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視頻標簽：生態工程,基本原理
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：高中生物人教版選修3專題5生態工程5.1生態工程的基本原理-湖北
教學設計、課堂實錄及教案：高中生物人教版選修3專題5生態工程5.1生態工程的基本原理-湖北省 - 黃石
教學目標
1.知識目標
(1)簡述生態工程的概念;
(2)簡述生態工程的原理,舉例說出各原理的內容;
(3)嘗試運用生態工程原理分析生態環境問題及解決策略。
2.能力目標
(1)搜索整合信息的能力;(2)分析問題解決問題能力;(3)合作交流能力。
3.情感態度價值觀
(1)關注生態工程建設;
(2)初步形成物質循環利用,生物多樣性等觀點,樹立可持續發展的觀念;
(3)注重理論聯系實際。
2學情分析
1.已有知識與能力和情感
具備一定的生態學知識基礎,如物質循環和能量流動圖的分析以及群落的特征和結構的相關知識。具有資料分析和整合能力,具備上網搜索信息和信息初加工的能力。學生認同全球化的生態環境問題需要全球合作解決,但是對于解決的措施并不明確,這也是本節課要解決的問題。
2.存在困難及問題
大部分學生缺少知識概括的完整性,知識之間的邏輯性,語言表達的準確性。
3.學生非智力因素對學習的影響分析
學生更關注于身邊的生態工程案例,對于開放性的問題學生更傾向于小組討論,減少自身的壓力,同時得到組員的幫助和教師的鼓勵會使他們更熱衷于參與到學習中來。
4.應對策略
情境的創設盡量具有沖擊力、說服力、本土化,激發學生學習興趣,通過自主學習、合作學習和交流,提高學生的語言表達能力,使其更能全面的概括和總結。教師啟發式教學,提高學生回答問題的邏輯性。通過具體的實例,可以讓學生將“可持續發展的觀念”內化。
3重點難點
1.重點
(1)生態工程的基本原理;(2)生態工程的概念。
2.難點
(1)搜集資料,形成方案;(2)生態工程原理的應用。
4教學過程
4.1第一學時
4.1.1教學活動
活動1【導入】新 課 導 入
師:展示黃石創衛宣傳片視頻,同學們,前四章我們著眼于微觀世界的精細操作——基因工程、細胞工程、胚胎工程,在追求科技進步的同時我們提醒自己科技是把雙刃劍,要注意其安全性和對社會倫理的沖擊,我們要改造自然更要尊重自然規律。今天我們要學習的專題,看看我們在發展經濟的同時,人類對宏觀的生態環境有怎樣的影響,在視頻中,你可以看出黃石在生態治理方面取得了哪些成績?還有那些沒來得及治理影響黃石美景的地方,需要我們共同關注?請大家以小組為單位進行討論,并選代表發言。
展示廢棄礦區、工業生產區,污染物處理等圖片。
師:這些歷史遺留問題都是黃石為了發展經濟而付出的沉重代價。如何修復和重建遭到破壞的生態系統呢?如何改善這些造成環境污染的傳統的生產方式呢?今天我們以袁倉煤礦廢棄地生態工程改造為例,來學習生態工程的原理,為家鄉的發展貢獻上我們自己的力量。
活動2【活動】一、關注生態工程的建設
提到生態工程,我們固有的思維就是植樹造林,現在改造袁倉煤礦廢棄地,我們是不是種點草,栽點樹就可以達到治理的目的?為什么?說出你的理由
生態工程改造是一個系統工程,下面我們以班級為單位,成立袁倉煤礦廢棄地生態工程治理工程綜合治理公司,下設四個工程部,分別分管地質改造和土壤改良、植被選擇和栽種、居民生活經濟建設、污染治理等事項,分發部門工程改造任務清單,各組閱讀桌面材料,搜尋借鑒與任務相匹配的資料,QQ分組討論后形成部門工作方案并制作簡要課件展示,說明部門改造思路及遵循的原理。教師分發任務清單,巡回指導學生如何搜集整理資料,如何制作匯報方案和課件。
學生思考,討論,得出治理工程需要考慮的環節:地質改造、和土壤改良、植被選擇和栽種、居民生活安置、污染物的處理等。學生形成印象大致基于以下幾點:1、廢棄地土壤破環嚴重,煤矸石裸露,不適合植物生長;2、當地居民都以短工或者廢棄煤礦資源為生,生活相對困難,會加劇環境的破環;3、地下巖層破壞挖掘堆放,重金屬超標,易滑坡,安全隱患大,同時微生物群破壞,分解能力差;4、居民安頓后生活會形成二次污染。
活動3【活動】二、生態工程的基本原理
學生分組,確定組員分工,用電腦搜尋資料,QQ討論取舍材料,小組形成治理初步方案,并制作展示課件2-3張。
地質改造和土壤改良工程部匯報展示如下:
袁倉地質土壤現狀為煤矸石堆積成山,平地被煤灰覆蓋,廢棄礦井較深,不適合住居和種植。
我們組計劃對礦區進行功能劃分切割,將破損山體形成的危巖、峭巖及陡坡加固,對于廢棄露天采礦場內殘留的石壩、石崗應進行清除,低凹坑進行回填,露天采石場和部分淺采場用于種植區域進行疏松、通氣、透水的砂壤覆蓋,施基肥、殺菌、防治病蟲及草害。凹陷露天采石場用于漁業養殖或者垃圾填埋場所處進行防滲處理,建立排水溝與環山坡砌筑的防洪排水溝。我們將請教專業的工程技術部門,用系統學和工程學的原理,開發和改造袁倉煤礦廢棄區域的地質地貌,與功能區域劃分相協調。
植被選擇和栽種工程部:
袁倉煤礦廢棄區現有植被為自然生長的少數雜草和耐貧瘠的灌木生長,絕大部分裸露。在地質改造和土壤改造的基礎上,我們部計劃分四個階段進行:第一階段種植耐貧瘠速成的先鋒植物如梧桐、楊樹、刺槐等,改良土壤并吸收污染物;第二個階段種植黃石本地鄉土灌木和喬木,綠化環境;第三個階段引進觀賞樹木,發展果樹種植業;第四個階段拓展種植產業,發展農業,漁業、草藥、林業并舉的植被創收,由于黃石地處溫帶濕潤氣候,南北植物均可種植,選擇適合本地生長的植物類型,根據不同地形地貌,選擇適合的品種種植,盡量使品種多樣化,增加生態系統穩定性,運用了協調與平衡原理、物種多樣性原理、系統整體性原理。
居民生活經濟安置工程部:
袁倉煤礦廢棄礦區居民基本以打零工為生。我們組計劃在植被恢復后,建立農、牧、林、漁、畜共存的多樣化經濟體系,建立物質能夠循環和能量多級利用的經濟模式,安置居民就業,增加居民收入,經濟體系如圖:
改體系利用了物質循環再生原理、協調平衡原理,整體性原理。
污染治理組工程部匯報:
袁倉煤礦廢棄礦區污染主要為水污染、土壤污染、生活垃圾和工業垃圾污染。
水質污染通過水質凈化,隔離污水排放解決。土壤污染通過物理、化學、生物方法降解改良;生活垃圾工業垃圾可建立沼氣工程,利用物質循環再生原理,實現了物質和能量的多級利用,大大促進了以農、牧、畜結合為中心的多種經營,實現了無廢棄物的生產體系。
經過緊張有序的忙碌,我們的工作初具成效,下面請各部門匯報各自的研究成果,主要從現狀、設想、效果、原理四個方面說明,其余組結合自己的方案質疑提問,匯報組再完善自己的計劃。
師生共同討論,得出結論:袁倉煤礦廢棄礦區區域的規劃發展分為4個階段。
第一階段,生態基礎重構。首先對水土流失嚴重、生態結構脆弱的邊坡進行修復,通過儲水、滲灌、留土、填溝等一系列措施使區域滿足植物生長的基本條件。同時,對大量煤矸石堆放區進行凈化復墾處理,經過處理單元的初步凈化,先鋒植被得以快速生長并吸收污染物。
第二階段,生態結構發展。邊坡生態環境進一步優化,煤矸石山復墾土壤進一步凈化,大量鄉土灌木、喬木開始生長,植物群落不斷完善。山體剝離面上層的綠化工作開始進行。水質改善措施同步展開,逐步構建三級凈化系統,同時濕地植物快速發展,當地鳥類、魚類、哺乳動物開始繁衍生息,生物鏈初步形成。
第三階段,生態體系完善,景觀介入。隨著土壤改良、水質凈化、生態多樣性逐漸恢復,此時可對完成生態修復作用的各類設施進行改造,對工業遺跡整合設計,對文化遺產保護利用,發展具有當地特色及經濟、觀賞價值的果樹林木,形成多樣的景觀空間。
第四階段,經濟、生態、文化綜合發展。第一產業(包括農業、林業、草藥業等)和第三產業(包括旅游業、創意文化產業、相關服務業等)穩步健康發展,生態環境質量進一步提升,當地產業文化得到有效保護、利用和發揚,跨越多領域的景觀體系構建完成。舒適宜人的生態環境和整體設計的景觀體系為旅游觀光、采摘體驗、休閑娛樂、水上活動、戶外運動、文化展示、科普教育、交流貿易等各類活動的發生創造了積極條件。
活動4【活動】三、生態工程的概念（小結）
經過全班同學的共同努力,袁倉煤礦廢棄礦區的改造初具雛形,在我們辛勤的勞動中,請你思考:
1、生態工程與傳統的生產方式相比,優點有哪些?
2、建立生態工程的目的是什么?
3、生態工程建設中,用到了哪些學科知識?用到了哪些基本原理?
4、請用自己的語言,歸納生態工程的概念。
5、通過本節課的學習,你有什么體會?
對概念進行分解,加深理解。學生把新概念同化到已有的認知結構中。以學生已有知識為支點,概念的形成水到渠成。學習內容回顧,強化記憶,梳理知識脈絡。
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
