恢復案例，學習了生態工程的概念、目的、特點，了解了生態工程建設的必要性。通過分析案例中遵循的原則，總結出生態工程的四個原理——自生、協調、循環、整體。需要注意的是，4個原理不是孤立的，建設不同類型的生態工程時可能有所側重，但一般需要綜合考慮。 “生態興則文明興”，當前我國正處于生態文明建設的關鍵時期，應用生態工程原理，開展生態工程建設，將助力我們描繪“美麗中國”新畫卷。 設計意圖：總結提升，聯系生態工程建設與生態文明建設，倡導踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，提高建設美麗中國的責任感。

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