生态工程的基本原理教学设计.doc

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《生态工程的基本原理》 教学设计

北京 101 中学 佘建云

一、指导思想与理论依据

我国高中生物学课程标准（2003）将"认识生物科学和技术的性质，能正确理解科学、
技术、社会之间的关系"列为课程目标之一，在课程理念中倡导"注重与现实生活的联系" 。
教师在教学设计中采用 STS 教学策略，在人们的现实生活经验背景下进行科学教学活动，
贴近社会实际和学生的生活经验，体现了科学教育不仅在于传授科学知识，更是通过对科学
-技术-社会相互作用的问题的探究，培养了解科学技术及其影响、并能进行科学事务决策的
公民。

本教学设计基于以上理念，采用 STS 教学策略中"联系学生的实际生活经验"的小主
题模式，从"将污水倒入学生自己制作的生态瓶"和"教师自己的亲身经历"引入，通过问
题串的形式引导学生通过所学的生物学知识解决现实生活中的问题， 与科学事务的讨论并 参
能做出正确的决策。本教学中，学生有机会将生态系统中所学的知识进行运用，更强调学生
主动构建知识、发展能力并形成正确的情感态度与价值观。

二、教学背景分析

1．课标及教材分析：
本节课要落实的高中生物学课程内容标准是：生物选修 3"现代生物科技专题"中，6.5
"生态工程"这一主题下的"简述生态工程的原理" 节课使用的教材是人教版的选修 3 。本
《第 5 部分 生态工程》中的《生态工程的基本原理》部分，主要内容包括：什么是生态工
程，以及生态工程设计遵循的原理。

2. 学情分析

什么是生态工程以及生态工程设计遵循的原理对于学生来说是陌生的， 需要教师通过一
系列的引导，让学生获得这一生物学原理的理解。学生在学习生态工程之前已经认识了生态
系统，因此，教师在教学过程中应联系学生已有的科学概念，在此基础上建构新的知识。

三、教学目标
通过本节课的学习，学生应能够达到以下目标：
1. 知识目标

l

l
2. 能力目标
l
l
说出生态工程的概念。
通过案例的分析，阐明生态工程设计所遵循的原理。

发展设计生态工程的能力，提高构建模型的能力。
基于问题解决的情境发展分析能力、创造性思维能力和解决问题的能力。

3. 情感态度和价值观目标

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l 关注生态工程，运用生物学原理在科学事务中作出正确的决策。
l 联系生物科学在现实生活中的运用，技术对科学研究的促进作用，认识科学、
技术与社会之间的关系。
四、教学重点和难点

1. 教学重点：生态工程设计遵循的原理。

2. 教学难点：生态工程设计中遵循"物质循环再生，能量的多级利用"原理。

五、教学过程

第一阶段 引入

1． 联系学生日常生活，引起学生学习生态工程的兴趣
教师出示一杯生活污水，试图将污水倒入学生自己制作的生态瓶中，提问学生是否愿
意？学生说出不愿意。教师接着提问如果有人向我们的生活环境中排放污水，你是否愿意？
展示现实生活中 "工厂向长江排放污水""沙尘暴""西南地区的干旱"等图片，让
、 、
学生体会到由于人类不合理的利用生态环境使得自然环境恶化。 由此引发学生思考如何解决
人类的经济利益和自然环境间的矛盾。
2． 创设情境，帮助学生理解生态工程的概念
案例：我的亲身经历

我童年的暑假是在江苏南通的外婆家度过的，那是一个风景如画的小村子，是我童年的乐

园。外婆家屋后有一条清澈美丽的小河，夏日里荷花盛开，偶尔能看到戏水的小鱼游来游去。

我大学的暑假又一次来到外婆家， 可所见的却是另一幅场景。 原本清澈的小河变得污黑混浊，

并不时地散发着阵阵恶臭，里面几乎看不到任何生命的存在。为什么变化如此之大？原来为

了发展经济，村民开始大规模的养猪，猪的粪便没有地方排，就直接排放到这条小河了。

设置问题：你能否根据你知道的生物学原理，给村民提供一些建议帮助他们既保证经济利
益又不破坏自然环境呢？
教师在黑板上画出案例中现状的板书，请学生参照此板书画出改进的图示。

教师指出学生的改进设计遵循了生态工程中"循环经济"的原则，使一个系统产出的污
染物能够称为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，由此引出生态工
程的概念。
第二阶段 生态工程设计遵循的原理

1． 鼓励学生基于案例，建构生态工程设计遵循"物质循环再生，能量多级利用"的概念
设置问题：怎样才能设计出一个优秀的生态工程？在生态工程的设计中应遵循怎样的原
理？请学生以"我外婆家的农村生态系统"为例，尝试按照循环经济的原则进行设计，以图
示的方式在笔记本上画出示意图。

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请一位同学在黑板上完善外婆家现状的物质之间的关系，如上图所示。学生通过对比两
个图形获得生态系统的设计过程中应遵循"物质的循环再生原理" 。
再请学生用不同颜色的笔（下图中用虚线所示）表示此生态系统能量的流动以及人类对
能量的利用，用箭头的方向表示能流的方向。
学生通过自己画图的方式建构设计生态工程时应遵循"能量的多级利用原则" 。
2． 描述内蒙古农民的实例，学生建构生态工程设计遵循"整体性原理"的概念
介绍我国内蒙地区政府出资让农民退耕还草的实例， 学生理解在生态工程的设计中应遵
循整体性原理，考虑自然、经济和社会三者之间的关系。
3． 通过计算机网络连接的类比，学生认识到生态工程设计应遵循"系统学和工程学原理"
介绍计算机网络连接的三种结构图：集中式、环式和分布式，学生体会到在设计过程中
应尽可能的改变、优化结构，使生态系统的功能发挥到最大，同时认识到"污染物是放错了
地方的资源" 。
4． 对比物种单一的生态工程与物种丰富的海洋生态系统，认识设计应遵循"物种多样性"
介绍"三北防护林"生态工程中出现的"辽宁章古台地区的樟子松林的松毛虫害""内 、
蒙、宁夏地区的杨树田牛就将几十亿株杨树毁于一旦" 同时展示海洋生态系统中物种多样， ，
生态系统稳定的实例，学生认识到生态工程的设计中应遵循"物种多样性原理" 。
5． 介绍物种引进的案例，学生认识到设计应遵循"协调与平衡原理"
介绍我国从南美地区引进的西葫芦带来的外来物种入侵，以及西北地区的杨树"杨家
将" ，学生认识到在设计生态工程时应遵循"协调与平衡原理" 。

六、教学反思

我的教学设计主要体现三个理念： 1）联系学生的生活实际，贴近学生的生活让学生产 （
生学习的兴趣。 2）吸引学生从事动脑筋的活动，促进学生的主动思考。 3）让学生获得对
（ （
生态工程核心概念的理解，即认识生态工程设计中遵循的原理。基于这些想法进行的教学设
计，得到了学生的积极反馈，学生通过教师设置的情境获得了对核心概念的理解，并且顺利 的理解了"物质循环再生，能量多级利用"这一重点、难点。在对"能量流动的图示"教学
中也存在少部分的问题讨论的不够彻底充分，应进行进一步的改进。
荆林海老师的点评：
《生态工程》是高中生物学选修 3 的内容，它是生物新课程实施后的新增部分，教学内
容对于教师是全新的，同时这一内容也是学生学习的难点。
佘老师的教学中体现了高中生物课程标准中的"注重与现实生活的联系"的课程理念，
充分关注了现实生活中的例子，如：导入阶段用一杯生活污水和学生设计的生态瓶引入，较
好的引起了学生学习的兴趣， 接着又以自己的亲身经历为情境， 让学生基于情境去思考问题。

教学中所选取的素材深入浅出， "物质循环再生，能量多级利用"的原理是本节内容的
难点，佘老师采用让学生基于情境设计生态工程的方法，先画出该生态工程中物质之间的关 系，全班交流讨论后学生再画出能量的流动，难点的突破非常流畅，学生在逐步的思考过程
中深入理解了这一原理。

教学调动了学生学习的积极性，教师设置的问题能较好的促进学生的思考，学生也积极
思考并乐于表达自己的想法，课堂气氛很活跃。板书的运用充分，设计巧妙，较好的帮助学
生获得了本节的重点内容，突破了难点。
建议教师在处理学生出现争议的问题时的讨论可以再深入一些， 例如能量流动过程为什

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