生态项目概念的教学组织研讨范文

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作者：张旭单位：北京市第四中学

教学目标表述

通过对本单元教学内容的组织看出，生态工程的概念和原理是该单元的主干知识，揭示原理和生成概念必须以事实性知识为例证，在例证分析中促使学生接受科学思维训练和体验生物学价值。因此，通过本单元的教学活动，学生应该达到的预期目标是：

1知识性目标描述什刹海水体治理前后的生态景观；以什刹海水域恢复和重建工程为例，简述生态工程遵循的基本原理；在例证分析的基础上，说出生态工程的特征，从而生成生态工程的概念。

2技能性目标通过搜集和整理当地生态工程建设的有关资料，增强信息处理的能力；通过对相关例证的系统分析，揭示生态工程原理和生成生态工程概念，增强科学思维能力；用生态工程原理有关社会、经济和生态环境协调发展的实际问题做出尝试性解释，提高自我的综合应用能力。

3情感、态度、价值观关注当地生态工程对当地经济与环境的影响，关注我国重大生态工程的发展趋势和应用前景，树立环境保护意识，增强人与生物圈和谐发展的生态学观念。

教学过程的组织

本单元教学内容的重点是生态工程的基本原理，因此，教学过程的组织应凸显重要概念。依据教学内容及目标和我校学生的学习情况，对教学基本环节的安排、教学过程的推进、教学模式的选择大体如图2。

1用情境材料导入本单元教学课题教学起始，向学生展示太空中俯瞰地球的壮丽景观与地球上被污染破坏的某些生态景观的一组图片，鲜明的对比引发学生思考：人类社会和经济的发展给生态环境带来哪些负面影响，如温室效应、赤潮或水华现象、大气污染、水土流失、土壤沙化、沙尘暴等诸多问题，已经威胁到社会、经济和生态环境的协调发展，从而启发学生认识到环境保护和治理已是当今刻不容缓的一件大事。保护环境和治理污染涉及一整套的科学原理和技术体系，即生态工程的原理和技术,由此导入生态工程原理的教学过程。

2呈示什刹海水域治理的相关资料什刹海距离我校很近，优雅的水域生态景观对游人很有吸引力，但是学生不了解治理前的什刹海生态状况，因此，教学时教师先向学生展示什刹海治理前后的生态景观图片资料。20世纪90年代什刹海发生的严重水华现象，激发起学生强烈的探索欲望，为了促使学生积极思考和主动探究水华现象的发生原因，进一步向学生提供有关污染水体富营养化的调查资料（图3），通过资料分析学生明确水质污染是发生水华现象的直接原因，治理水域污染是恢复和重建什刹海水域良性生态景观的关键。学生对防治水华现象会提出一系列措施，充分显示他们参与社会决策的主人翁意识，如提高城市居民的科学素养，加大控制环境污染宣传的力度，加强拦截蓝藻的水上作业活动等。教师在肯定学生提出具体措施的同时，进一步引导学生思考和讨论：如何在减少人力、物力的情况下降低浮游植物的密度？水体中藻类生长需要的营养物质能否为我所用？在问题的启发下，部分学生又提出养殖以浮游植物为食的水生动物，种植人类可以利用的水生植物等方法。在学生集思广路和畅所欲言的基础上，教师展示矩阵水体净化系统的景观图片（图4），学生初见此图感到新鲜和振奋，也激发他们进一步探究的求知欲，迫切期望介绍矩阵水体净化系统的全部内容，从而为引导学生理解教材打下必要的基础。

3分析资料，揭示生态工程原理揭示生态工程的基本原理是本单元教学的重点之一。当学生欣赏矩阵水体净化系统的水面景观时，要启发学生思考：矩阵水体净化系统的设计、建造和操作过程，主要是遵循哪些学科的思想和应用那些工程技术呢？这样，促使学生初步领会生态工程是以生态学为基础，应用多种自然科学、技术科学、社会科学，并相互交叉渗透的一门科学。为了帮助学生逐步理解生态工程设计遵循的基本原理，教师依次展示矩阵水体净化系统的立体示意图、平面俯视示意图（图5）和生态种植区模式图（图6）。一方面鼓励学生识图说出图3～图6之间的关系，意识到生态工程设计方案中渗透着生态学原理和系统工程学原理，另一方面教师结合图解向学生阐明该项生态工程设计的亮点：一是生态种植区的设计，遵循着物种多样共生原理、生物与环境协调平衡原理，食物链既是一条物质传递链、能量转化链，也是一条价值增值链。二是该系统的工程学设计十分合理，图中的“生态种植区”设有蔬菜花卉种植的盆基，以及微生物培养的富养基。“水循环系统”有效地促进水体流动，“造浪增氧系统”能促进有益微生物代谢，将污染物分解成小分子化合物返回无机环境，既做到节能少排、防治污染，又实现了区域良性循环。三是将社会效益、经济效益和生态效益融为一体，将生态系统自我调节与人工调控有机结合，从而实现效益稳定增长和持续发展。

教师的讲解有所侧重，学生在观察和分析相关设计资料之后，提出一些疑问：例如，种植蔬菜是供人类食用吗？微生物富养基是液态还是固态？图中2盏灯的作用是什么？等等，这些问题的提出和讨论，有助于学生理解通过工程技术将相互本不联系的环或亚系统组分横向复合，形成食物网络，促进资源共享，分层多级利用物质和能量。例如，夜间灯光引诱蛾类落入水体，可供肉食性鱼类捕食。在师生共同剖析什刹海水域治理资料的基础上，督促学生阅读课文，找出陈述生态工程原理的重要概念，或者引导学生用命题句式将生态工程遵循的基本原理加以归纳，并填写在表格中

4引领学生生成生态工程的概念所谓生成概念，就是用表达判断的句式给生态工程下定义。至今，生态学家尚未给出生态工程的统一定义，我国生态学家、生态工程先驱马世骏先生（1984）给生态工程下的定义为：“生态工程是应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理，结构与功能协调原则，结合系统工程最优化方法，设计的促进分层多级利用物质和能量的生产工艺系统”。此后进一步阐明：“生态工程的目标就是在促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到经济效益与生态效益同步发展”（1987）。

让学生尝试给生态工程下定义是困难的。教学时，先鼓励学生通过议论明确生态工程概念的内涵应包含遵循的基本原理和目标，确认生态学和系统工程学的基本原理，梳理生态工程的主要目标。然后，展示马世骏先生给出的生态工程定义，促使学生通过比较深入理解生态工程概念的内涵。

5鼓励学生应用生态工程原理实践、认识、再实践是科学思维过程的2次飞跃。在上述的教学过程中，学生接受了由感性到理性、由具体到抽象的思维训练，实现了思维过程的第1次飞跃，学生运用所学的科学原理分析、解释或解决实际问题，则是实现思维过程第2次飞跃的尝试。运用习得的重要概念解释或解决实际问题，也是促进理解和巩固知识的重要手段。

鼓励学生运用生态工程原理要循序渐进。例如，针对“物质循环再生原理”，教师可以举例中国传统无化肥、无公害的农作物种植模式，以及南方的桑基鱼塘种植模式，结合图片展示出“原料—产品—原料—产品”的物质循环过程。教学中，笔者呈示“北京市首个大型养殖场沼气发电并网成功”的新闻报道，使学生感受到遵循科学原理设计、建造和操作的生态工程，已经发挥巨大的社会效益、经济效益和生态效益。有的学生提出：设计沼气发电的过程中，应考虑当地气候和环境，同时兼顾资金投入、科学监管等社会性问题，体现了“协调与平衡原理”和“整体性原理”。

在教学过程中，笔者曾列举单一种植的松树容易受松毛虫的危害，某些地区硬性规定种植的白杨林毁于天牛幼虫等具体实例，鼓励学生用生态学原理做出科学解释，收到较好的教学效果。还提出：如果重新进行校园绿化，你将怎样设计？问题的创设引起学生的积极讨论，既活跃课堂气氛，又促使学生主动探索，努力实现学思结合与知行统一。在高中生物学新课标精神的引导下，本单元的教学组织进一步加强学生的基本活动，意图是通过学生主动的、多样化的活动，实现课程规定的知识、能力和情感态度与价值观的教学目标。尽管笔者初次尝试这种概念和原理的教学组织，愿与同仁交流、切磋、完善和提高。