初中生物人教版（2024）八年级上册（2024）第五单元 生物与环境综合实践项目 设计并制作生态瓶教学设计

这是一份初中生物人教版（2024）八年级上册（2024）第五单元 生物与环境综合实践项目 设计并制作生态瓶教学设计，共10页。
课题
第五单元 生物与环境 第一章 生态系统
综合实践项目 设计并制作生态瓶
科目
年级
课型
主备人
课时
时间
生物学
七年级
新授课
1
45分钟
课程标准
《义务教育生物学课程标准（2022 年版）》强调学生应理解生态系统的组成成分、结构与功能，通过探究活动认识生物与环境的相互关系 。本节课借助设计并制作生态瓶的实践项目，让学生在动手操作中，将理论知识与实际相结合，深入理解生态系统运行机制，培养学生科学探究与实践能力，树立生态环境保护意识 。
教材分析
本节课是人教版八年级上册第五单元第一章的综合实践项目，是对生态系统相关知识的实践应用 。教材在介绍生态系统组成、结构、功能等理论知识后，设置此实践活动，旨在让学生通过模拟生态系统制作生态瓶，直观感受生态系统中生物与非生物因素的相互作用，进一步理解物质循环与能量流动原理，强化对生态系统稳定性的认识 。该项目体现了生物学科实践性与综合性，有助于培养学生综合素养 。
核心素养
目标
生命观念：学生能够深刻理解生态系统是生物与环境相互作用的统一整体，认识到生态系统中各种生物和非生物成分之间相互依存、相互影响的关系，形成生态系统的整体观念 。通过制作生态瓶，体会生态系统中生物多样性的重要性，树立尊重生命、保护生物多样性的价值观 。​
科学思维：在设计生态瓶过程中，学生需运用逻辑思维，分析生态系统各成分作用，合理选择生物与非生物因素，构建生态瓶方案 。通过对生态瓶后续观察与分析，培养学生归纳总结、演绎推理能力，能运用批判性思维对生态瓶中出现的现象进行思考与解释，提升科学思维水平 。​
探究实践：学生以小组形式开展生态瓶设计与制作活动，经历提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、观察记录、分析结果等科学探究全过程，提高实践操作能力、团队协作能力与问题解决能力 。在实践中，培养学生严谨科学态度与创新精神 。​
社会责任：通过制作生态瓶，学生认识到生态系统稳定性的重要性以及人类活动对生态环境的影响，增强生态环境保护意识 。鼓励学生将生态保护理念传播给他人，积极参与生态保护行动，培养学生关爱环境、维护生态平衡的社会责任 。
教学重难点
教学重点：深入理解生态系统组成成分，包括生产者、消费者、分解者及非生物部分（阳光、空气、水、土壤等）的作用；依据生态系统原理，科学设计生态瓶方案，明确生物种类、数量选择及非生物因素设置依据；掌握生态瓶制作流程，规范完成生态瓶制作 。​
教学难点：合理构建生态瓶中生物之间的食物链与食物网关系，确保生态瓶内物质循环与能量流动顺畅，维持生态系统相对稳定；在生态瓶后续观察中，准确分析生物生存状态变化与环境因素（如光照、温度、水质等）的关联，能针对出现的问题及时调整优化生态瓶设计 。
教学方法
项目驱动法：以设计并制作生态瓶项目为核心，引导学生自主探究、合作学习，在完成项目过程中掌握知识与技能，提高解决实际问题能力 。​
小组合作法：将学生分成小组，共同完成生态瓶设计、材料准备、制作及后续观察记录等任务，培养学生团队协作精神与沟通交流能力 。​
问题引导法：在教学过程中，提出一系列问题，如 “生态瓶中为什么需要生产者？”“怎样选择合适的消费者？” 等，引导学生思考，激发学生学习兴趣，培养学生思维能力 。​
观察分析法：组织学生对生态瓶进行长期观察，分析生态瓶内生物与环境变化，培养学生观察能力与分析问题能力 。
教学过程
教学环节
学生探究
教学过程
（一）趣味导入（3 分钟）​
教师活动：播放一段热带雨林生态系统视频，展示郁郁葱葱植物、活跃动物及和谐自然景象 。接着展示一个密封生态瓶，里面小鱼游动、水草摇曳 。提问学生：“同学们，热带雨林是一个庞大生态系统，那这个小小的生态瓶能否也像热带雨林一样，成为一个独立生态系统呢？今天，我们就一起探寻如何把大自然装进瓶子里，设计并制作生态瓶 。”​
学生活动：观看视频与生态瓶展示，被新奇内容吸引，对制作生态瓶充满好奇与期待，积极思考教师问题 。​
设计意图：通过对比展示，激发学生兴趣与好奇心，引出本节课主题，为后续教学活动营造良好氛围 。​
（二）知识回顾（7 分钟）​
生态系统组成回顾​
教师活动：提出问题：“同学们，回忆一下生态系统由哪些部分组成？” 引导学生思考并回答 。在学生回答基础上，通过 PPT 展示生态系统组成思维导图，详细讲解生物部分（生产者、消费者、分解者）及非生物部分（阳光、空气、水、土壤等），强调各部分特点与作用 。​
学生活动：积极回忆知识，回答问题 。认真观看 PPT，进一步理解生态系统组成，做好笔记 。​
设计意图：巩固生态系统组成知识，为生态瓶设计制作奠定理论基础 。​
生态系统物质循环与能量流动回顾​
教师活动：以池塘生态系统为例，提问：“在池塘生态系统中，物质和能量是如何流动的？” 引导学生分析生产者通过光合作用固定太阳能，制造有机物，消费者捕食获取能量，分解者分解有机物归还无机环境等过程 。用动画展示生态系统物质循环与能量流动过程，帮助学生理解 。​
学生活动：结合实例思考，回答问题 。观看动画，直观感受物质循环与能量流动，加深理解 。​
设计意图：回顾生态系统功能知识，让学生明白生态瓶内生物与环境相互作用原理 。​
（三）小组讨论，设计方案（15 分钟）​
确定小组与任务分配​
教师活动：将学生分成若干小组，每组 4 - 6 人，确保小组内成员能力互补 。明确小组任务：设计一个能够长期稳定运行的生态瓶方案，方案需包括生态瓶容器选择、生物种类与数量确定、非生物因素设置等内容 。​
学生活动：小组成员相互认识，推选组长，明确各自在小组中的职责 。​
设计意图：培养学生团队协作能力，明确任务目标，提高小组活动效率 。​
头脑风暴与方案设计​
教师活动：组织学生开展头脑风暴，提出问题引导思考：“为了让生态瓶稳定运行，我们需要选择哪些生物？它们之间食物关系如何？非生物因素（如光照、温度、水分）怎样调控？” 鼓励学生大胆发言，将想法记录在黑板上 。为每个小组发放设计方案表格与记录纸，让小组根据头脑风暴结果，讨论完善并填写方案 。在小组讨论过程中，教师巡视各小组，适时给予指导，如提醒考虑生物生存空间、生态瓶空间限制等 。​
学生活动：积极参与头脑风暴，各抒己见，提出各种生物与非生物因素选择建议 。小组内讨论，分析不同方案可行性，结合生态系统原理，确定最终生态瓶设计方案，填写方案表格 。如选择透明塑料瓶作为容器，放入水草（生产者）、小鱼（消费者）、螺蛳（分解者），确定合适数量，考虑光照强度与时长、水温控制等非生物因素 。​
设计意图：通过头脑风暴激发学生创新思维，小组讨论培养学生合作能力，让学生在设计方案过程中，深入理解生态系统原理，提高解决实际问题能力 。​
小组方案展示与互评​
教师活动：邀请各小组代表上台展示生态瓶设计方案，要求讲解设计思路、生物与非生物因素选择依据 。其他小组同学认真倾听，展示结束后，进行提问与评价，提出建议与意见 。教师引导学生从方案科学性（是否符合生态系统原理）、可行性（材料是否易获取、操作是否简便）、创新性（设计是否独特新颖）等方面进行评价 。​
学生活动：小组代表自信展示方案，清晰讲解设计思路 。其他小组成员认真倾听，积极提问，如 “为什么选择这种水草？它在生态瓶中有什么作用？”“如果小鱼数量过多，会对生态瓶产生什么影响？” 根据评价意见，思考本小组方案优缺点，记录改进方向 。​
设计意图：锻炼学生表达能力与自信心，通过互评，让学生相互学习，完善设计方案，培养批判性思维能力 。​
（四）材料准备与制作（15 分钟）​
材料收集与检查​
教师活动：根据各小组设计方案，检查学生准备的材料，如生态瓶容器（透明塑料瓶、玻璃瓶等）、生物材料（水草、小鱼、小虾、螺蛳等）、非生物材料（沙子、小石子、水等） 。提醒学生注意生物材料健康状况，如小鱼是否活泼、水草是否翠绿 。对材料准备不足小组，给予指导与帮助，如提供备用生物材料或引导学生寻找替代材料 。​
学生活动：小组展示准备的材料，介绍获取途径 。检查材料是否齐全、符合设计要求，对不符合要求材料进行更换或补充 。​
设计意图：确保制作生态瓶材料准备充分、合适，为制作活动顺利进行提供保障 。​
生态瓶制作​
教师活动：示范生态瓶制作步骤：先在瓶底铺一层洗净沙子与小石子，模拟自然底质；加入适量自然水域水（或静置后的自来水），营造水生环境；小心植入水草，用沙子固定根部；待水草稳定后，放入小鱼、小虾、螺蛳等生物；最后，密封生态瓶（若选择透明塑料瓶，可在瓶盖上扎几个小孔，保证空气流通） 。在学生制作过程中，教师巡视指导，提醒学生注意操作规范与安全，如避免划伤、防止生物受伤等 。​
学生活动：小组按照教师示范步骤，分工合作制作生态瓶 。有的同学负责铺沙子、石子，有的同学负责加水、种水草，有的同学负责放生物 。在制作过程中，相互协作，及时交流调整，确保生态瓶制作顺利完成 。完成制作后，给生态瓶贴上小组标签，注明制作时间与小组成员 。​
设计意图：通过实践操作，培养学生动手能力，让学生在制作过程中，进一步体会生态系统各成分组合方式，增强对生态系统的理解 。​
（五）观察与记录（课后长期活动）​
观察计划制定​
教师活动：指导各小组制定生态瓶观察计划，包括观察时间（每天同一时间观察）、观察内容（生物生存状态、水质变化、植物生长情况等）、记录方式（绘制图表、拍照记录、文字描述等） 。强调观察的长期性与重要性，鼓励学生认真对待，培养坚持观察的科学态度 。​
学生活动：小组讨论确定观察计划，明确小组成员观察分工 。如有的成员负责每天记录生物数量变化，有的成员负责观察水质透明度并拍照记录 。​
设计意图：培养学生科学探究能力，让学生学会制定观察计划，为后续分析生态瓶变化积累数据 。​
定期观察与记录​
教师活动：在课后，提醒学生按照观察计划定期观察生态瓶 。每周安排课堂时间，让学生分享观察结果，交流观察中遇到的问题与发现 。针对学生问题，给予指导与建议，如生态瓶中出现藻类过多、生物死亡等情况，引导学生分析原因，提出解决方法 。​
学生活动：每天按时观察生态瓶，认真记录各项数据与现象 。在课堂分享中，积极发言，与其他小组交流经验，共同探讨生态瓶变化原因与解决措施 。如发现水草生长缓慢，分析可能是光照不足或养分不够，尝试调整生态瓶摆放位置或添加适量营养液 。​
设计意图：培养学生长期观察习惯与分析问题能力，通过交流分享，促进学生相互学习，共同提高 。​
（六）成果展示与总结评价（5 分钟）​
成果展示​
教师活动：在生态瓶制作完成一段时间后（如一个月后），组织学生进行成果展示 。要求各小组制作展示海报，展示生态瓶制作过程、观察记录数据、生态瓶现状照片等内容 。邀请各小组代表上台，介绍生态瓶设计制作思路、观察期间变化情况及最终成果 。​
学生活动：小组合作制作展示海报，整理观察记录数据，挑选有代表性照片 。小组代表上台展示，生动讲解生态瓶制作与观察过程，分享成功经验与遇到的挑战 。​
设计意图：锻炼学生总结归纳与表达能力，展示学生实践成果，增强学生成就感与自信心 。​
总结评价​
教师活动：采用多元化评价方式，对各小组生态瓶项目进行评价 。评价内容包括设计方案科学性、制作工艺规范性、观察记录完整性、成果展示效果等 。组织学生进行自评、互评，引导学生客观评价自己与他人 。教师根据学生评价结果，结合自己观察，给予综合评价，对表现优秀小组与个人给予表扬与奖励，如颁发 “最佳生态瓶设计奖”“最佳观察记录奖”“生态小卫士” 等荣誉证书 。最后，总结本节课重点内容，强调生态系统原理在生态瓶制作中的应用，以及生态环境保护重要性 。​
学生活动：学生进行自评，反思自己在项目中的表现，总结优点与不足 。参与互评，认真评价其他小组项目，学习他人长处，提出改进建议 。接受教师评价，明确努力方向 。​
设计意图：通过全面评价，激励学生积极参与实践活动，提高学生综合素养，强化学生对生态系统知识的理解与应用 。