周小建

[摘 要]結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)的基本知識，構(gòu)建“創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入→引導(dǎo)自主探究→指導(dǎo)生態(tài)實(shí)踐”的案例探究教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)出“生態(tài)工程的基本原理”，并應(yīng)用于解決實(shí)際的問題。

[關(guān)鍵詞]生態(tài)工程 基本原理 教學(xué)過程 教學(xué)反思

[中圖分類號] G633.91[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 16746058（2016）140114

一、 教學(xué)過程

1. 巧用道歉視頻，創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入

播放馮小剛導(dǎo)演，葛優(yōu)、李小璐、鄭愷、白百何主演的2014年賀歲片《私人訂制》最后一段“向大自然道歉”視頻。學(xué)生觀看視頻，教師依次提出下列問題，引發(fā)學(xué)生思考分析：（1）四位主角為什么要向大自然道歉？（學(xué)生：霧霾天氣頻發(fā)、森林亂砍濫伐、煤炭過度開采、生態(tài)環(huán)境污染等問題都與人類的不當(dāng)活動有關(guān)）（2）這些問題的背后又折射出怎樣的問題？（學(xué)生：人口快速增長的壓力、生產(chǎn)生活及經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需等導(dǎo)致人類對資源的不合理開發(fā)與利用，由此引起的生態(tài)惡化和環(huán)境污染，充分暴露出傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的弊端，難以可持續(xù)發(fā)展。）（3）解決上述問題的有效途徑是什么？（教師：建設(shè)生態(tài)工程，就是指人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原理和方法，通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組裝，對已破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建，對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展，從而促進(jìn)人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。與一般的傳統(tǒng)工程相比，生態(tài)工程具有少消耗、多效益、可持續(xù)的特點(diǎn)。）

2.運(yùn)用模型構(gòu)建，引導(dǎo)學(xué)生自主探究

[案例1]出示“石油農(nóng)業(yè)”模式圖。教師：“石油農(nóng)業(yè)”模式是以美國為代表的西方經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家的高投入、高產(chǎn)出的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化模式，由于需要大量使用石油作為原料或動力而得名。該農(nóng)業(yè)模式對解決糧食需求和提高糧食產(chǎn)量起到重要作用，但同時(shí)由于其高能耗、高污染，使糧食品質(zhì)和安全不斷下降，難以可持續(xù)發(fā)展。解決這一問題的有效途徑之一就是要發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。

介紹“傳統(tǒng)生態(tài)農(nóng)業(yè)”模式。教師：“無廢棄物農(nóng)業(yè)”模式是我國古代最早、最生動的一種生態(tài)工程模式。請同學(xué)們利用所給的項(xiàng)目繪制“無廢棄物農(nóng)業(yè)”的物質(zhì)和能量流動圖，可分組討論、交流與合作。在學(xué)生討論出現(xiàn)疑惑的地方時(shí)，教師應(yīng)協(xié)助學(xué)生解答，以完成概念圖的模型構(gòu)建。

根據(jù)上述模型構(gòu)建活動，教師提出以下思考問題：上述“無廢棄物農(nóng)業(yè)”模式的突出優(yōu)勢是什么？（回答：充分利用廢棄物中的能量，通過物質(zhì)的循環(huán)利用和能量的多級利用，實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化，達(dá)到無廢棄物生產(chǎn)，減少環(huán)境污染。）進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)出“物質(zhì)循環(huán)再生原理”。

引出“現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)”模式。教師：上述“無廢棄物農(nóng)業(yè)”模式是我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一，但已無法滿足人們對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。在上述傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)上，可增設(shè)沼氣池、蘑菇等環(huán)節(jié)更好地利用物質(zhì)能量。請同學(xué)們自主構(gòu)建，完成下列“現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)”的物質(zhì)和能量流動圖。

[案例2]出示“純樟子松林、珊瑚礁區(qū)”圖片。教師：我國“三北防護(hù)林”取得了巨大的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，但最初進(jìn)行林帶建設(shè)時(shí)，單一種植的樟子松林遇松毛蟲害大量毀壞死亡；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？這是為什么呢？

學(xué)生：純樟子松林的生物多樣性低，食物鏈短而簡單，缺少松毛蟲的天敵，而成片單一的林木又為其提供了豐富的食物來源，因而導(dǎo)致樹林的大量毀壞死亡。珊瑚礁區(qū)的生物多樣性高，食物鏈復(fù)雜，不同的生物占據(jù)不同的生態(tài)位，通過食物鏈關(guān)系互相依存，充分利用了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了很好的物質(zhì)循環(huán)和能量流動。

教師：從上述正面和反面的實(shí)例，你能得出怎樣的結(jié)論？

學(xué)生：進(jìn)行植樹造林等生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，必須要考慮生物的多樣性，只有保持生態(tài)系統(tǒng)較高的生物多樣性，才能維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定和平衡。（歸納總結(jié)出“物種多樣性原理”）

[案例3]出示“灰色長城、水葫蘆瘋長、草原過度放牧”圖片。教師：“三北防護(hù)林”的西北防護(hù)林早期栽種不適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的楊樹林，導(dǎo)致“綠色”長城變成“灰色”長城。江蘇、上海和浙江三省市交界孕育吳越的美麗太湖。近年來，由于富營養(yǎng)化促使太湖水體中水葫蘆和藻類瘋長，并導(dǎo)致魚蝦等水生生物大量死亡，給水生生態(tài)系統(tǒng)造成極大危害。如果在西北草原地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認(rèn)為應(yīng)該注意什么問題？

學(xué)生：西北畜牧養(yǎng)殖應(yīng)該注意牲畜數(shù)量不能超過草地的承載量（環(huán)境容納量）；針對公共草地的過度放牧問題，應(yīng)該實(shí)行草地承包，調(diào)動個(gè)人的管理積極性，減少過度放牧現(xiàn)象。另外，可以在有條件的地方，人工種植牧草，增加牧草產(chǎn)量。

教師：從上述3個(gè)實(shí)例，你能得出怎樣的結(jié)論？

學(xué)生：進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，要處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡問題，要栽種適宜樹種，要考慮生物數(shù)量不能超出環(huán)境承載量。（歸納總結(jié)出“協(xié)調(diào)與平衡原理”）

教師：進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，更要整體考慮經(jīng)濟(jì)和社會等的影響力。例如，進(jìn)行林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，一方面要號召農(nóng)民種樹，另一方面要考慮貧困地區(qū)農(nóng)民的糧食、燒柴以及收入等生活問題。如果農(nóng)民的生計(jì)得不到保證，隨時(shí)會發(fā)生“前面造林，后面砍林”的現(xiàn)象。這體現(xiàn)了什么原理？

學(xué)生：整體性原理。

[案例4]出示“四位一體”農(nóng)業(yè)生態(tài)工程模式圖。教師：“四位一體”生態(tài)農(nóng)業(yè)是我國北方典型的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，它以沼氣為紐帶，將沼氣池、豬禽舍、廁所、蔬菜栽培與日光溫室有機(jī)組合在一起，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、資源高效利用融為一體。圖3為“四位一體”農(nóng)業(yè)生態(tài)工程模式及物質(zhì)和能量流動圖。

教師：上述“四位一體”農(nóng)業(yè)生態(tài)工程模式及物質(zhì)和能量流動圖體現(xiàn)了哪些生態(tài)工程基本原理？

學(xué)生：物質(zhì)循環(huán)再生原理、協(xié)調(diào)與平衡原理等。

教師：除此以外，該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)還體現(xiàn)了系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理，如通過增加環(huán)節(jié)，改變和優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間的結(jié)構(gòu)，達(dá)到改善系統(tǒng)功能的目的。這體現(xiàn)了什么原理？

學(xué)生：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功能原理。

教師：上述“四位一體”農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系。只有這樣，才能順利完成物質(zhì)、能量、信息等的轉(zhuǎn)換和流通，并且實(shí)現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果，即“1+1>2”。這又體現(xiàn)了什么原理？

學(xué)生：系統(tǒng)整體性原理。

3.利用所學(xué)知識，指導(dǎo)生態(tài)實(shí)踐

教師：蘇州太湖湖濱濕地生態(tài)恢復(fù)工程建設(shè)是蘇州市生態(tài)文明建設(shè)十大工程中非常重要的一項(xiàng)工程。近年來，由于圍湖造田、圍湖養(yǎng)殖、過度旅游開發(fā)和環(huán)太湖大堤建設(shè)等不當(dāng)干擾，以及片面追求湖濱帶的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)

而忽視其生態(tài)功能和美學(xué)價(jià)值，已造成蘇州太湖湖濱帶水位變幅增大、環(huán)境惡化、局部水域富營養(yǎng)化等較為嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。為此，以蘇州太湖國家旅游度假區(qū)湖濱濕地為對象，運(yùn)用現(xiàn)代生態(tài)學(xué)及生態(tài)工程學(xué)的基本理論與基本技術(shù)，進(jìn)行了蘇州太湖國家旅游度假區(qū)湖濱帶濕地生態(tài)恢復(fù)及生態(tài)重建工程。請大家結(jié)合生態(tài)工程的基本原理，并通過討論，完成下列表格（表1）。

教師總結(jié)：隨著生態(tài)工程建設(shè)的不斷推進(jìn)，但愿我們的生態(tài)盛景能像唐代著名詩人張志和的詞《漁歌子》中所描述的“西塞山前白鷺飛，桃花流水鱖魚肥。青箬笠，綠蓑衣，斜風(fēng)細(xì)雨不須歸”。

二、教學(xué)反思

1.教學(xué)主線構(gòu)建：由傳統(tǒng)化走向新穎化

本節(jié)課的課堂教學(xué)主線設(shè)計(jì)分為三個(gè)基本環(huán)節(jié)，即“創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入→引導(dǎo)自主探究→指導(dǎo)生態(tài)實(shí)踐”，貫穿設(shè)置一系列問題串，將各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)點(diǎn)彼此串連成線，實(shí)現(xiàn)交融共生，有效突破重難點(diǎn)，進(jìn)而形成比較成熟的、完整的、流暢的課堂教學(xué)思路，以有序進(jìn)行和實(shí)施課堂教學(xué)活動，收到了較好的教學(xué)效果。

2.教學(xué)活動設(shè)計(jì)：由單一化走向多元化

在課堂教學(xué)中，精心設(shè)計(jì)了具有情境性、探索性、啟發(fā)性、互動性、創(chuàng)造性等特征的學(xué)生主體活動，如構(gòu)建模型、討論交流、分析思考、處理表格等，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性；促使學(xué)生在學(xué)習(xí)中自覺歸納、總結(jié)得出生態(tài)工程的基本原理，培養(yǎng)學(xué)生自主探究、歸納推理的能力。同時(shí)將多媒體教具和課堂多元活動有效整合起來，全方位地開展課堂教學(xué)，這已成為課堂改革和課程研究深化的必然趨勢。

3.理論聯(lián)系實(shí)際：有效滲透三維目標(biāo)

在實(shí)現(xiàn)知識目標(biāo)和能力目標(biāo)的同時(shí)，有效滲透情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)，通過聯(lián)系實(shí)際，及結(jié)合貼近生活的一些案例，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行積極思考與討論，并應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題，進(jìn)而增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識，樹立可持續(xù)發(fā)展觀念。最后提出倡議：積極實(shí)施生態(tài)文明建設(shè)，讓物質(zhì)循環(huán)再生，使能量多級利用，進(jìn)而恢復(fù)藍(lán)天白云本來的面貌！

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1]劉義友.“生態(tài)工程基本原理”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)生物學(xué)，2009（12）：38-39.

[2]馮育青.蘇州太湖湖濱濕地生態(tài)恢復(fù)模式與對策[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009（5）：129.

（責(zé)任編輯 黃春香）