人教版 (2019)选择性必修2生态系统的稳定性教学设计

这是一份人教版 (2019)选择性必修2生态系统的稳定性教学设计，共7页。
教学目标
1.概述生态平衡的特征,认同生态平衡是一种动态平衡。
2.通过对案例的分析和讨论,阐明生态系统通过自我调节来维持平衡,概述负反馈调节机制。
3.结合实例区别生态系统稳定性的两个方面,并通过对营养结构的讨论,说出自我调节能力的影响因素,比较不同生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
4.以人工林的生态问题为例,运用稳态与平衡观、结构与功能观设计提高该生态系统稳定性的方案,关注人类活动对生态平衡的影响。
评价目标
1.通过对自我调节来维持平衡的实例,检测学生掌握负反馈调节机制的情况。
2.通过对抵抗力稳定性和恢复力稳定性的曲线图分析,检测学生是否能对所学知识理解并应用。
教学重难点
重点:1.分析生态系统中的反馈调节过程,阐明生态系统具有维持或恢复生态平衡的能力。
2.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
难点:1.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
2.设计提高生态系统稳定性的方案。
教学方法
1.利用多媒体课件,引用一些直观的图片,创设形象生动的教学情境,指导学生分析实例,总结规律,得出结论,并运用于实践。
2.引导学生思考、建构模型,通过模型分析一些实践中的问题。
3.采用直观教学法、讲述法、启示法、讨论法等教学方法,准备PPT教学用具。
课时安排
2课时。
教学准备
多媒体,白板,学案,PPT等。
教学设计
导入新课
通过播放三江源生态平衡基本恢复的视频和资料,引导学生了解气候变化、自然因素、人类活动、物种入侵等因素的严重干扰,可能导致生态系统的结构和功能受到严重破坏。
(设计意图:三江源是我国乃至亚洲最重要河流的上游关键区,而三江源生态环境恶化造成的影响通过视频的形式呈现非常有震撼性,能够激发学生的学习动机和求知欲,使学生迅速地进入学习状态。)
【师】看了视频后,你知道生态系统为什么被破坏,又如何恢复平衡呢?今天我们一起来学习第5节“生态系统的稳定性”。(板书)
讲授新课
探究一:生态平衡与生态系统的稳定性
【师】千百年来,虽然地球上许多生态系统不时受到外来干扰,但只要这种干扰没有超过限度,生态系统就能够通过自我调节得以恢复,从而维持相对稳定的结构和功能。
【师】请同学们阅读教材资料,自己总结生态平衡的概念。(请学生读出生态平衡的概念)
【生】生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态,就是生态平衡。
【师】利用PPT展示两个成熟生态系统的图片:大兴安岭的森林和呼伦贝尔的草原,我们已经学过生态系统的结构和功能,请同学们结合生态系统的结构和功能思考:一个平衡的生态系统应该具有哪些特征?(让学生讨论总结问题的答案)
【生】在老师的提示下,通过讨论,尝试总结生态平衡的特征。
【师】利用PPT展示生态平衡的特征。
【师】进一步提出思考题:达到生态平衡的生态系统是否就一成不变呢?
【生】回答问题,总结出:在生态系统中,每时每刻都在进行着各种生命活动,每种生物的数量并不是一成不变的,而是在不断波动,因此,生态平衡是一种动态平衡。
(设计意图:回顾已经学过的知识,图文结合,让学生自己总结生态平衡的特征,培养学生的语言表达能力、识图能力。落实物质与能量观、稳态与平衡观等生命观念,进一步理解生态平衡。)
探究二:生态平衡的调节机理
【师】通过PPT展示几个受到干扰的生态系统,给出讨论题引导学生思考。
讨论1:森林局部大火后,为什么植株能较快地生长?
讨论2:草原生态系统中,食草动物增加后为什么草的数量能够保持相对稳定?
讨论3:为什么森林中的害虫数量不会持续大幅度增长?
【师】通过PPT引导学生分析讨论题1:外加干扰释放了更多的环境资源,生物可以重新恢复。给出调节模型。
【师】提出任务,要求学生分组尝试用文字、线框、箭头等符号,任选讨论2、3中的一个实例,构建模型,简要描绘其中的调节过程。
【生】展开讨论,并进行总结和展示。
【师生】通过汇总各组同学的展示,总结调节模型。
【师】给出负反馈的定义,强调负反馈调节的意义,并进一步指导学生总结出生态系统的稳定性的概念。
【师】提出问题:生态平衡与生态系统的稳定性是什么关系?
【生】得出结论:生态系统的稳定性是生态系统维持生态平衡的能力。
【师】通过PPT展示黄土高原严重破坏后的图片及资料,引导学生思考:生态系统的自我调节能力是不是无限的?
【生】得出结论:生态系统的自我调节能力是有一定限度的。
(设计意图:通过分析实例,学生构建调节过程的模型,帮助学生理解负反馈调节,使学生深刻理解负反馈调节,突破难点。)
探究三:抵抗力稳定性和恢复力稳定性
【师】通过PPT展示资料,请同学们阅读PPT上的资料。你有什么发现?
【生】生态系统稳定性表现在两个方面。
【师】请同学概括抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念。
【生】对照教材复述抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念。
【师】给出一些经典实例,引导学生分析和区分抵抗力稳定性和恢复力稳定性。依据概念判断以下实例属于哪种稳定性?
(1)当草原遭受蝗虫的采食后,草原植物会增强其再生能力,尽可能减缓种群数量的下降。
(2)森林遭遇持续的干旱气候时,树木往往会扩展根系的分布空间,以保证获得足够的水分,维持生态系统的正常功能。
(3)草原大火过后,“野火烧不尽,春风吹又生”。
(4)严重污染后,经治理恢复清澈的河流。
【生】抵抗力稳定性、抵抗力稳定性、恢复力稳定性、恢复力稳定性。
【师】请同学们结合以上实例分析抵抗力稳定性和恢复力稳定性的核心分别是什么?
【生】总结抵抗力稳定性的核心:抵抗干扰,保持原状;恢复力的稳定性的核心:受到破坏,恢复原状。
【师】通过PPT展示图片,并请大家比较一下:单一树种的人工林和天然森林生态系统相比,谁更容易发生虫灾?为什么?草原生态系统和森林生态系统相比,谁抵抗干旱的能力更强?为什么?那遭到破坏后,谁可以更快恢复?请同学们讨论总结。
【生】阅读教材,小组讨论,在教师的引导下,分析生态系统稳定性的两方面的关系、不同生态系统在两种稳定性上的差异,分别进行回答。
【师】教师点拨,最后师生共同总结两种稳定性的关系规律。
【师】进一步构建数学模型:坐标曲线图,引导学生强化两种稳定性的关系。
【师】继续列举特例,比如我们制作的生态瓶、北极冻原、荒漠营养结构太简单以至于自我调节能力很差,所以这两种稳定性都很差。
【师】进一步指出同一生态系统在受到不同程度干扰后恢复的速度和时间是存在差异的。
【生】认真思考,整理自己的思路和笔记。
(设计意图:利用资料,发展学生的科学思维,帮助学生认识和理解生态系统的稳定性包括两方面。通过实例和问题,引导学生深入理解抵抗力稳定性与恢复力稳定性的区别和联系。)
探究四:提高生态系统的稳定性
【师】设疑,想一想,研究不同生态系统在抵抗力稳定性和恢复力稳定性两方面存在的差别,对自然生态系统的利用和保护有什么意义呢?我们可以先分析一下,哪些因素破坏生态系统的稳定性呢?
【师】展示环境遭到破坏的图片,引导学生思考。
【生】学生积极思考,找出原因:自然因素,人为因素。尤其是人为因素。
【师】进一步设疑:为防止生态系统遭到破坏,如何来提高生态系统的稳定性呢?请同学们集思广益。
【生】同学们踊跃发言,说出自己的想法。
【师】及时肯定学生的想法,引导学生积极参与讨论,最终总结出两个结论:1.控制对生态系统的干扰强度,在不超过生态系统的自我调节能力的范围内,合理适度利用。2.对于人类利用强度较大的生态系统,应实施相应的物质、能量的投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。
【师】展示我国在生态保护过程中成功的例子,让学生深刻认识到我国在生态环境保护方面所做的努力和取得的巨大成绩,认同国家的努力,形成社会自豪感。
(设计意图:通过引导学生讨论,激起学生从自身做起,要保护生态系统、提高其稳定性,增强学生社会责任感。)
探究五:设计制作生态缸,观察其稳定性(布置探究实践)
【师】提出设想,我们可以设计并制作一个生态缸,体会生态系统的稳定性和生态平衡。
【师】让我们先来了解一下制作生态缸的原理。展示基本原理:在有限的空间内,依据生态系统原理,将生态系统的基本成分进行组织,构建一个人工微生态系统是可能的。要使人工微生态系统正常运转,在设计时,还要考虑系统内组分及营养级之间的合适比例。应该注意,人工生态系统的稳定性是有条件的,也可能是短暂的。
【师】给学生提供参考实验步骤(仅供参考),引导学生课下根据实际情况设计自己的方案,制作自己的生态缸。
评价反馈
让学生结合实际情况,学会利用身边的材料,进行探究实践,去验证并应用所学知识。
课堂小结
布置作业
完成学案中的核心素养专练。
教学反思
本节教学内容中,我坚持学生为主体,教师为主导的基本理念,为学生创设平等自由的课堂氛围,激发学生学习兴趣,培养学生探究能力、分析解决问题的能力。通过小组讨论、表达交流将学生情绪引导到对教材活动资料的分析上来。为了将学生思维引向深入,课堂中设置了一系列问题,实现了从感性向理性、从具体到抽象的飞跃。学生思维处于积极的状态,实现了课堂的高效性。同时,本节教学内容具有很强的综合性,涉及有关生态系统的各个方面的知识,在教学中,我注意引导学生与前面的知识相联系,在深入理解生态系统相关知识的基础上,运用有关的生态系统的知识、概念,理解生态系统稳定性的概念以及生态系统稳定性的原因等问题。最后,注重培养学生社会责任感,引导学生突出人在生态系统中的角色和作用,强调人与自然和谐发展的观点。
板书设计
第5节 生态系统的稳定性
一、生态平衡
(1)概念
(2)特征:结构平衡、功能平衡、收支平衡
(3)调节机制:负反馈调节
二、生态系统的稳定性
(1)概念
(2)类型:抵抗力稳定性、恢复力稳定性(二者往往相反)
(3)原因:具有自我调节能力(有限的)
三、提高生态系统的稳定性
四、设计生态缸,观察稳定性
备课资源
“三北”防护林体系
1.“三北”防护林体系总体规划
“三北”防护林体系东起黑龙江宾县,西至新疆的乌孜别里山口,北抵北部边境,南沿海河、永定河、汾河、渭河、洮河下游、喀喇昆仑山,包括新疆、青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河北、辽宁、吉林、黑龙江、北京、天津等13个省、市、自治区的559个县(旗、区、市),总面积406.9万平方千米,占中国陆地面积的42.4%。从1979年到2050年,历时73年,分三个阶段、七期工程进行,规划造林5.35亿亩。到2050年,三北地区的森林覆盖率将由1979年的5.05%提高到14.95%。
2.“三北”防护林体系背景
建设三北工程是改善生态环境、减少自然灾害、维护生存空间的战略需要。三北地区分布着中国的八大沙漠、四大沙地和广袤的戈壁,总面积达149万平方千米,约占全国风沙化土地面积的85%,形成了东起黑龙江西至新疆的万里风沙线。这一地区风蚀沙埋严重,沙尘暴频繁。从20世纪60年代初到70年代末的近20年间,有669万公顷土地沙漠化,有1 300多万公顷农田遭受风沙危害,粮食产量低而不稳,有1 000多万公顷草场由于沙化、盐渍化,牧草严重退化,有数以百计的水库变成沙库。据调查,三北地区在20世纪50~60年代,沙漠化土地每年扩展1 560平方千米;70~80年代初,沙漠化土地每年扩展2 100平方千米。
三北地区大部分地方年降水量不足400毫米,干旱等自然灾害十分严重。三北地区水土流失面积达55.4万平方千米(水蚀面积),黄土高原的水土流失尤为严重,每年每平方千米流失土壤万吨以上,相当于刮去1厘米厚的表土,黄河每年流经三门峡带走16亿吨泥沙,使黄河下游河床平均每年淤沙4亿立方米,下游部分地段河床高出地面10米,成为地上“悬河”,母亲河成了中华民族的心腹之患。
3.适宜树种
泓森槐有一定的抗旱、抗烟尘、耐盐碱作用。适生范围广,是改良土壤、水土保持、防护林、“四旁”绿化的优良多功能树种。可作为行道树、住宅区绿化树种、水土保持树种、荒山造林先锋树种等。
泓森槐生长迅速,木材坚硬,纹理细致,耐水湿,抗腐朽,易燃,热值高,是重要的速生用材树种和能源树种。可作为矿柱及建筑用材,也是制作家具、木地板的优质原料。
全国造林树种单一,土壤地力衰退严重,而营造泓森槐混交林可大大改良土壤,根瘤菌能固氮,落叶可肥土。用榆树、杨树、柳树等混交,长势都会更好。泓森槐根系发达,具根瘤,可以固氮,提高土壤肥力,故其耐瘠薄、耐旱性优于杨柳科品种,在贫瘠的土壤中,也能较正常生长。