资源简介

生物多样性及保护 教学设计
教学分析
内容分析
本节课围绕海南岛的生物多样性及保护的案例，从探析生物多样性的内涵、探秘生物多样性的价值、探讨生物多样性丧失的原因和探索保护生物多样性的措施四个维度，帮助学生深化认知保护生物多样性的意义，形成人与环境和谐发展的社会责任意识。
本节课设计了“探秘东寨港红树林生物多样性”系列主题活动，地理、化学、生物三个学科维度开展跨学科的生物多样性研究。从东寨港的地理区位和红树林的生境特点出发，引导学生探讨红树林适应环境的方式和红树林独特的生态功能，从而理解生物多样性的价值和保护生物多样性的重要意义。
通过AI工具赋能数据收集、分析、可视化与互动探究，突破传统教学的时空限制和数据处理瓶颈，深化学生对生物多样性的认知，强化人与环境和谐发展的社会责任意识。
学情分析
高二学生具备基础的调查研究、自主学习和逻辑思维能力，同时熟悉短视频、智能 APP等数字化工具，能快速上手AI辅助工具。学生可借助AI完成资料检索、数据处理、图像识别等任务，在小组合作中通过AI协同平台实现跨学科信息共享，提升探究效率。
教学目标
通过AI 工具（如智能检索、数据整合平台）搜集、梳理海南岛生物多样性保护
相关资料，概述生物多样性的内涵与价值，探寻破坏原因，形成社会责任意识与爱家乡情怀。
结合东寨港红树林考察，运用AI物种识别、生态模拟工具深化对生物与环境协同
进化的认知，理解生物多样性对生态系统稳定性的作用，树立进化与适应、稳态与平衡的生命观念。
通过“小液滴法测定植物叶片水势”实验，借助AI 数据处理工具（如曲线生成、
差异分析功能）探秘红树耐盐机制，提升科学思维与实验探究能力。
以AI 协同平台支撑地理、化学、生物跨学科研究，促进综合素养提升与创新能
力培养。
重难点：
1通过AI 工具（如智能检索、数据整合平台）搜集、梳理海南岛生物多样性保护相关资料，概述生物多样性的内涵与价值，探寻破坏原因，形成社会责任意识与爱家乡情怀。
2结合东寨港红树林考察，运用AI物种识别、生态模拟工具深化对生物与环境协同进化的认知，理解生物多样性对生态系统稳定性的作用，树立进化与适应、稳态与平衡的生命观念。
教学设计思路
以 2024 年国际生物多样性日海南生态展示为情境导入，依托AI工具贯穿“四维探究”：
1.内涵探析：AI图像识别+数据分类，具象化生物多样性三层级。
2.价值探秘：AI地图分析、物种识别、实验数据可视化，赋能东寨港红树林跨学科研究。
3.原因探讨：AI大数据可视化+动态模拟，直观呈现生物多样性丧失的关键因素。
4.措施探索：AI生态模拟+案例检索，优化保护方案设计与论证。
教学过程
教学过程 教师活动 学生活动 设计意图
视频导入 2024年国际生物多样性宣传活动在海南省五指山市举行。活动中展现了海南各地生态文明建设成果和生物多样性保护，展现海南各地的“生态之美、环境之美、人文之美”。下面请同学们观看一段视频，了解一下海南丰富的动植物物种，并思考：什么是生物多样性？ 引导学生用AI检索工具（如豆包、必应AI）查询 “海南2024年新增物种记录”，辅助思考“什么是生物多样性？”。 引入课题，AI 检索补充实时数据，激发学生的学习兴趣，为其进一步理解生物多样性概念内涵提供了丰富事实依据。
一、探析生物多样性的内涵 在我们共同居住的地球上，有着多种多样的生物，生物多样性指地球上各种生命的多样性，涵盖所有生命形式。请同学们结合视频，归纳生物多样性的概念。请进一步揣摩生物多样性概念，思考：生物多样性可以分为哪几个层次？图片展示海南岛的热带雨林生态系统、珊瑚礁生态系统、红树林生态系统等 1. 整合信息，总结“生物多样性是生物圈内所有生物、全部基因及各类生态系统的总和”；2. 用AI工具识别生态系统图片中的物种，统计各类群数量；3. 结合AI生成的统计图表，分析得出“遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性”，理解三者逻辑关系。 通过剖析海南岛上形形色色的生物体，引导学生理解生物多样性的实质及层次。通过AI工具简化物种分类过程，可视化图表帮助学生直观理解生物多样性三层级，深化对实质的认知。
二、探秘生物多样性的价值——以东寨港红树林为例 以东寨港红树林自然保护区为研究对象，开展跨学科的生物多样性研究。1.地理小组：提供东寨港经纬度（110.1-110.9E，19.5-19.9°N），指导用AI地图工具（如ArcGIS 在线版、高德地图API）提取气候（热带季风气候参数）、水文（滩涂面积、海湾风浪数据），生成区位分析报告；2. 生物小组：提供东寨港红树林实地照片（如海莲、红榄李、弹涂鱼），指导用AI物种识别工具确认物种名称，统计物种数量；播放AI生成的 “红树胎生苗生长动态模拟视频”，引导分析 “红树适应环境的方式”；3. 化学小组：开展“小液滴法测定水势” 实验，指导AI数据处理工具（如 Origin 在线版）输入实验数据（不同浓度溶液中小液滴变化），自动生成 “水势-溶液浓度” 曲线，辅助分析耐盐机制；4. 引导各小组通过AI 协同平台共享报告、曲线及分析结果，讨论 “红树林功能体现了哪些生物多样性价值？”。探讨红树林的功能思考：红树林的功能体现了红树林生物多样性的哪些价值？ 1. 地理小组：用AI地图工具获取数据，总结东寨港“水热充足、滩涂广阔、风浪小”的区位优势，分析生境特点；2. 生物小组：AI识别物种并统计多样性，观看AI 模拟视频理解“胎生现象”，结合呼吸根特征归纳适应方式（胎生、呼吸根）；3. 化学小组：通过AI生成的曲线，判断红树水势与溶液浓度的关系，推导“拒盐、泌盐、储盐”耐盐机制；4. 跨小组共享AI处理结果，讨论得出“直接价值（食用、旅游）、间接价值（防风消浪）、潜在价值”。开展实验探究 生物与环境之间是在相互作用、相互影响的过程中协同进化的，调查红树林的地理区位和生境特点，有助于培养学生的进化与适应观。1. AI地图工具提升区位分析精准度，AI模拟让抽象 “胎生” 具象化；2. AI数据处理简化实验计算，聚焦核心逻辑；3. AI协同平台打破跨学科壁垒，高效整合成果。引导学生运用进化与适应观来解释相关生命现象，培养学生分析与解决问题的能力。
三、探讨生物多样性丧失的原因 在海南经济快速发展的进程中，也曾出现了一些破坏生物多样性的现象。图片展示：①东寨港红树林国家级自然保护区违规养殖现象。②海南热带雨林国家公园高速公路穿越段对物种多样性的影响。③2023年11月27日，督察组现场督察使用无人机拍摄，海南热带雨林国家公园258.6亩公益林地被违法开垦。④在历史上海南坡鹿几乎遍布海南岛，可因为人类的大肆捕杀及环境的变化，海南坡鹿数量急剧减少。目前主要分布在大田和邦溪两个自然保护区中。⑤未达标的养殖尾水直接排放入海。建筑垃圾随意倾倒现象频发，破坏生态环境现象。⑥目前，海南共发现了395种外来入侵物种，其中包括44种入侵植物病原生物、87种入侵害虫、252种入侵植物和12种入侵水生动物（视频）。 总结生物多样性丧失的原因。生存环境破坏，导致某些物种的栖息地丧失和碎片化。掠夺式利用，包括过度采伐、滥捕乱猎，这是物种生存受到威胁的重要原因。环境污染外来物种入侵 让学生了解生物多样性破坏的原因，树立在经济发展同时关注生态环境保护的观念，从而形成人与自然和谐发展的生命理念。
四、探索保护生物多样性的措施 如何保护生物多样性，避免生物多样性丧失呢？就地保护是对生物多样性最有效的保护。播放海口塔市海虫草基地生态修复视频，指导用AI 生态模拟工具（如 NetLogo 在线版）输入“建立保护区”“海虫草种植”“立法管控”三种方案，模拟5年后红树林面积、物种数量变化处理好人与自然的关系，积极开展生态修复，如海口塔市海虫草海水功能农业育种基地开展海虫草种植以改善盐碱地，增加碳汇。（视频播放） 在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及国家公园等。异地保护：建立植物园、动物园以及濒危动植物繁育中心。建立精子库、种子库、基因库，利用生物技术对濒危物种的基因进行保护。用AI工具模拟不同保护方案效果，对比选择最优策略（如“保护区 + 生态修复”组合效果最佳）；加强立法、执法、宣传教育：使每个人都能树立保护生物多样性的意识，自觉形成保护生物多样性的行为和习惯。 AI生态模拟让 “方案-效果” 可预测，提升措施设计科学性；AI检索拓宽思路，融入现代化保护手段，强化社会责任意识。
课后拓展 如何看待日益盛行的“放生”行为？引导学生用AI 辩论助手（如豆包生成辩论提纲、ChatGPT 检索案例） 收集论据：正面案例（合法放生濒危物种）、负面案例（放生巴西龟致生态破坏）、相关法律条文（如《野生动物保护法》）。 课后查阅资料，开展辩论活动。 用AI工具检索 “放生” 相关案例、法律依据；借助AI生成的辩论提纲，分组整理正反方论据，准备课堂辩论。 深入理解保护生物多样性，并形成关注身边热点事件的社会责任。AI工具高效整合论据与案例，降低资料收集难度，聚焦辩论逻辑与表达能力，深化对 “科学保护”的认知。

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