资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 生物学 年级 高二 学期 春季
课题 生态工程的基本原理
教科书 书 名：生物学 选择性必修2 生物与环境 教材 出版社：人民教育出版社
教学目标
1. 结合筼筜湖生态恢复案例，概述生态工程的概念，关注生态工程的建设，认同生态工程建设对可持续发展具有重要意义。 2. 分析筼筜湖生态恢复的相关资料，概述生态工程的基本原理，说出自生、循环、协调和整体原理的主要内容。 3. 尝试运用生态工程的原理分析生态环境问题，提出合理化建议。 4. 通过对筼筜湖生态恢复工程的分析，感悟“绿水青山就是金山银山”等生态文明理念，提高参与生态文明建设的责任感。
教学重难点
教学重点： 1. 生态工程的基本原理。
教学难点： 1. 生态工程的基本原理。
教学过程
环节一：创设情境，导入新课，总结生态工程的概念，关注生态工程建设。 任务1：观看筼筜湖视频资料，思考回答问题。
1、导致筼筜港变成臭水湖的主要原因是什么？筼筜湖环境恶化可能给当地生产生活带来什么影响？ 2、从筼筜港到臭水湖反映出经济发展模式存在什么问题？ 教师：展示问题，启发思考。指导学生阅读教材“关注生态工程建设”的内容并总结生态工程的概念。 学生：从视频资料中获取信息，讨论并回答问题。阅读教材，在教师引导下概述生态工程的概念、目的和特点。 设计意图：从学生熟悉的生态工程案例着手，引导学生关注可持续发展和生态工程建设，帮助学生建立生态工程的概念。 环节二：利用筼筜湖生态恢复工程实例，挖掘生态工程的四个基本原理。 从臭水湖到“城市会客厅”，筼筜湖生态恢复就是生态工程的生动缩影。生态工程是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，以生态系统的自组织、自我调节能力为基础，遵循自生、协调、循环、整体等生态学基本原理。 自生 任务2：分析资料1和资料2，思考回答问题。 「资料1」筼筜湖1.6平方公里水域面积需承担市区37平方公里流域的防洪排涝任务，雨季雨水的冲刷将沿湖污染物、泥沙带入湖区。由于筼筜湖湖道狭长，湖水流速慢，水体缺氧，水中污染物、泥沙容易沉降、堆积于湖底，增加底泥淤积量和污染程度。湖水氮、磷营养盐含量偏高，呈现富营养化，容易爆发赤潮。 以上资料根据赵佳懿论文《厦门筼筜湖生态修复技术策略研究》整理 1、针对筼筜湖面临的问题，如何创造有益于生物生长、发育、繁殖的条件？ 2、为了降低筼筜湖富营养化程度，选择种植的植物应具备什么特点？ 3、如何证明所选择的水生植物能够降低湖水富营养化并抑制赤潮微藻生长？请设计实验方案，写出实验思路，并预期结果。 「资料2」筼筜湖生态工程建设中，重点开展湖区生态修复：红树林湿地建设——在湖区沿岸的滩涂上引种秋茄、白骨壤等红树林植物；生态浮床技术——在湖面上利用生态浮床技术种植盐角草和海马齿等耐盐草本植物；大型海藻修复——在湖底培植细基江蓠、龙须菜等底栖大型海藻。 三项生态修复技术是联系的、统一的。依靠红树林初步净化水质并减少泥沙进入湖区水体，然后依靠生态浮床促进泥沙沉降，进一步吸收氮、磷营养盐，同时给大型海藻提供一个减少泥沙附着的保障，有利于其生长，进而有利于依靠大型海藻减轻湖水富营养化程度、抑制赤潮发生。 经过治理，筼筜湖区游泳生物由极度耐污的攀鲈鱼1种，增加至63种以上，浮游动物73种，底栖生物14种，累计发现鸟类95种，水环境生态改善成效显著。 以上资料根据赵佳懿论文《厦门筼筜湖生态修复技术策略研究》整理 4、分析湖区引进的植物的生态位差异，这样布设多种植物组分有什么优点？对湖区动物有什么影响？生态系统的稳定性是否改变？ 教师：讲授自组织、自生的概念，引导学生分析资料，讨论问题，深入体会自生原理。指导学生阅读教材“自生”内容，结合筼筜湖生态恢复工程实例，归纳总结遵循自生原理的生态工程的措施。 学生：分析资料，讨论并回答问题。阅读教材，明确自生的概念。 设计意图：创设真实的问题情境，引导学生利用已学知识解决问题，深入理解自生原理，在问题解决的过程中，提升实验探究能力，训练科学思维、发展稳态与平衡观。 【过渡】展示厦门市翔安区的沿海滩涂被互花米草入侵的图片，设问：在筼筜湖生态修复工程中，引进的生物除了要有较强的污染物净化能力，还要具备什么条件？ （二）协调 任务3：阅读课本“协调”内容，结合资料3，讨论并回答问题。 「资料3」2022年9月，福建省政府办公厅印发《福建省互花米草除治攻坚行动方案》，力将动员全省力量，清除互花米草。互花米草原产于北美东海岸，于1979年引入我国东南沿海种植，用于抵御台风、保滩护岸。然而，互花米草扩张速度快，能够迅速形成单一植被群落，侵占红树植物等本土植物的生存空间。地下根系盘根错节，土壤板结，不利于蟹类、贝类等栖息，候鸟也失去了立足之地与食物来源，潮间带生物多样性降低，形成“绿色沙漠”。 1、阅读课本“协调”内容，结合以上资料，分析在生态工程中引进生物时要考虑什么问题？并针对筼筜湖生态恢复工程提出合理建议。 教师：引导学生分析违反“协调”原理的案例及其引发的后果，得出生态工程要遵循协调原理。 学生：讨论问题，结合所学生态学知识对筼筜湖生态恢复工程提出建议。 设计意图：通过对失败案例的分析，总结出生态工程要遵循协调原理。学以致用，对筼筜湖生态恢复工程提出合理建议，加深对协调原理的理解。 【过渡】遵循协调原理，筼筜湖进行湿地植被恢复时，引进了秋茄、白骨壤等本土红树品种，这些红树植物长势良好，郁郁葱葱。那么，当你被这片城市中心的红树林吸引的时候，你是否留意到了红树脚下的滩涂？ （三）循环 任务4：观看视频“清淤筑岸”，思考回答问题： 1、结合筼筜湖“清淤筑岸”的治理方针，谈谈如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？ 2、应用循环原理，在传统“无废弃物农业”的基础上，增设沼气池、食用菌等对物质能量进行更充分的利用。利用箭头文字将所给项目联系起来，尝试构建“现代生态农业”的物质循环再生模型。 教师：引导学生思考讨论问题，概述循环原理，分析“无废弃物农业”中物质循环过程。 学生：思考讨论问题，在理解的基础上应用循环原理构建“现代生态农业”的物质循环再生模型。 设计意图：基于真实案例，利用所学知识对“污染物是放错地方的资源”的观点进行辨析，培养科学思维，发展物质与能量观。从“无废弃物农业”到现代生态农业，感悟中华民族古老智慧与现代科学发展成就。通过模型建构，深入理解循环原理。 【过渡】展示图片“筼筜湖边最大的一株自生乔木——朴树”，讲述：为了留住这株筼筜湖边最大的自生乔木，人们选择“向树低头”，践行“尊重自然、顺应自然、保护自然”的生态文明理念。可见生态工程建设中要处理好人与自然的关系。 （四）整体 任务5：分析资料4，思考回答问题。 「资料4」从1988年颁布的《筼筜湖管理办法》，到2020年实施《厦门经济特区筼筜湖区保护办法》，厦门市先后修订颁布多部法规，为筼筜湖治理护航。从1984年至今开展了五期综合整治和正本清源项目，投入资金40多亿元。在全国首创“市民湖长”模式，充分调动广大市民参与湖区保护。 筼筜湖的有效治理，显著改善周围的居住和营商环境，2021年，筼筜湖周边第三产业实现营收1597.6亿元。筼筜湖片区逐渐发展成为厦门市标志性的行政、金融、商贸、旅游、居住中心。 根据厦门生态环境公众号文章《守正创新 筼筜蝶变》整理 除了自然生态系统的规律外，还有什么因素影响筼筜湖生态恢复工程建设？除了生态环境效益，筼筜湖生态恢复工程建设还产生了哪些效益？
教师：引导学生思考讨论问题，说出整体原理的主要内容。 学生：分析资料、讨论问题，在教师引导下概述整体原理。 设计意图：通过分析资料，体会人与自然和谐发展的重要性，理解整体原理，领悟系统观。 环节三：课堂总结 由于不合理开发利用，筼筜港变成臭水湖，经过生态工程建设，筼筜湖蝶变“城市会客厅”。筼筜湖生态恢复是“绿水青山就是金山银山”理念的生动实践。结合筼筜湖生态恢复案例，学习了生态工程的概念、目的、特点，了解了生态工程建设的必要性。通过分析案例中遵循的原则，总结出生态工程的四个原理——自生、协调、循环、整体。需要注意的是，4个原理不是孤立的，建设不同类型的生态工程时可能有所侧重，但一般需要综合考虑。 “生态兴则文明兴”，当前我国正处于生态文明建设的关键时期，应用生态工程原理，开展生态工程建设，将助力我们描绘“美丽中国”新画卷。 设计意图：总结提升，联系生态工程建设与生态文明建设，倡导践行“绿水青山就是金山银山”的理念，提高建设美丽中国的责任感。

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