生態(tài)項(xiàng)目概念的教學(xué)組織研討范文

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作者：張旭單位：北京市第四中學(xué)

教學(xué)目標(biāo)表述

通過(guò)對(duì)本單元教學(xué)內(nèi)容的組織看出，生態(tài)工程的概念和原理是該單元的主干知識(shí)，揭示原理和生成概念必須以事實(shí)性知識(shí)為例證，在例證分析中促使學(xué)生接受科學(xué)思維訓(xùn)練和體驗(yàn)生物學(xué)價(jià)值。因此，通過(guò)本單元的教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生應(yīng)該達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)是：

1知識(shí)性目標(biāo)描述什剎海水體治理前后的生態(tài)景觀；以什剎海水域恢復(fù)和重建工程為例，簡(jiǎn)述生態(tài)工程遵循的基本原理；在例證分析的基礎(chǔ)上，說(shuō)出生態(tài)工程的特征，從而生成生態(tài)工程的概念。

2技能性目標(biāo)通過(guò)搜集和整理當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)工程建設(shè)的有關(guān)資料，增強(qiáng)信息處理的能力；通過(guò)對(duì)相關(guān)例證的系統(tǒng)分析，揭示生態(tài)工程原理和生成生態(tài)工程概念，增強(qiáng)科學(xué)思維能力；用生態(tài)工程原理有關(guān)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的實(shí)際問(wèn)題做出嘗試性解釋，提高自我的綜合應(yīng)用能力。

3情感、態(tài)度、價(jià)值觀關(guān)注當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)工程對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)與環(huán)境的影響，關(guān)注我國(guó)重大生態(tài)工程的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景，樹立環(huán)境保護(hù)意識(shí)，增強(qiáng)人與生物圈和諧發(fā)展的生態(tài)學(xué)觀念。

教學(xué)過(guò)程的組織

本單元教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)是生態(tài)工程的基本原理，因此，教學(xué)過(guò)程的組織應(yīng)凸顯重要概念。依據(jù)教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)和我校學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對(duì)教學(xué)基本環(huán)節(jié)的安排、教學(xué)過(guò)程的推進(jìn)、教學(xué)模式的選擇大體如圖2。

1用情境材料導(dǎo)入本單元教學(xué)課題教學(xué)起始，向?qū)W生展示太空中俯瞰地球的壯麗景觀與地球上被污染破壞的某些生態(tài)景觀的一組圖片，鮮明的對(duì)比引發(fā)學(xué)生思考：人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)哪些負(fù)面影響，如溫室效應(yīng)、赤潮或水華現(xiàn)象、大氣污染、水土流失、土壤沙化、沙塵暴等諸多問(wèn)題，已經(jīng)威脅到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，從而啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)和治理已是當(dāng)今刻不容緩的一件大事。保護(hù)環(huán)境和治理污染涉及一整套的科學(xué)原理和技術(shù)體系，即生態(tài)工程的原理和技術(shù),由此導(dǎo)入生態(tài)工程原理的教學(xué)過(guò)程。

2呈示什剎海水域治理的相關(guān)資料什剎海距離我校很近，優(yōu)雅的水域生態(tài)景觀對(duì)游人很有吸引力，但是學(xué)生不了解治理前的什剎海生態(tài)狀況，因此，教學(xué)時(shí)教師先向?qū)W生展示什剎海治理前后的生態(tài)景觀圖片資料。20世紀(jì)90年代什剎海發(fā)生的嚴(yán)重水華現(xiàn)象，激發(fā)起學(xué)生強(qiáng)烈的探索欲望，為了促使學(xué)生積極思考和主動(dòng)探究水華現(xiàn)象的發(fā)生原因，進(jìn)一步向?qū)W生提供有關(guān)污染水體富營(yíng)養(yǎng)化的調(diào)查資料（圖3），通過(guò)資料分析學(xué)生明確水質(zhì)污染是發(fā)生水華現(xiàn)象的直接原因，治理水域污染是恢復(fù)和重建什剎海水域良性生態(tài)景觀的關(guān)鍵。學(xué)生對(duì)防治水華現(xiàn)象會(huì)提出一系列措施，充分顯示他們參與社會(huì)決策的主人翁意識(shí)，如提高城市居民的科學(xué)素養(yǎng)，加大控制環(huán)境污染宣傳的力度，加強(qiáng)攔截藍(lán)藻的水上作業(yè)活動(dòng)等。教師在肯定學(xué)生提出具體措施的同時(shí)，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考和討論：如何在減少人力、物力的情況下降低浮游植物的密度？水體中藻類生長(zhǎng)需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能否為我所用？在問(wèn)題的啟發(fā)下，部分學(xué)生又提出養(yǎng)殖以浮游植物為食的水生動(dòng)物，種植人類可以利用的水生植物等方法。在學(xué)生集思廣路和暢所欲言的基礎(chǔ)上，教師展示矩陣水體凈化系統(tǒng)的景觀圖片（圖4），學(xué)生初見此圖感到新鮮和振奮，也激發(fā)他們進(jìn)一步探究的求知欲，迫切期望介紹矩陣水體凈化系統(tǒng)的全部?jī)?nèi)容，從而為引導(dǎo)學(xué)生理解教材打下必要的基礎(chǔ)。

3分析資料，揭示生態(tài)工程原理揭示生態(tài)工程的基本原理是本單元教學(xué)的重點(diǎn)之一。當(dāng)學(xué)生欣賞矩陣水體凈化系統(tǒng)的水面景觀時(shí)，要啟發(fā)學(xué)生思考：矩陣水體凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造和操作過(guò)程，主要是遵循哪些學(xué)科的思想和應(yīng)用那些工程技術(shù)呢？這樣，促使學(xué)生初步領(lǐng)會(huì)生態(tài)工程是以生態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)，應(yīng)用多種自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)、社會(huì)科學(xué)，并相互交叉滲透的一門科學(xué)。為了幫助學(xué)生逐步理解生態(tài)工程設(shè)計(jì)遵循的基本原理，教師依次展示矩陣水體凈化系統(tǒng)的立體示意圖、平面俯視示意圖（圖5）和生態(tài)種植區(qū)模式圖（圖6）。一方面鼓勵(lì)學(xué)生識(shí)圖說(shuō)出圖3～圖6之間的關(guān)系，意識(shí)到生態(tài)工程設(shè)計(jì)方案中滲透著生態(tài)學(xué)原理和系統(tǒng)工程學(xué)原理，另一方面教師結(jié)合圖解向?qū)W生闡明該項(xiàng)生態(tài)工程設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)：一是生態(tài)種植區(qū)的設(shè)計(jì)，遵循著物種多樣共生原理、生物與環(huán)境協(xié)調(diào)平衡原理，食物鏈既是一條物質(zhì)傳遞鏈、能量轉(zhuǎn)化鏈，也是一條價(jià)值增值鏈。二是該系統(tǒng)的工程學(xué)設(shè)計(jì)十分合理，圖中的“生態(tài)種植區(qū)”設(shè)有蔬菜花卉種植的盆基，以及微生物培養(yǎng)的富養(yǎng)基。“水循環(huán)系統(tǒng)”有效地促進(jìn)水體流動(dòng)，“造浪增氧系統(tǒng)”能促進(jìn)有益微生物代謝，將污染物分解成小分子化合物返回?zé)o機(jī)環(huán)境，既做到節(jié)能少排、防治污染，又實(shí)現(xiàn)了區(qū)域良性循環(huán)。三是將社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益融為一體，將生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)與人工調(diào)控有機(jī)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)效益穩(wěn)定增長(zhǎng)和持續(xù)發(fā)展。

教師的講解有所側(cè)重，學(xué)生在觀察和分析相關(guān)設(shè)計(jì)資料之后，提出一些疑問(wèn)：例如，種植蔬菜是供人類食用嗎？微生物富養(yǎng)基是液態(tài)還是固態(tài)？圖中2盞燈的作用是什么？等等，這些問(wèn)題的提出和討論，有助于學(xué)生理解通過(guò)工程技術(shù)將相互本不聯(lián)系的環(huán)或亞系統(tǒng)組分橫向復(fù)合，形成食物網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)資源共享，分層多級(jí)利用物質(zhì)和能量。例如，夜間燈光引誘蛾類落入水體，可供肉食性魚類捕食。在師生共同剖析什剎海水域治理資料的基礎(chǔ)上，督促學(xué)生閱讀課文，找出陳述生態(tài)工程原理的重要概念，或者引導(dǎo)學(xué)生用命題句式將生態(tài)工程遵循的基本原理加以歸納，并填寫在表格中

4引領(lǐng)學(xué)生生成生態(tài)工程的概念所謂生成概念，就是用表達(dá)判斷的句式給生態(tài)工程下定義。至今，生態(tài)學(xué)家尚未給出生態(tài)工程的統(tǒng)一定義，我國(guó)生態(tài)學(xué)家、生態(tài)工程先驅(qū)馬世駿先生（1984）給生態(tài)工程下的定義為：“生態(tài)工程是應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質(zhì)循環(huán)再生原理，結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，結(jié)合系統(tǒng)工程最優(yōu)化方法，設(shè)計(jì)的促進(jìn)分層多級(jí)利用物質(zhì)和能量的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)”。此后進(jìn)一步闡明：“生態(tài)工程的目標(biāo)就是在促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防治環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益同步發(fā)展”（1987）。

讓學(xué)生嘗試給生態(tài)工程下定義是困難的。教學(xué)時(shí)，先鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)議論明確生態(tài)工程概念的內(nèi)涵應(yīng)包含遵循的基本原理和目標(biāo)，確認(rèn)生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)工程學(xué)的基本原理，梳理生態(tài)工程的主要目標(biāo)。然后，展示馬世駿先生給出的生態(tài)工程定義，促使學(xué)生通過(guò)比較深入理解生態(tài)工程概念的內(nèi)涵。

5鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用生態(tài)工程原理實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐是科學(xué)思維過(guò)程的2次飛躍。在上述的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生接受了由感性到理性、由具體到抽象的思維訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)了思維過(guò)程的第1次飛躍，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的科學(xué)原理分析、解釋或解決實(shí)際問(wèn)題，則是實(shí)現(xiàn)思維過(guò)程第2次飛躍的嘗試。運(yùn)用習(xí)得的重要概念解釋或解決實(shí)際問(wèn)題，也是促進(jìn)理解和鞏固知識(shí)的重要手段。

鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用生態(tài)工程原理要循序漸進(jìn)。例如，針對(duì)“物質(zhì)循環(huán)再生原理”，教師可以舉例中國(guó)傳統(tǒng)無(wú)化肥、無(wú)公害的農(nóng)作物種植模式，以及南方的桑基魚塘種植模式，結(jié)合圖片展示出“原料—產(chǎn)品—原料—產(chǎn)品”的物質(zhì)循環(huán)過(guò)程。教學(xué)中，筆者呈示“北京市首個(gè)大型養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣發(fā)電并網(wǎng)成功”的新聞報(bào)道，使學(xué)生感受到遵循科學(xué)原理設(shè)計(jì)、建造和操作的生態(tài)工程，已經(jīng)發(fā)揮巨大的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。有的學(xué)生提出：設(shè)計(jì)沼氣發(fā)電的過(guò)程中，應(yīng)考慮當(dāng)?shù)貧夂蚝铜h(huán)境，同時(shí)兼顧資金投入、科學(xué)監(jiān)管等社會(huì)性問(wèn)題，體現(xiàn)了“協(xié)調(diào)與平衡原理”和“整體性原理”。

在教學(xué)過(guò)程中，筆者曾列舉單一種植的松樹容易受松毛蟲的危害，某些地區(qū)硬性規(guī)定種植的白楊林毀于天牛幼蟲等具體實(shí)例，鼓勵(lì)學(xué)生用生態(tài)學(xué)原理做出科學(xué)解釋，收到較好的教學(xué)效果。還提出：如果重新進(jìn)行校園綠化，你將怎樣設(shè)計(jì)？問(wèn)題的創(chuàng)設(shè)引起學(xué)生的積極討論，既活躍課堂氣氛，又促使學(xué)生主動(dòng)探索，努力實(shí)現(xiàn)學(xué)思結(jié)合與知行統(tǒng)一。在高中生物學(xué)新課標(biāo)精神的引導(dǎo)下，本單元的教學(xué)組織進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的基本活動(dòng)，意圖是通過(guò)學(xué)生主動(dòng)的、多樣化的活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)課程規(guī)定的知識(shí)、能力和情感態(tài)度與價(jià)值觀的教學(xué)目標(biāo)。盡管筆者初次嘗試這種概念和原理的教學(xué)組織，愿與同仁交流、切磋、完善和提高。