人教版选择性必修二《人与环境》4.3.1生态工程的基本原理教学设计

人教版选择性必修二《人与环境》4.3.1生态工程的基本原理教学设计教材分析《生态工程的基本原理》是人教版选择性必修二《人与环境》的第三节，是模块“生物与环境”知识的延伸和应用，也是生态工程的核心内容。包括关注生态工程的建设和生态工程的基本原理两部分内容。学情分析1.已有知识与能力和情感具备一定的生态学知识基础，如物质循环和能量流动图的分析以及群落的特征和结构的相关知识。具有资料分析和整合能力,具备上网搜索信息和信息初加工的能力。学生认同全球化的生态环境问题需要全球合作解决，但是对于解决的措施并不明确,这也是本节课要解决的问题。.存在困难及问题大部分学生缺少知识概括的完整性,知识之间的逻辑性,语言表达的准确性。.学生非智力因素对学习的影响分析学生更关注于身边的生态工程案例，对于开放性的问题学生更倾向于小组讨论，减少自身的压力，同时得到组员的帮助和教师的鼓励会使他们更热衷于参与到学习中来。4.应对策略情境的创设尽量具有冲击力、说服力、本土化，激发学生学习兴趣,通过自主学习、合作学习和交流,提高学生的语言表达能力，使其更能全面的概括和总结。教师启发式教学,提高学生回答问题的逻辑性。通过具体的实例,可以让学生将“可持续发展的观念”内化。教学目标1、生命观念（1）简述生态工程的概念，（2）简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容2、科学探究、科学思维尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。3、社会责任（1）树立可持续发展的观念。学生发表意见，找出生活中存在的环境生态等问题展示废弃矿区、工业生产区,污染物处理等图片。师:这些都是为了发展经济而付出的沉重代价。作为一个农业大市，平度在农业发展的同时用到了大量的化肥农药同时也伴随着秸秆焚烧等等污染环境的行为，这样的农业生产方式我们称为石油农业课堂探究一阅读课本并思考1.“石油农业”，因何而得名？又有什么优缺点？2.该农业中过量的使用化肥,如果化肥进入水体会造成什么危害？过量使用的农药又会有什么危害？3.对于改进石油农业你能提出哪些措施呢？如何修复和重建遭到破坏的生态系统呢？如何改善这些造成环境污染的传统的生产方式呢?今天我们以平度的田庄石墨矿矿废弃地生态工程改造为例，来学习生态工程的原理,为家乡的发展贡献上我们自己的力量。【活动】一、关注生态工程的建设资料呈现：石墨的酸化高碳生产多数采用氢氟酸法或酸碱法，生产中使用大量的氢氟酸、硫酸或盐酸等化学物质，对周围环境和地下水质造成污染 平度市田庄镇潘家庄村民曲先生拨打H4转大众网反映，该村东面有一石墨矿常年开采，放炮炸矿震得村里的房屋墙体出现裂痕，不少地方“山皮”被挖开，植被遭到破坏，裸露的岩石留有被大型机械挖掘的痕迹，这些矿坑成为青山绿水间一个个刺眼的“伤疤”，化工气味呛得村民全都不敢开窗，地下水污染严重，矿厂排放的有害气体经常导致周围庄稼大面积绝产，村里的养殖户家禽大面积死亡，全村的饮用水只能从外面购买。平度田庄镇潘家庄的村民，给生活在线打来电话，说他们用村后的地下水灌溉小麦，竟然出现了死苗现象。部分居民反映，当地人做过估算，石墨厂附近土地平均每公顷玉米地比其他地方少产近2吨；当地种植的木耳，很容易腐烂，有些根本长不大。“记者从田庄镇政府了解到，不光潘家庄，田庄镇和附近几个乡镇的部分村庄，地下水也出现了污染情况 地下水的污染不是一朝一夕，如今截断源头，也只能保证水质不再继续恶化，要想完全恢复，恐怕需要几年甚至几十年的时间 ”“原木肥沃的农田，建成尾矿坝后就变成了沙漠，太可惜了。”萝北县云山林场职工赵江曾经是当地一个尾矿坝的看护员，他说，按照规定，石墨企业要建尾矿坝，用于收集石墨生产的废水和废渣。当地有些尾矿坝占用的是农田,而尾矿内的淤积工业废料含有化学物质，不适合植物生长，因此废弃的尾矿库就如同沙漠一样荒凉。探究活动二：.传统的开采模式有哪些弊端？.如何改进造成环境污染的传统的开采模式？.在废弃矿区实行生态修复，着力解决的问题有哪些？提到生态工程和生态修复，我们固有的思维就是植树造林,现在改造田庄石墨矿废弃地,我们是不是种点草,栽点树就可以达到治理的目的?为什么？说出你的理由生态工程改造是一个系统工程，下而我们以班级为单位,成立田庄石墨矿废弃地生态工程治理工程综合治理组，下设四个工程部,分别分管地质改造和土壤改良、植被选择和栽种、居民生活经济建设、环境污染治理等事项，分发部门工程改造任务清单,各组借鉴课本生态工程原理及实例相关信息，阅读桌面提供材料包,搜寻借鉴与任务相匹配的资料,分组讨论后形成部门工作方案并形成大体思路，说明部门改造思路及遵循的原理。学生方案形成大致基于以下几点：1、废弃地土壤破环严重,矿区岩石裸露,不适合植物生长；2、当地居民都以短工或者废弃石墨矿资源为生,生活相对困难,会加剧环境的破环;3、地下岩层破坏挖掘堆放,重金属超标，易滑坡,安全隐患大，同时微生物群破坏,分解能力差；4、居民安顿后生活会形成二次污染。【活动】二、生态工程的基本原理探究活动三：.各小组阅读资料包，借鉴课本生态工程原理及实例相关信息，讨论完成本组改造项目的初步方案（包括改造措施、效果草图、遵循的生态工程相关原理，并能对原理进行基本解释）。（10-15分钟）地质土壤治理小组:主要为石墨堆积、塌陷地、矿区闲置地。主要任务为地形平整特殊隔离，重建表层土，改良土壤植被恢复小组：现有植物主要为零星杂草和矮小灌木，绝大部分地方裸露，无植被覆盖。循环经济发展规划小组：废弃矿区居民基本以零工为生，无法耕作缺乏体系支撑。环境污染治理小组：废弃矿区环境污染主要为水污染、土壤污染，工业、生活废弃物污染等。.各小组展示汇报研究成果,主要从现状、设想、效果、原理四个方面说明,其余组结合自己的方案质疑提问，汇报组再完善自己的计划。汇报问题思考.沼气工程建立的优点？.如何改善和优化结构，使系统功能最大化？.如果种植植被单一，会发生什么现象，为什么？.在这一案例中，恢复植被的措施是植树和种草，为什么不是种植农作物？.循环农业经济体系中，怎样合理地筹划养殖牲畜的数量？.生态恢复中，为什么还要考虑经济的影响？师生共同讨论，得出结论:废弃矿区区域的规划发展分为4个阶段。第一阶段，生态基础重构。首先对水土流失严重、生态结构脆弱的边坡进行修复，通过储水、渗灌、留土、填沟等一系列措施使区域满足植物生长的基本条件。同时,对大量煤肝石堆放区进行净化复垦处理,经过处理单元的初步净化，先锋植被得以快速生长并吸收污染物。第二阶段,生态结构发展。边坡生态环境进一步优化,煤肝石山复垦土壤进一步净化,大量乡土灌木、乔木开始生长,植物群落不断完善。山体剥离面上层的绿化工作开始进行。水质改善措施同步展开，逐步构建三级净化系统，同时湿地植物快速发展，当地鸟类、鱼类、哺乳动物开始繁衍生息，生物链初步形成。第三阶段,生态体系完善,景观介入。随着土壤改良、水质净化、生态多样性逐渐恢复，此时可对完成生态修复作用的各类设施进行改造，对工业遗迹整合设计,对文化遗产保护利用，发展具有当地特色及经济、观赏价值的果树林木，形成多样的景观空间。第四阶段,经济、生态、文化综合发展。第一产业（包括农业、林业、草药业等）和第三产业（包括旅游业、创意文化产业、相关服务业等）稳步健康发展,生态环境质量进一步提升，当地产业文化得到有效保护、利用和发扬,跨越多领域的景观体系构建完成。探究活动四：经过全班同学的共同努力,废弃矿区的改造初具雏形,在我们辛勤的劳动中,请你思考：1、石墨矿区生态修复，与传统的石墨开采方式相比，有哪些优点？2、生态修复过程中，用到了哪些学科知识？3、生态工程建设的目的是什么？什么是生态工程？4、生态修