《生态工程的基本原理》教学设计
一、教学目标
1、简述生态工程的概念；
2、简述生态工程的基本原理。
3、举例说出生态工程建设的实例。
二、教学重点难点
教学重点
1、简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容；
2、尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。
教学难点
尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。
三、教学过程
1、创设生动情境，激活学生学习动机。
教师：讲新课前给同学展示长江流域的洪水照片资料，随着经济建设的快速发展，环境问题也日渐突出。请大家结合生活实际，简要分析洪水给人们的生活带来哪些灾害。
学生：房屋倒塌，土地被淹，造成巨大的经济损伤问题……
教师：刚才大家发言很踊跃，体会很真切，这些是环境破坏的结果，那除了这些环境问题，同学们还能想到哪些环境问题呢？
学生：雾霾、地震、酸雨、冰雪融化……
教师：环境问题很严峻而且有是全球性的，可见，爱护环境，人人有责，那么，如何保护环境呢？
2、引入生态工程的概念
师：1989年联合国会议提出了“可持续发展”的内涵：经济发展不仅要满足当代人的需求，还要不危害后代人的发展能力。旨在解决环境与经济发展协调问题的一门新学科——生态工程应运而生。请同学们阅读课本p105右下角的一段文字，思考“生态工程的操作对象？生态工程的目的？原理？特点？”同学们以小组为单位，进行自主学习和讨论
学生：生态工程的概念：人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而达到自然环境与经济和谐发展的目的。
教师：为什么我们要进行生态工程建设呢？通过下面一个例子我们来了解一下生态工程相比传统经济模式有哪些优点。分析这两幅图的不同点，哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用?
为什么?
学生：图b比图a多了生产者的成分，能量得到充分利用。
教师：图b所示生态系统中流向分解者的能量还有一部分以生活能源的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。可见，生态农业使废物资源化，提高能量转化效率，减少环境污染。与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
3、生态工程的基本原理
教师：为了达到少消耗、多效益、可持续的目的，生态工程建设过程中势需要遵循一定的基本原理
请大家阅读课本p109页，思考我们的祖先如何长时间维持土壤肥力，引出物质循环再生原理。
学生：我们的祖先通过积极种植能够固氮的豆科植物，以及收集一切可能的有机物质，包括人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥、炕土、老墙土以及农产品加工过程中的废弃物等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，施用到农田中，改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤养分加氮、磷、钾及微量元素的循环使用。
教师：“无废弃物农业“是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式。所以生态工程建设过程中要遵循的第一个原理是物质循环再生原理
教师：我们学了物质循环再生的原理，你知道物质循环的主渠道是什么吗？如果食物链过于单一，很可能会使渠道不畅。请大家看p110的资料4，思考下面的问题。为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁于一旦？而珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性？
师生共同总结：物种越丰富，生态系统的自我调节能力越强，生态系统的抵抗力稳定性越强。因此，我们生态工程建设的第二个原理——物种多样性原理。
教师：同学们说得很对，我们在进行生态工程建设时应该遵循物种多样性原理，但是如何选择物种，是不是随意的增加新物种呢？这时候我们还需要考虑生物与环境的协调与平衡。另外，我们能不能为了保护环境，而不顾及农民的收入呢？那我们如何合理地设计生态系统才能全面解决这些问题呢？展示图片资料，请同学们小组合作分析：西北地区
“灰色长城”例子以及如果在西北地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？
学生：两个例子说明生态工程建设过程中要因地制宜，考虑环境的承载力。
教师：也就是说生态工程建设过程中要遵循生物与环境的协调与平衡原理。其实，进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是，要考虑到经济和社会等系统的影响力。另外，社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有着重要影响。请同学们阅读课本P112的一段文字，加深理解生态与经济的关系，只有把生态与经济结合起来，才能从根本上达到造林与护林的目的。可见，自然-社会-经济是一个复合系统，所以生态工程建设过程中还要遵循整体性原理，只有应用整体性原理,才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系，保障生态系统平衡和稳定。同学们阅读课本P112最后两段话，思考生态工程建设过程中还需要遵循什么原理，以计算机网络结构示意图为例，还能举出别的例子吗？小组讨论。
学生：系统学和工程学原理中的系统结构决定功能原理，通过改善和优化系统结构，从而达到功能改善的效果，我国南方的桑基鱼塘也运用了这个原理，达到了高效的利用资源的目的。
教师：生态工程建设过程中在遵循系统学和工程学原理时还要考虑系统整体性原理，比如珊瑚礁形成的高效营养体系，得益于系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+1>2”。同学们还能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗？
学生：豆科作物和固氮菌的共生，固氮菌为豆科作物提供氮素，而豆科作物为其提供能量和其他营养，当把它们分开时，两者的生长都要受到损害。
教师：所以为了维护环境，生态工程建设过程中要遵循以上五大原理。
4、小结：1.生态工程的概念？
2.生态工程的优点？
3.生态工程遵循的原理
1）.物质循环再生原理
2）.生物多样性原理
3）整体性原理
4）生物与环境的协调与平衡原理
5）系统学和工程学原理
① 系统结构决定功能原理
②系统整体性原理
5、板书设计
1.生态工程的概念
2.生态工程的优点
3.生态工程遵循的原理
6、作业：
以农村沼气池的建设为背景资料，调动学生兴趣，布置任务，以小组为单位上网查找“沼气池带来的好处以及应用前景”并写小的综述。
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