浙科版高中生物選修三第五章生態(tài)工程第二節(jié)生態(tài)工程在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用《庭院生態(tài)工程》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、庭院生態(tài)工程教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1. 說(shuō)出農(nóng)戶庭院生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成。2. 分析農(nóng)戶庭院生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)情況。3. 理解農(nóng)業(yè)生態(tài)工程的理論依據(jù)是生態(tài)學(xué)原理、目的是經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境和社會(huì)環(huán)境的同步發(fā)展。能力目標(biāo)：4. 嘗試分析農(nóng)戶庭院生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。5. 嘗試分析農(nóng)戶庭院生態(tài)系統(tǒng)的社會(huì)效益和生態(tài)環(huán)境效益。情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：6. 認(rèn)同農(nóng)業(yè)生態(tài)工程是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然措施的觀點(diǎn)。7. 關(guān)注溫室效應(yīng)、水體污染、物種滅絕等全球性生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，認(rèn)同庭院生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展能夠達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益的完美統(tǒng)一。8. 認(rèn)同農(nóng)業(yè)生態(tài)工程是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然措施的觀點(diǎn)。學(xué)情分

2、析從知識(shí)、能力起點(diǎn)分析，高三學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了生態(tài)系統(tǒng)中的七大組分，能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)， 利用生態(tài)學(xué)原理從可持續(xù)發(fā)展的角度對(duì)庭院生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的角度進(jìn)行分析的能力。學(xué)生對(duì)社會(huì)中生態(tài)環(huán)境問(wèn)題有一定的認(rèn)識(shí)，但是具體到引起生態(tài)環(huán)境具體事例的成因與原理依然較為模糊。 本設(shè)計(jì)從麗水典型的以家庭為單位的庭院生態(tài)系統(tǒng)為導(dǎo)入，引入蔬菜- 雞，豬 - 沼氣庭院生態(tài)系統(tǒng)，并從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的角度進(jìn)行分析， 最后通過(guò)師生共同討論的形式得出庭院生態(tài)系統(tǒng)是的發(fā)展能達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益的完美統(tǒng)一。重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：庭院生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益分析教學(xué)難點(diǎn)：認(rèn)同庭院生態(tài)系

3、統(tǒng)的發(fā)展能夠達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、 社會(huì)效益和生態(tài)效益的完 教學(xué)活動(dòng)課前活動(dòng) 1 調(diào)查某典型庭院生態(tài)系統(tǒng)家庭的相關(guān)資料，并得出以下調(diào)查結(jié)果。麗水市老竹盧某全家共5 口人， 2 個(gè)勞動(dòng)力， 有住房 5 間， 家有種植 0.5 畝玉米地，0.2 畝土豆， 0.3 畝菜地， 7 株橘樹， 0.3 畝竹林，其中土豆，玉米，蔬菜和竹筍均為自身消費(fèi)， 7 株橘樹有多余的賣到當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)， 除此之外， 還養(yǎng)殖 1 頭豬， 5 只雞， 2 只鴨，均為自身消費(fèi)。其中，雞鴨苗和玉米蔬菜種子來(lái)自于市場(chǎng)，土豆種子是上一年留種，竹子和橘樹為多年生。人和動(dòng)物糞便用于蔬菜和土豆種植。能源主要為市場(chǎng)采購(gòu)的電能，和太陽(yáng)能熱水器一部?；顒?dòng)

4、2 思考盧某家的庭院生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成。提出問(wèn)題 1：該庭院生態(tài)系統(tǒng)的生物成分包括哪些部分？學(xué)生回答：生產(chǎn)者：各種蔬菜、果樹消費(fèi)者：雞鴨人分解者：糞便中微生物能量：太陽(yáng)能提出問(wèn)題2：該家庭是庭院生態(tài)系統(tǒng)嗎？學(xué)生回答：該家庭是庭院生態(tài)系統(tǒng)，庭院生態(tài)系統(tǒng)( Garden Ecosystem )是從微觀角度以戶為單位經(jīng)營(yíng)生態(tài)農(nóng)業(yè)的最佳生產(chǎn)型式。以農(nóng)戶為獨(dú)立的經(jīng)濟(jì)實(shí)體，運(yùn)用生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，通過(guò)生態(tài)工程設(shè)計(jì)，按照食物鏈、加工鏈的循環(huán)模式，將家庭 種植業(yè)、養(yǎng)殖 業(yè)和加工業(yè)有機(jī)結(jié)合，進(jìn)行綜合性商品生產(chǎn)，從而形成的小型集約型生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。庭 院生態(tài)工程是小型農(nóng)業(yè)生態(tài)工程?；顒?dòng)3 小組討論同學(xué)上黑板繪制庭院生態(tài)系

5、統(tǒng)間物質(zhì)關(guān)系提出問(wèn)題3:盧某家的玉米秸稈是如何循環(huán)流動(dòng)的？對(duì)盧某家還有什么好的建議嗎？使用沼氣池過(guò)腹還田種植食用菌提出問(wèn)題4:圍繞生態(tài)系統(tǒng)主要部分，小組討論得出該庭院生態(tài)系統(tǒng)各種物質(zhì)循環(huán) 關(guān)系？用5“趣JB造豬一沼氣”摹證的我盾循環(huán)提出問(wèn)題5:建立蔬菜-雞、豬-沼氣的小循環(huán)，從物質(zhì)利用的角度看有什么特點(diǎn)？學(xué)生回答：促進(jìn)了物質(zhì)的多級(jí)利用，實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的良性循環(huán)活動(dòng)4 庭院生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)分析提出問(wèn)題5：庭院生態(tài)系統(tǒng)中人類活動(dòng)的主要能源來(lái)源是是什么？學(xué)生回答：主要是電能、太陽(yáng)能和沼氣能，屬于清潔可再生能源。提出問(wèn)題6:這些能源與燃煤、柴薪相比有什么優(yōu)點(diǎn)？學(xué)生回答：太陽(yáng)能和沼氣能是潔凈的可再生能源，可

6、以減少燃煤產(chǎn)生的污染，減少對(duì)森林的砍伐，從而有利于保護(hù)環(huán)境。提出問(wèn)題7:城市生態(tài)系統(tǒng)與庭院生態(tài)系統(tǒng)能源的利用上有什么區(qū)別？學(xué)生回答：城市生態(tài)系統(tǒng)主要煤、石油和核能。而庭院生態(tài)系統(tǒng)主要是太陽(yáng)能教師講述：能量是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)存在、發(fā)展和生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的所有活動(dòng)都離不開能量的存儲(chǔ)和流動(dòng)。電能是盧某家唯一集中供給的能源，日常的能源使用主要是太陽(yáng)能以及由太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化的生物能，均為可再生能源，并且清潔無(wú)污染。能 量的供給和消耗主要都是在庭院生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部完成的。近年來(lái)在我國(guó)部分城市郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)，植物秸稈無(wú)法使用，且難以處理，農(nóng)民將其就地焚燒，導(dǎo)致嚴(yán)重的空氣污染甚 至引發(fā)霧霾。但是在盧某家，秸稈卻是

7、必不可少的“能源”，將其運(yùn)回家中集中堆放，平時(shí)可用于廚房燒火，也可以粉碎之后喂養(yǎng)牲口。相對(duì)于就地集中焚燒，這些方式變廢為寶，大大減少了污染物排的放量，既節(jié)約了能源，又減少了對(duì)環(huán)境的污染?；顒?dòng)5 經(jīng)濟(jì)效益分析提出問(wèn)題8:下表是盧某家庭院生態(tài)系統(tǒng)的收益情況，試分析種植或飼養(yǎng)哪種農(nóng)產(chǎn) 品的經(jīng)濟(jì)效益最好？鴨雞豬玉米土豆橘子蔬菜竹子種植和伺養(yǎng) 規(guī)模2只5只1頭03畝口.2畝7株0 3畝心畝投入成本2沅100兀500%20元10元（留神）100元3沅tok產(chǎn)出（元）200元門用60沅（自用5000 元3007c(HH1)元'門用）H007LXOOTl (nni>200元（n/u）利潤(rùn)f元）1

8、糊兀硒兀2500 元2X0元卯兀770元IMOte成本利澗率（%）40。6005001-100wn70。2SOO19(10學(xué)生回答：總成本為 790元，總利潤(rùn)為5310元，養(yǎng)豬的利潤(rùn)最高達(dá)到 2500元，但 種植蔬菜的成本利潤(rùn)率最高，畝產(chǎn)成本也較高。根據(jù)以上成本利潤(rùn)率，如果盧某取消所 有其他農(nóng)作物種植，在投入不變的情況下，可增加收入 14440元，通過(guò)調(diào)查得知，蔬菜 相對(duì)投入的人工成本也較高，說(shuō)明一方面要擴(kuò)大規(guī)模，另一方面可以改進(jìn)庭院生態(tài)系統(tǒng) 的養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)，提高利潤(rùn)率。教師講述：沒(méi)有良好的經(jīng)濟(jì)效益作基礎(chǔ)，庭院生態(tài)系統(tǒng)就難以生存和發(fā)展。經(jīng)濟(jì)效 益的兩個(gè)突出特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：首先是該生態(tài)系統(tǒng)具有較高的

9、生產(chǎn)利潤(rùn)率，其次是該生 態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)收入已成為農(nóng)村家庭的主要經(jīng)濟(jì)收入來(lái)源?；顒?dòng)6 社會(huì)效益分析提出問(wèn)題9:該庭院生態(tài)系統(tǒng)的除經(jīng)濟(jì)效益外，還有哪些社會(huì)效益？學(xué)生回答：1.延長(zhǎng)了本地區(qū)新鮮蔬菜的供應(yīng)時(shí)間2 .擴(kuò)大了農(nóng)村剩余勞動(dòng)力就業(yè)機(jī)率3 .促進(jìn)了農(nóng)民學(xué)習(xí)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的積極性活動(dòng)7 生態(tài)環(huán)境效益小組討論分析討論主題：庭院生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境效益表現(xiàn)在哪些方面？討論結(jié)果：1.農(nóng)村衛(wèi)生條件得到了改善由于庭院生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，使人、畜糞便得到了妥善管理與利用的同時(shí)，也明顯的控制了糞便污染傳播途徑 ，消滅了大量病菌， 生態(tài)系統(tǒng)的分析結(jié)果表明沼氣池具有很好的沉淀去除蟲卵作用。2. 空氣環(huán)境明顯改善改善農(nóng)村室內(nèi)燃料構(gòu)

10、成，變部分秸稈、煤炭燃料為清潔燃料，室內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量得到改善，減少了空氣污染物排放量。3. 可再生資源的有效利用充分利用人畜排泄物經(jīng)微生物作用轉(zhuǎn)化為沼氣及優(yōu)質(zhì)肥料（部分沼液還可作為飼料添加劑），其產(chǎn)出的沼氣可代替家庭用燃料 50%- 60%,可取代大量的山柴、秸稈及煤炭?？捎行p少不可再生能源消耗 ，有利于人們長(zhǎng)期持久發(fā)展。活動(dòng)8課堂小結(jié)學(xué)生說(shuō)出本節(jié)課的學(xué)習(xí)要點(diǎn)，和存在的問(wèn)題。教師回顧總結(jié)：庭院生態(tài)系統(tǒng)還是一個(gè)復(fù)雜的生物生活生產(chǎn)系統(tǒng)，能夠成倍地提高物質(zhì)、能源的利用率，其生產(chǎn)出的產(chǎn)品或創(chuàng)造價(jià)值使農(nóng)村人民日益提高的生活需要得 已滿足。并有效增加了農(nóng)民對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的投入，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)一步發(fā)展，這主要表

11、現(xiàn)在 農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施投入增加，農(nóng)家肥施用量增加，科學(xué)種田水平提高，從而促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)的良性循環(huán)，對(duì)維持農(nóng)村生態(tài)平衡起到了積極作用。人與自然的關(guān)系是人類社會(huì)最基本的關(guān)系。自然界是人類社會(huì)產(chǎn)生、存在和發(fā)展的 基礎(chǔ)和前提，人類則可以通過(guò)社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)有目的地利用自然、改造自然。人與自然是 相互依存、相互聯(lián)系的整體，對(duì)自然界不能只講索取不講投入、只講利用不講建設(shè)。保 護(hù)自然環(huán)境就是保護(hù)人類，建設(shè)生態(tài)文明就是造福人類。庭院生態(tài)系統(tǒng)能夠極大地提高 對(duì)能源（光能、植物能）及土地資源的利用率，并實(shí)現(xiàn)了能流、物流的合理流動(dòng)，在獲 得較高生產(chǎn)效率的同時(shí)，起到了保護(hù)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境、維持生態(tài)平衡的作用。庭院生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展

12、能夠達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的完美統(tǒng)一?；顒?dòng)9課堂鞏固資料分析：下圖是兩個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式圖。圖a中農(nóng)作物為人類提供的食物量、為家禽和家畜提供的飼料量，都與圖 b相同。請(qǐng)根據(jù)圖a、圖b所示生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，在下面用箭頭完成這兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)能量流 動(dòng)和利用的圖解（各種生物的細(xì)胞呼吸耗能和圖中未標(biāo)出的分解者耗能可不標(biāo)出）EI - T - I. jro板書庭院生態(tài)工程庭院生態(tài)工程物質(zhì)循環(huán)： 能量流動(dòng)：效益分析：達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)環(huán)境效益完美統(tǒng)一。庭院生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益分析同步練習(xí)一、選擇題1.有關(guān)人工高產(chǎn)魚塘生態(tài)系統(tǒng)的敘述 ，正確的是（）A.輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量大于該系統(tǒng)生產(chǎn)者

13、所固定的全部太陽(yáng)能B.該魚塘生態(tài)系統(tǒng)的植物在種群的空間特征上，具有明顯的分層分布現(xiàn)象C.硝化細(xì)菌能將無(wú)機(jī)物合成糖類等有機(jī)物，屬于分解者D.植物為魚類提供了食物，魚類為植物提供了無(wú)機(jī)鹽，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)中能量的循環(huán)利用 2.下圖為生態(tài)養(yǎng)豬模式。從圖中可知該生態(tài)工程屬于（）養(yǎng)楮場(chǎng).建.應(yīng)展理他木-曼伸演清水三級(jí)旃冰養(yǎng)相的朝田H蟹尊ft ,婆他A.濕地生態(tài)恢復(fù)的生態(tài)工程B.小流域綜合治理與開發(fā)的生態(tài)工程C.節(jié)水和廢水處理與應(yīng)用的生態(tài)工程D.清潔及可再生能源系統(tǒng)組合利用的生態(tài)工程3 .下列哪一項(xiàng)不是我國(guó)農(nóng)業(yè)生態(tài)工程的主要技術(shù)（）A.物質(zhì)的良性循環(huán)技術(shù)B.節(jié)水和廢水處理與應(yīng)用技術(shù)C.種植業(yè)和畜牧業(yè)合理優(yōu)化技術(shù)

14、D.清潔及可再生的新能源系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)4 .下圖為某庭院生態(tài)系統(tǒng)的組成和相互關(guān)系示意圖，下列敘述中正確的是（）產(chǎn)品IH A一|廿一者厚幫J|一聿1斯由鬣駕*）"一所筑“ 我時(shí)AjitTirii m* 1A.流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的能量來(lái)自生產(chǎn)者固定的光能和飼料中的化學(xué)能B.物質(zhì)多級(jí)利用，提高了該生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率C.物質(zhì)和能量的循環(huán)利用，提高了該生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益D.該庭院生態(tài)系統(tǒng)中，人只是作為消費(fèi)者發(fā)揮作用5 .豬'一沼一茶”是華南山地丘陵地區(qū)常見(jiàn)的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，由種植（茶樹）、養(yǎng)殖（豬）、農(nóng)戶（人）和沼氣生產(chǎn)（微生物）四個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。該生態(tài)農(nóng)業(yè)模式（）A.是由茶樹、豬、人和微生

15、物組成的生態(tài)系統(tǒng)B.實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)和能量在系統(tǒng)中的多級(jí)循環(huán)利用C.使整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)入了廢物資源化的良性循環(huán)D.注重系統(tǒng)內(nèi)部的自身調(diào)節(jié)作用，不需要外部投入6 .糧桑漁畜”農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是江浙平原水網(wǎng)地區(qū)典型的高效農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，如圖表示這一農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的基本模式。據(jù)圖示判斷下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）也崎干盍裁她rjt 種一，學(xué) 沼氣的主態(tài)系統(tǒng)+f農(nóng)產(chǎn)品小世.圖產(chǎn)口林依根時(shí)，*豫用梳播A、樹機(jī)小為iff-tifiuit)A.沼氣池的建立既充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，又減少了環(huán)境污染B.通過(guò)巧接食物鏈?zhǔn)乖玖飨蚍纸庹叩哪芰扛嗟亓飨蛄巳?，提高了能量的傳遞效率C.這一生態(tài)工程模式主要適用于江浙平原而不適用于我國(guó)西北地區(qū)，這

16、是因?yàn)樵诮⑸鷳B(tài)工程時(shí)還需要遵循 整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、再生”的原理D.上述生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)通過(guò)改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)達(dá)到改善系統(tǒng)功能的效果7 .下列哪種措施不符合生態(tài)工程所遵循的物質(zhì)循環(huán)再生原理？（）A.秸稈還田8 .大量施用有機(jī)肥C.作物秸稈等殘留物作燃料D.采集河泥作肥料8 .下圖是一個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖，關(guān)于該系統(tǒng)的敘述，錯(cuò)誤白是（）。A.微生物也能利用農(nóng)作物通過(guò)光合作用儲(chǔ)存的能量B.沼氣池中的微生物也是該生態(tài)系統(tǒng)的分解者C.沼渣、沼液作為肥料還田，使能量能夠循環(huán)利用D.多途徑利用農(nóng)作物可提高該系統(tǒng)的能量利用率二、非選擇題9 .一青年農(nóng)民利用自己學(xué)習(xí)的生態(tài)學(xué)知識(shí)在自家庭院里建了一個(gè)小型農(nóng)業(yè)生態(tài)系

17、統(tǒng)，年創(chuàng)收幾萬(wàn)元。下圖是該家庭生態(tài)工程的模式圖，請(qǐng)據(jù)圖分析回答問(wèn)題：（14分）(1)從圖中可知，人類生活中所需的能源來(lái)自于太陽(yáng)能、沼氣等。利用這些能源與利用煤炭相比,突出的優(yōu)點(diǎn)是。(2)該生態(tài)工程中的能量能夠更多地被人類利用，原因是。(3)生態(tài)工程建設(shè)的目的就是遵循自然界 的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán) 境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。與傳統(tǒng)工程相比較，生態(tài)工程具有 的特點(diǎn)。(4)生態(tài)工程所遵循的基本原理是 、協(xié)調(diào)與平 衡原理、以及系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理。(5)據(jù)生態(tài)工程中的物種多樣性這一原理，有人認(rèn)為生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)中，應(yīng)使食物鏈越長(zhǎng)、營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多越好，你是否支持這一觀點(diǎn)。10.依據(jù)生態(tài)學(xué)原理對(duì)農(nóng)村家庭生活用燃料、廚余垃圾和庭院養(yǎng)殖進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，構(gòu)建的庭院生態(tài)系統(tǒng)如下圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。農(nóng)村庭院生態(tài)系統(tǒng)模式圖(1)該生態(tài)工程設(shè)計(jì)將豬圈養(yǎng)在溫室內(nèi)的目的是：農(nóng)作物在生長(zhǎng)