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/ 让教学更有效 高效备课 | 生物学科
3.8.1 生态系统的自我调节
一、教学目标
1.生命观念：
（1）通过讨论与分析，理解生态系统能通过自我调节维持相对稳定。
（2）通过调查、收集和交流当地生态系统受到破坏的实例，形成人类活动影响生态系统的观点，理解生态系统的自我调节能力是有一定限度。
2. 科学思维：
通过小组合作，完成讨论、调查、跨学科实践活动，培养学生分析、归纳、总结等思维能力。
3.探究实践：
能通过资料分析、调查等活动，培养学生实践探究能力和小组合作能力。
态度责任：
通过跨学可实践设计并制作较长实践维持平衡的生态瓶，培养学生学会跨学科意识解决实际问题，并认同生态系统的自我调节能力有一定的限度，形成保护生态系统的意识。
二、教学重点和难点
1.教学重点：
生态系统具有一定的自我调节能力。
2.教学难点：
设计并制作能长时间维持平衡的生态瓶。
三、教学设计思路
复习巩固，回顾上一节已学知识。以天保工程作为背景导入，引入生态系统自我调节能力的学习。通过同学之间小组合作讨论不同生态系统通过自我调节维持相对稳定；调查、收集和交流当地生态系统受到破坏的实例，以及跨学科实践设计并制作生态瓶等一系列活动，分得出生态系统通过自我调节维持相对稳定，理解生态系统的自我调节能力是有限的，认识到可以通过人为干预，保护生态系统，维持生态系统的稳定性。
四、教学过程
【课堂导入】
教师讲解：2000年，我国全面启动了天然林资源保护工程（简称天保工程），这是世界上第一个，也是唯一一个以保护天然林为主的生态工程。为什么我国要全面启动天然林资源保护工程呢？
主要实施的保护措施是什么呢？
【新课学习】
学习目标一：生态系统通过自我调节维持相对稳定
教师讲解：森林的过度开采和不合理的耕作方式导致森林植被大量减少，生态环境急剧恶化，水土保持能力减弱，洪涝、旱灾和泥石流等自然灾害频繁发生 。天保工程在限伐、停伐的基础上实施了封山育林，利用天然林的自我调节能力，恢复天然林的生物多样性，增强天然林的生态功能。
教师提问：每个生态系统都和天然林一样具有自我调节能力吗？以非洲大草原为例。
学生描述：旱季的非洲大草原，植物逐渐枯萎，草原鼠类会因为食物缺乏而减少，羚羊、斑马等草食动物会迁往他乡。而雨季的非洲大草原，植物生长繁茂，草原鼠类开始大量繁殖，羚羊、斑马等会回迁。狮、豹等肉食动物也会尾随而来。
教师提问：生态系统能通过自我调节维持相对稳定吗？
展示讨论：生态系统能通过自我调节维持相对稳定吗？
目标：
理解生态系统能够自我调节维持相对稳定。
素材：
1.热带雨林生态系统中，生物种类繁多，食物网结构较复杂，即使其中的某种生物数量减少，该生物的位置也会被其他生物取代，热带雨林生态系统仍然能进行正常的物质循环和能量流动。
2.草原生态系统中，生物种类相对较少，主要为多年生草本植物，食物网结构相对较简单。适度放牧，有利于维持该生态系统的相对稳定。如果过度放牧，就可能破坏食物网，甚至导致草原荒漠化。
学习与评论：
1.分小组研讨素材，讨论热带雨林生态系统与草原生态系统分别是如何维持自然的相对稳定的。
2.比较这两种生态系统中的生物种类及食物网的复杂程度，讨论哪些因素能影响生态系统自我调节的能力。
交流与评价：
各小组交流影响生态系统自我调节能力的因素，并通过相互评价进一步理解生态系统能够通过自我调节维持相对稳定。
学生小组讨论，回答：热带雨林生态系统维持自然相对稳定的方式主要体现在其丰富的生物种类和复杂的食物网结构。因其雨量充沛，终年高温多雨，土壤肥沃，使得热带雨林中生物的种类和数量非常丰富。即使其中的某种生物数量减少，该生物的位置也会被其他生物取代，热带雨林生态系统仍然能进行正常的物质循环和能量流动。草原生态系统中，生物种类相对较少，主要为多年生草本植物，食物网结构相对较简单。如当草食动物数量增加导致草本植物减少时，这种减少会反过来抑制草食动物数量的进一步增加，从而促进草原生产力的恢复，最终使动物数量和草原生态系统的生产力重新达到相对稳定的动态平衡状态 。除此以外，适度放牧，有利于维持草原生态系统的相对稳定。热带雨林生态系统与草原生态系统相比，生物种类繁多、食物网结构复杂，这些因素都会影响生态系统自我调节的能力。
教师提问：通过上述讨论，可以说明哪些问题？
学生讨论总结：生态系统能够通过自我调节抵御或消除一定程度的外界干扰，保持或恢复自身的相对稳定。在受到外界干扰时，不同生态系统表现出不同的自我调节能力。一般来说，生态系统中生物的多样性越丰富，食物链和食物网越复杂，它的自我调节能力就越强，维持相对稳定的能力也就越强。
展示学以致用：比较森林生态系统、草原生态系统、农田生态系统自我调节能力强弱？
学生：自我调节能力从强到弱依次是：森林生态系统、草原生态系统、农田生态系统。
学习目标二：生态系统具有一定的自我调节能力
教师提问：生态系统的自我调节能力是无限的吗？
学生：和弹簧有一定的弹性限度一样，生态系统的自我调节能力也有一定的限度。
追问：影响生态系统自我调节能力的因素有哪些呢？
学生： 自然因素：火山喷发、地震、海啸、洪涝、干旱、泥石流等。人为因素：扩大工程建设、过量使用农药和化肥、过度放牧和砍伐等。
教师讲解：生态系统的自我调节能力有一定的限度。当自然因素或人为因素的干扰超过其自我调节能力时，生态系统就会受到破坏。
教师提问：在你们当地是否也存在生态系统受到破坏的实例呢？
展示调查活动：收集和交流当地生态系统受到破坏的实例
调查：
1.分小组通过查找资料与实地调查的方式，收集当地生态系统受到破坏的实例。
2.各小组分别整理和记录调查到的资料。
交流：
各小组相互交流调查到的当地生态系统受到破坏的实例等信息，形成人类活动影响生态系统的观点。
学生汇报记录的实例调查情况。
教师提问：如何探究生态系统能够较长时间维持平衡呢？下面我们一起来通过制作生态瓶来一起探究吧。
展示跨学科实践：设计并制作能较长时间维持平衡的生态瓶
用生态瓶模拟真实的生态系统，探究生态系统维持相对稳定的原因，需要综合运用生物学、物理、数学、技术和工程学的知识和方法。
跨学科知识和方法引导：1.生态瓶作为一种生态模型，应该体现生态系统的本质特征，如生物成分、非生物环境、系统的自我调节能力等。
2.生物成分的种类和数量、生态瓶的材料和空间大小，以及非生物环境的物质组成和能量来源等，都会影响生态瓶的稳定性和持久性。
3.运用“尺度、比例和数量”“系统与模型”的跨学科概念，仔细观察原理（如一个池塘生态系统），概括其本质特征，结合工程设计原理，设计生态瓶的制作方案。
4.运用“稳定与变化”的跨学科概念，通过控制单一变量，探究其对生态瓶较长时间维持平衡的影响。
实践思考：怎样利用身边的简易材料制作生态瓶？如何能使生态瓶较长实践维持平衡？
实践目标：
1.发展核心素养：能通过控制单一变量，探究生态系统维持相对稳定的原因；理解建模时一种科学思维。
2.理解相关概念：生态系统的自我调节能力有一定的限度。
实践操作：收集资料→方案及分工→计算→绘制设计图→选材→制作生态瓶→定期记录→反思→撰写报告。
展示实践参考装置，并分析实验变量：
学生分析说出实验变量有光、水草、泥土。小组开始设计与实践。
实践思考：
1.生态瓶是如何模拟生态系统的结构与功能的呢？
2.为什么要选择透明度高的玻璃瓶或塑料瓶作为生态瓶的容器？
3.除了光照，还可以确定什么因素为单一变量？
4.如果生态瓶维持平衡的时间比较短，说明实验失败了吗？
学生总结：1、水草模拟的是生产者，光合作用制造氧气和有机物；小鱼模拟的是消费者，消耗氧气；河泥中含有分解者，分解动植物的遗体，光照为生态瓶提供光和能量来源。
2、满足瓶中植物对阳光的需要，提供能量来源；便于观察生物的变化。
3、泥土、植物数量和种类，动物数量和种类等。
4、评价生态瓶的设计制作的主要标准是看生态平衡维持稳定的时间长短。生态平衡维持稳定的时间长，说明生态瓶的设计制作相对成功。但这并不意味着维持时间短就一定代表实验失败，因为生态瓶的稳定性受多种因素影响，如生态瓶内的生物种类与数量、非生物环境的配置、实验条件的控制等 。
归纳总结：生态系统能否维持平衡，不仅与生态系统自身的结构和功能有关，还与外界因素有关。尝试设计生态瓶，探究生态系统受到一定程度破坏后，怎样通过人为干预，使生态系统恢复相对平衡的状态。
【课堂总结】通过本节课的学习，我们了解到生态系统可以通过自我调节维持相对稳定，生态系统的自我调节能力强弱与生物的种类、食物链和食物网的复杂程度有关；生态系统的自我调节能力是有限的，受到自然因素和人为因素的影响。
【课堂练习】
1、荷兰花海里的河流非常清澈，水网密布、水草丰茂，河面上还经常能看到白鹭。要提高一个生态系统的自我调节能力，最有效的方法是（ C ）
A、改变非生物因素
B、减少消费者的数量
C、增加生物的种类和数量
D、减少分解者的数量
2、如表为某科研人员对①、②、③、④四个生态系统中生物种类和数量的调查统计结果，据此可推断自我调节能力最强的生态系统是（　C ）
A、① B、② C、③ D、④
3、下列生态系统中自我调节能力最强的是（ D ）
A、草原生态系统 B、农田生态系统
C、湿地生态系统 D、森林生态系统
4、粘虫在麦田里大量繁殖，造成小麦严重减产。造成该
农田生态系统生态平衡失调的原因可能是（ D ）
A、大量捕杀黄鼬
B、大量捕杀田鼠
C、大量清除杂草
D、青蛙被大量捕捉
五、板书设计
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共30张PPT)
第八章 生态系统的自我调节和生态安全
第1节 生态系统的自我调
第3单元 生物与环境
苏教版(新教材)生物七年级下册
通过讨论与分析，理解生态系统能通过自我调节维持相对稳定。
通过调查、收集和交流当地生态系统受到破坏的实例，形成人类活动影响生态系统的观点，理解生态系统的自我调节能力是有一定限度。
学习目标
教学重点
01
生态系统具有一定的自我调节能力。
教学难点
02
设计并制作能长时间维持平衡的生态瓶。
教学重点难点
生物圈
多种类型
生态系统
生物圈是地球上最大的生态系统
范围
组成：地球上所有的生物和非生物环境。
复习巩固
课堂导入
2000年，我国全面启动了天然林资源保护工程（简称天保工程），这是世界上第一个，也是唯一一个以保护天然林为主的生态工程。
为什么我国要全面启动天然林资源保护工程呢？
主要实施的保护措施是什么呢？
一、生态系统通过自我调节维持相对稳定
森林的过度开采和不合理的耕作方式导致森林植被大量减少，生态环境急剧恶化，水土保持能力减弱，洪涝、旱灾和泥石流等自然灾害频繁发生 。
封山育林
利用天然林的自我调节能力，恢复天然林的生物多样性，增强天然林的生态功能。
探究新知
一、生态系统通过自我调节维持相对稳定
旱季的非洲大草原
植物逐渐枯萎，草原鼠类会因为食物缺乏而减少，羚羊、斑马等草食动物会迁往他乡。
雨季的非洲大草原
植物生长繁茂，草原鼠类开始大量繁殖，羚羊、斑马等会回迁。狮、豹等肉食动物也会尾随而来。
每个生态系统都和天然林一样具有自我调节能力吗？
生态系统能通过自我调节维持相对稳定吗？
一、生态系统通过自我调节维持相对稳定
讨 论
生态系统能通过自我调节维持相对稳定吗？
目标：
理解生态系统能够自我调节维持相对稳定。
素材：
1.热带雨林生态系统中，生物种类繁多，食物网结构较复杂，即使其中的某种生物数量减少，该生物的位置也会被其他生物取代，热带雨林生态系统仍然能进行正常的物质循环和能量流动。
2.草原生态系统中，生物种类相对较少，主要为多年生草本植物，食物网结构相对较简单。适度放牧，有利于维持该生态系统的相对稳定。如果过度放牧，就可能破坏食物网，甚至导致草原荒漠化。
一、生态系统通过自我调节维持相对稳定
讨 论
生态系统能通过自我调节维持相对稳定吗？
学习与评论：
1.分小组研讨素材，讨论热带雨林生态系统与草原生态系统分别是如何维持自然的相对稳定的。
2.比较这两种生态系统中的生物种类及食物网的复杂程度，讨论哪些因素能影响生态系统自我调节的能力。
交流与评价：
各小组交流影响生态系统自我调节能力的因素，并通过相互评价进一步理解生态系统能够通过自我调节维持相对稳定。
一、生态系统通过自我调节维持相对稳定
问题1：热带雨林生态系统与草原生态系统分别是如何维持自然的相对稳定的？
热带雨林生态系统
热带雨林生态系统维持自然相对稳定的方式主要体现在其丰富的生物种类和复杂的食物网结构。因其雨量充沛，终年高温多雨，土壤肥沃，使得热带雨林中生物的种类和数量非常丰富。即使其中的某种生物数量减少，该生物的位置也会被其他生物取代，热带雨林生态系统仍然能进行正常的物质循环和能量流动。
一、生态系统通过自我调节维持相对稳定
草原生态系统
草原生态系统中，生物种类相对较少，主要为多年生草本植物，食物网结构相对较简单。如当草食动物数量增加导致草本植物减少时，这种减少会反过来抑制草食动物数量的进一步增加，从而促进草原生产力的恢复，最终使动物数量和草原生态系统的生产力重新达到相对稳定的动态平衡状态 。
除此以外，适度放牧，有利于维持草原生态系统的相对稳定。
一、生态系统通过自我调节维持相对稳定
问题2：比较这两种生态系统中的生物种类及食物网的复杂程度，讨论哪些因素能影响生态系统自我调节的能力？
热带雨林生态系统
草原生态系统
VS
生物种类繁多
生物种类较少
食物网结构复杂
食物网结构简单
一、生态系统通过自我调节维持相对稳定
问题3：通过上述讨论，可以说明哪些问题？
1、生态系统能够通过自我调节抵御或消除一定程度的
外界干扰，保持或恢复自身的相对稳定。
2、在受到外界干扰时，不同生态系统表现出不同的自我调节能力。一般来说，生态系统中生物的多样性越丰富，食物链和食物网越复杂，它的自我调节能力就越强，维持相对稳定的能力也就越强。
一、生态系统通过自我调节维持相对稳定
学以致用
比较森林生态系统、草原生态系统、农田生态系统
自我调节能力强弱？
森林生态系统 草原生态系统 农田生态系统
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二、生态系统具有一定的自我调节能力
和弹簧有一定的弹性限度一样，生态系统的自我调节能力也有一定的限度。
生态系统的自我调节能力是无限的吗？
影响生态系统自我调节能力的因素有哪些呢？
自然因素
火山喷发
地震
海啸
二、生态系统具有一定的自我调节能力
洪涝
干旱
泥石流
人为因素
扩大工程建设
过量使用农药
过量使用化肥
二、生态系统具有一定的自我调节能力
过度砍伐
过度放牧
生态系统的自我调节能力有一定的限度。当自然因素或人为因素的干扰超过其自我调节能力时，生态系统就会受到破坏。
二、生态系统具有一定的自我调节能力
调 查
收集和交流当地生态系统受到破坏的实例
调查：
1.分小组通过查找资料与实地调查的方式，收集当地生态系统受到破坏的实例。
2.各小组分别整理和记录调查到的资料。
交流：
各小组相互交流调查到的当地生态系统受到破坏的实例等信息，形成人类活动影响生态系统的观点。
在你们当地是否也存在生态系统受到破坏的实例呢？
二、生态系统具有一定的自我调节能力
各小组汇报记录的实例调查情况：
生态系统类型 破坏因素 生态系统受到破坏的实例
河流生态系统 污水、垃圾 河里看不到鱼，河边没有鸟，水体发黑
二、生态系统具有一定的自我调节能力
跨学科实践
设计并制作能较长时间维持平衡的生态瓶
用生态瓶模拟真实的生态系统，探究生态系统维持相对稳定的原因，需要综合运用生物学、物理、数学、技术和工程学的知识和方法。
二、生态系统具有一定的自我调节能力
跨学科知识和方法引导
1.生态瓶作为一种生态模型，应该体现生态系统的本质特征，如生物成分、非生物环境、系统的自我调节能力等。
2.生物成分的种类和数量、生态瓶的材料和空间大小，以及非生物环境的物质组成和能量来源等，都会影响生态瓶的稳定性和持久性。
3.运用“尺度、比例和数量”“系统与模型”的跨学科概念，仔细观察原理（如一个池塘生态系统），概括其本质特征，结合工程设计原理，设计生态瓶的制作方案。
4.运用“稳定与变化”的跨学科概念，通过控制单一变量，探究其对生态瓶较长时间维持平衡的影响。
二、生态系统具有一定的自我调节能力
实践思考：
怎样利用身边的简易材料制作生态瓶？如何能使生态瓶较长实践维持平衡？
实践目标：
1.发展核心素养：能通过控制单一变量，探究生态系统维持相对稳定的原因；理解建模时一种科学思维。
2.理解相关概念：生态系统的自我调节能力有一定的限度。
实践操作：
收集资料→方案及分工→计算→绘制设计图→选材→制作生态瓶→定期记录→反思→撰写报告。
二、生态系统具有一定的自我调节能力
实验装置参考：
泥土
散射光下
水草
光
二、生态系统具有一定的自我调节能力
实践思考：
1.生态瓶是如何模拟生态系统的结构与功能的呢？
2.为什么要选择透明度高的玻璃瓶或塑料瓶作为生态瓶的容器？
3.除了光照，还可以确定什么因素为单一变量？
4.如果生态瓶维持平衡的时间比较短，说明实验失败了吗？
水草模拟的是生产者，光合作用制造氧气和有机物；小鱼模拟的是消费者，消耗氧气；河泥中含有分解者，分解动植物的遗体，光照为生态瓶提供光和能量来源。
满足瓶中植物对阳光的需要，提供能量来源；便于观察生物的变化。
泥土、植物数量和种类，动物数量和种类等。
评价生态瓶的设计制作的主要标准是看生态平衡维持稳定的时间长短。生态平衡维持稳定的时间长，说明生态瓶的设计制作相对成功。但这并不意味着维持时间短就一定代表实验失败，因为生态瓶的稳定性受多种因素影响，如生态瓶内的生物种类与数量、非生物环境的配置、实验条件的控制等 。
二、生态系统具有一定的自我调节能力
迁移与运用
生态系统能否维持平衡，不仅与生态系统自身的结构和功能有关，还与外界因素有关。尝试设计生态瓶，探究生态系统受到一定程度破坏后，怎样通过人为干预，使生态系统恢复相对平衡的状态。
知识总结
生态系统的自我调节
生态系统通过自我调节维持相对稳定
生态系统具有一定的自我调节
关系
生物多样性、食物量和食物网复杂程度
影响
自然因素：
火山喷发、地震、海啸、洪涝、干旱、泥石流等。
人为因素：
扩大工程建设、过量使用农药和化肥、过度放牧和砍伐等。
1、荷兰花海里的河流非常清澈，水网密布、水草丰茂，
河面上还经常能看到白鹭。要提高一个生态系统的自我
调节能力，最有效的方法是（ ）
A、改变非生物因素
B、减少消费者的数量
C、增加生物的种类和数量
D、减少分解者的数量
课堂检测
C
生态系统的自我调节能力与生物种类、食物链和食物网有关。
2、如表为某科研人员对①、②、③、④四个生态系统中生物种类和数量的调查统计结果，据此可推断自我调节能力最强的生态系统是（　　）
A、① B、② C、③ D、④
C
物种1 物种2 物种3 物种4 物种5 物种6 物种7
① 0 90 0 0 30 30 40
② 200 350 0 0 30 0 40
③ 150 250 100 800 40 30 1
④ 300 200 0 0 0 0 50
生物种类最丰富
3、下列生态系统中自我调节能力最强的是（ ）
A、草原生态系统 B、农田生态系统
C、湿地生态系统 D、森林生态系统
4、粘虫在麦田里大量繁殖，造成小麦严重减产。造成该
农田生态系统生态平衡失调的原因可能是（ ）
A、大量捕杀黄鼬
B、大量捕杀田鼠
C、大量清除杂草
D、青蛙被大量捕捉
D
生物种类、食物链和食物网最复杂。
D

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