高中生物 5_1 生態(tài)工程的基本原理教案 新人教版選修31

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生態(tài)工程的基本原理 1. 教學目標 1.簡述生態(tài)工程的概念,關注生態(tài)工程的建設。 2.簡述生態(tài)工程的原理,舉例說出各原理的內容。 3.嘗試運用生態(tài)工程原理,分析生態(tài)環(huán)境問題及解決對策。 2. 教學重點/難點 重點:生態(tài)工程的基本原理。 難點:生態(tài)工程的系統(tǒng)學和工程學原理。 3. 教學用具 4. 標簽 教學過程 【導入】看圖思考 課件]展示P105專題題圖 [問題]你覺得本專題題圖有什么寓意? 學生思考后,教師引導回答。通過師生共同分析以引起同學的思考,引導學生進入本專題的學習。 [閱讀]生態(tài)工程的概念:人類應用生態(tài)學和系統(tǒng)學等學科的基本原理和方法,通過系統(tǒng)設計、調控和技術組裝,對已破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復、重建,對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產方式進行改善,并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產力,從而促進人類社會和自然環(huán)境和諧發(fā)展。 [點撥](1)涉及的學科包括生態(tài)學和系統(tǒng)學;(2)運用到的技術手段或方法有系統(tǒng)設計、調控和技術組裝;(3)最終目的是促進人類社會和自然環(huán)境和諧發(fā)展。 [閱讀]《科技探索之路──生態(tài)工程的興起》給學生呈現了生態(tài)工程的興起過程。 [歸納](1)經濟的不當發(fā)展對環(huán)境的破壞;(2)解決經濟發(fā)展與環(huán)境問題的根本原則是循環(huán)經濟;(3)實現循環(huán)經濟的重要手段之一是生態(tài)工程。 【講授】關注生態(tài)工程建設 資料1 展示P107資料圖片 [討論]導致1998年長江洪水泛濫的主要原因是什么? 洪災的發(fā)生反映出經濟發(fā)展模式存在什么問題? 資料2展示相應圖片 [討論]你對“石油農業(yè)”是如何理解的? “石油農業(yè)”的生產模式應當怎樣改進? [師講]傳統(tǒng)經濟模式正在毀壞資源,消耗地球贈給我們的自然資本,為了實驗可持續(xù)性發(fā)展,經濟發(fā)展必須符合生態(tài)學規(guī)律,走生態(tài)經濟之路。 [問題]什么是生態(tài)經濟? [生答]主要是通過實行“循環(huán)經濟”原則,使一個系統(tǒng)產生出的污染物,能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的生產原料,從而實現廢棄物的資源化,而實現循環(huán)經濟最重要的手段之一是生態(tài)工程。 【講授】生態(tài)工程所遵循的基本原理 (1)物質循環(huán)再生原理 [實例]無廢棄物農業(yè) [問題]物質循環(huán)再生原理的含義是什么? [生答]生態(tài)系統(tǒng)中, 生物借助能量的不停流動, 一方面不斷地從自然界攝取物質并合成新的物質, 另一方面又隨時分解為原來的簡單物質, 即所謂“再生”, 重新被系統(tǒng)中的生產者植物所吸收利用, 進行著不停頓的物質循環(huán)。 [總結]物質能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中,進行區(qū)域小循環(huán)和全球地質大循環(huán),循環(huán)往復,分層分級利用,從而達到取之不盡、用之不竭的效果。 (2)物種多樣性原理 資料分析:展示P110資料分析圖 [問題]為什么樟子松林的松毛蟲會肆虐,幾十億株楊樹會毀于一旦?而珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng)分稀少的深海中,保持著很高的生物多樣性? [提示]純樟子松林、楊樹林的生物多樣性低,食物鏈短而單調,缺少松毛蟲、天牛的天敵,而成片單一的林木又為其提供了豐富的食物來源,因而會導致了樹林的毀壞。 珊瑚礁區(qū)的生物多樣性高,食物鏈復雜,不同的生物占據了不同的時間位、空間位和資源位,因而充分利用了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境。例如,氮、磷等養(yǎng)分就能夠在該區(qū)生物體間充分地循環(huán)利用而很少流出系統(tǒng)外。 [總結]生態(tài)系統(tǒng)的成分越單純,營養(yǎng)結構越簡單,自動調節(jié)能力就越小,抵抗力就越低;反之,抵抗力就越高。物種多,復雜生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性高。 (3)協調和平衡原理 資料分析:展示P111資料分析圖 [總結]生態(tài)系統(tǒng)的生物數量不能超過環(huán)境承載力的限度。 (4)整體性原理 [問題]整體性原理和含義是什么? 實例:在進行林業(yè)工程建設時,一方面要號召農民種樹,另一方面要考慮貧困地區(qū)的生活問題,如糧食、燒柴及收入等。 [總結]整體指社會-經濟-自然復合而成的巨大系統(tǒng)。是指我們在生態(tài)工程設計和建設時要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律還需要考慮經濟和社會系統(tǒng)的影響.只有把生態(tài)與經濟和社會有機地結合起來,才能從根本上達到建設生態(tài)工程的目的。 (5)系統(tǒng)學和工程學原理 ①系統(tǒng)的結構決定功能原理:生態(tài)工程需要考慮系統(tǒng)內部不同組分之間的結構,通過改變和優(yōu)化結構,達到改善系統(tǒng)功能的目的,即要通過改善和優(yōu)化系統(tǒng)結構改善功能。 實例:我國南方水網地區(qū)的?；~塘。 ②系統(tǒng)整體性原理:系統(tǒng)各組分間要有適當的比例關系,使得能量、物質、信息等的轉換和流通順利完成,并實現總體功能大于各部分之和的效果,即“1+1>2”。 實例:能保持高系統(tǒng)生產力的珊瑚礁。 [小結](1)生態(tài)工程的基本原理 [提示]①生態(tài)工程的建設應遵循以上五個原理,但不同的生態(tài)系統(tǒng)遵循的原理可以不同。 ②生態(tài)工程建設的目的就是遵循自然物質循環(huán)的規(guī)律,充分發(fā)揮資源的生產潛力,防止環(huán)境污染,達到經濟效益和生態(tài)效益同步發(fā)展。 ③生態(tài)工程具有少消耗、多效益、可持續(xù)的特點。 [類比]整體性原理和系統(tǒng)整體性原理的比較 整體性原理指社會、經濟、自然三方面協調統(tǒng)一,保障整個系統(tǒng)的穩(wěn)定與平衡。如林業(yè)建設中自然系統(tǒng)、社會與經濟系統(tǒng)的關系問題,即種樹的同時考慮經濟收入、糧食、燃料等問題。 系統(tǒng)整體性原理指整體大于部分之和,目的是保持系統(tǒng)有很高的生產力,具體的說指互利共生的生物體現系統(tǒng)整體性原理,如藻類和珊瑚蟲、大豆和根瘤菌、地衣植物中藻類和真菌等。 課堂小結 本節(jié)內容中涉及系統(tǒng)學、工程學的原理學生理解起來很困難。但是不要在此處反復纏繞,本身不是中學生物的主干內容,通過類比和實例略作解釋,學生能整體把握就好。讓學生意識到生態(tài)工程的復雜性,是多學科交叉的系統(tǒng)工程