浙科版高中生物选修三生态工程生态工程在农业中的应用庭院生态工程教学设计

1、庭院生态工程教学设计教学目标知识目标：1 .说出农户庭院生态系统的结构组成。2 .分析农户庭院生态系统的能量流动和物质循环情况。3 .理解农业生态工程的理论依据是生态学原理、目的是经济、生态环境和社会环 境的同步发展。能力目标：4 .尝试分析农户庭院生态系统的经济效益。5 .尝试分析农户庭院生态系统的社会效益和生态环境效益。情感态度价值观目标：6 .认同农业生态工程是实现农业可持续发展的必然措施的观点。7 .关注温室效应、水体污染、物种灭绝等全球性生态环境问题，认同庭院生态系统 的发展能够达到经济效益、社会效益和生态效益的完美统一。8 .认同农业生态工程是实现农业可持续发展的必然措施的观点。

2、学情分析从知识、能力起点分析，高三学生已经学习了生态系统中的七大组分，能量流动和 物质循环的特点，利用生态学原理从可持续发展的角度对庭院生态系统的经济效益、社 会效益和环境效益的角度进行分析的能力。学生对社会中生态环境问题有一定的认识， 但是具体到引起生态环境具体事例的成因与原理依然较为模糊。本设计从丽水典型的以家庭为单位的庭院生态系统为导入，引入蔬菜-鸡，猪-沼气庭院生态系统，并从生态系统的结构，能量流动和物质循环的角度进行分析，最后通过师生共同讨论的形式得出庭院生态系统是的发展能达到经济效益、社会效益和生态效益的完美统一。重点难点教学重点：庭院生态系统的经济效益分析教学难点：认同庭院生态系

3、统的发展能够达到经济效益、社会效益和生态效益的完 教学活动课前活动1调查某典型庭院生态系统家庭的相关资料，并得出以下调查结果。丽水市老竹卢某全家共 5 口人，2个劳动力，有住房5间，家有种植0.5亩玉米地, 0.2亩土豆，0.3亩菜地，7株橘树，0.3亩竹林，其中土豆，玉米，蔬菜和竹笋均为 自身消费，7株橘树有多余的卖到当地市场，除此之外，还养殖1头猪，5只鸡，2只鸭,均为自身消费。其中，鸡鸭苗和玉米蔬菜种子来自于市场，土豆种子是上一年留种，竹 子和橘树为多年生。人和动物粪便用于蔬菜和土豆种植。能源主要为市场采购的电能， 和太阳能热水器一部。活动2思考卢某家的庭院生态系统结构组成。提出问题1:

4、该庭院生态系统的生物成分包括哪些部分？学生回答：生产者：各种蔬菜、果树消费者：鸡鸭人分解者：粪便中微生物 能量：太阳能提出问题2:该家庭是庭院生态系统吗？学生回答：该家庭是庭院生态系统，庭院生态系统(Garden Ecosystem)是从微观角度以户为单位经营生态农业的最佳生产型式。以农户为独立的经济实体，运用生态经济学原理，通过生态工程设计，按照食物链、加工链的循环模式，将家庭 种植业、养殖 业和加工业有机结合，进行综合性商品生产，从而形成的小型集约型生态经济系统。庭 院生态工程是小型农业生态工程。活动3 小组讨论同学上黑板绘制庭院生态系统间物质关系提出问题3:卢某家的玉米秸秆是如何循环流动

5、的？对卢某家还有什么好的建议吗？使用沼气池过腹还田种植食用菌提出问题4:围绕生态系统主要部分，小组讨论得出该庭院生态系统各种物质循环 关系？用5“趣JB造猪一沼气”摹证的我盾循环提出问题5:建立蔬菜-鸡、猪-沼气的小循环，从物质利用的角度看有什么特点？学生回答：促进了物质的多级利用，实现了物质的良性循环活动4 庭院生态系统能量流动分析提出问题5:庭院生态系统中人类活动的主要能源来源是是什么？学生回答：主要是电能、太阳能和沼气能，属于清洁可再生能源。提出问题6:这些能源与燃煤、柴薪相比有什么优点？学生回答：太阳能和沼气能是洁净的可再生能源，可以减少燃煤产生的污染，减少对森林的砍伐，从而有利于保护

6、环境。提出问题7:城市生态系统与庭院生态系统能源的利用上有什么区别？学生回答：城市生态系统主要煤、石油和核能。而庭院生态系统主要是太阳能教师讲述：能量是一个生态系统存在、发展和生产的重要基础，生态系统内的所有活动都离不开能量的存储和流动。电能是卢某家唯一集中供给的能源，日常的能源使用主要是太阳能以及由太阳能转化的生物能，均为可再生能源，并且清洁无污染。能 量的供给和消耗主要都是在庭院生态系统内部完成的。近年来在我国部分城市郊区和农村地区，植物秸秆无法使用，且难以处理，农民将其就地焚烧，导致严重的空气污染甚 至引发雾霾。但是在卢某家，秸秆却是必不可少的“能源”，将其运回家中集中堆放，平时可用于厨

7、房烧火，也可以粉碎之后喂养牲口。相对于就地集中焚烧，这些方式变废为宝，大大减少了污染物排的放量，既节约了能源，又减少了对环境的污染。活动5 经济效益分析提出问题8:下表是卢某家庭院生态系统的收益情况，试分析种植或饲养哪种农产 品的经济效益最好？鸭鸡猪玉米土豆橘子蔬菜竹子种植和伺养 规模2只5只1头03亩口.2亩7株0 3亩心亩投入成本2沅100兀500%20元10元（留神）100元3沅tok产出（元）200元门用60沅（自用5000 元3007c(HH1)元'门用）H007LXOOTl (nni>200元（n/u）利润f元）1糊兀硒兀2500 元2X0元卯兀770元IMOte成本

8、利涧率（%）40。6005001-100wn70。2SOO19(10学生回答：总成本为 790元，总利润为5310元，养猪的利润最高达到 2500元，但 种植蔬菜的成本利润率最高，亩产成本也较高。根据以上成本利润率，如果卢某取消所 有其他农作物种植，在投入不变的情况下，可增加收入 14440元，通过调查得知，蔬菜 相对投入的人工成本也较高，说明一方面要扩大规模，另一方面可以改进庭院生态系统 的养殖结构，提高利润率。教师讲述：没有良好的经济效益作基础，庭院生态系统就难以生存和发展。经济效 益的两个突出特点主要体现在：首先是该生态系统具有较高的生产利润率，其次是该生 态系统生产收入已成为农村家庭的

9、主要经济收入来源。活动6 社会效益分析提出问题9:该庭院生态系统的除经济效益外，还有哪些社会效益？学生回答：1.延长了本地区新鲜蔬菜的供应时间2,扩大了农村剩余劳动力就业机率3.促进了农民学习先进科学技术的积极性活动7 生态环境效益小组讨论分析讨论主题：庭院生态系统的生态环境效益表现在哪些方面？讨论结果：1.农村卫生条件得到了改善由于庭院生态系统建设，使人、畜粪便得到了妥善管理与利用的同时，也明显的控制了粪便污染传播途径 ，消灭了大量病菌， 生态系统的分析结果表明沼气池具有很好的沉淀去除虫卵作用。2, 空气环境明显改善改善农村室内燃料构成，变部分秸秆、煤炭燃料为清洁燃料，室内空气环境质量得到改

10、善，减少了空气污染物排放量。3, 可再生资源的有效利用充分利用人畜排泄物经微生物作用转化为沼气及优质肥料（部分沼液还可作为饲料添加剂），其产出的沼气可代替家庭用燃料 50%- 60%,可取代大量的山柴、秸秆及煤炭。可有效减少不可再生能源消耗 ，有利于人们长期持久发展。活动8课堂小结学生说出本节课的学习要点，和存在的问题。教师回顾总结：庭院生态系统还是一个复杂的生物生活生产系统，能够成倍地提高物质、能源的利用率，其生产出的产品或创造价值使农村人民日益提高的生活需要得 已满足。并有效增加了农民对农业生产的投入，使农业生产进一步发展，这主要表现在 农业基础设施投入增加，农家肥施用量增加，科学种田水平

11、提高，从而促进了农业生 产的良性循环，对维持农村生态平衡起到了积极作用。人与自然的关系是人类社会最基本的关系。自然界是人类社会产生、存在和发展的 基础和前提，人类则可以通过社会实践活动有目的地利用自然、改造自然。人与自然是 相互依存、相互联系的整体，对自然界不能只讲索取不讲投入、只讲利用不讲建设。保 护自然环境就是保护人类，建设生态文明就是造福人类。庭院生态系统能够极大地提高 对能源（光能、植物能）及土地资源的利用率，并实现了能流、物流的合理流动，在获 得较高生产效率的同时，起到了保护农村生态环境、维持生态平衡的作用。庭院生态系统的发展能够达到经济效益、社会效益和环境效益的完美统一。活动9课堂

12、巩固资料分析：下图是两个农业生态系统的结构模式图。图a中农作物为人类提供的食物量、为家禽和家畜提供的饲料量，都与图 b相同。请根据图a、图b所示生态系统的结构，在下面用箭头完成这两个生态系统能量流 动和利用的图解（各种生物的细胞呼吸耗能和图中未标出的分解者耗能可不标出）EI - T - I. jro板书 庭院生态工程庭院生态工程物质循环： 能量流动：效益分析：达到经济效益、社会效益和生态环境效益完美统一。庭院生态系统的经济效益分析同步练习一、选择题1.有关人工高产鱼塘生态系统的叙述，正确的是（）A.输入该生态系统的总能量大于该系统生产者所固定的全部太阳能 B.该鱼塘生态系统的植物在种群的空间特

13、征上，具有明显的分层分布现象C.硝化细菌能将无机物合成糖类等有机物，属于分解者D.植物为鱼类提供了食物，鱼类为植物提供了无机盐，实现了系统中能量的循环利用 2.下图为生态养猪模式。从图中可知该生态工程属于（）养楮场.建.应展理他木-曼伸演清水三级旃冰养相的朝田H蟹尊ft ,婆他A.湿地生态恢复的生态工程B.小流域综合治理与开发的生态工程C.节水和废水处理与应用的生态工程D.清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程3 .下列哪一项不是我国农业生态工程的主要技术（）A.物质的良性循环技术B.节水和废水处理与应用技术C.种植业和畜牧业合理优化技术D.清洁及可再生的新能源系统开发技术4 .下图为某庭院生

14、态系统的组成和相互关系示意图，下列叙述中正确的是（）产品IH A一|廿一者厚帮J|一聿1斯由鬣驾一所筑“ 我时AjitTirii m* 1A.流经该生态系统的能量来自生产者固定的光能和饲料中的化学能B.物质多级利用，提高了该生态系统的能量传递效率C.物质和能量的循环利用，提高了该生态系统的经济效益D.该庭院生态系统中，人只是作为消费者发挥作用5 .猪'一沼一茶”是华南山地丘陵地区常见的生态农业模式，由种植（茶树）、养殖（猪）、农户（人）和沼气生产（微生物）四个子系统构成。该生态农业模式（）A.是由茶树、猪、人和微生物组成的生态系统B.实现了物质和能量在系统中的多级循环利用C.使整个生产

15、过程进入了废物资源化的良性循环D.注重系统内部的自身调节作用，不需要外部投入6 .粮桑渔畜”农业生态系统是江浙平原水网地区典型的高效农业系统，如图表示这一农业生态系统的基本模式。据图示判断下列说法错误的是（）也崎干盍裁她rjt 种一，学 沼气的主态系统+f农产品小世.图产口林依根时，*豫用梳播A、树机小为iff-tifiuit)A.沼气池的建立既充分发挥资源的生产潜力，又减少了环境污染B.通过巧接食物链使原本流向分解者的能量更多地流向了人，提高了能量的传递效率C.这一生态工程模式主要适用于江浙平原而不适用于我国西北地区，这是因为在建立生态工程时还需要遵循 整体、协调、循环、再生”的原理D.上述

16、生态农业系统通过改善和优化系统的结构达到改善系统功能的效果7 .下列哪种措施不符合生态工程所遵循的物质循环再生原理?（）A.秸秆还田8 .大量施用有机肥C.作物秸秆等残留物作燃料D.采集河泥作肥料8 .下图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误白是（）。A.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量B.沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者C.沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用D.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率二、非选择题9 .一青年农民利用自己学习的生态学知识在自家庭院里建了一个小型农业生态系统，年创收几万元。下图是该家庭生态工程的模式图，请据图分析回答问题：（1

17、4分）(1)从图中可知，人类生活中所需的能源来自于太阳能、沼气等。利用这些能源与利用煤炭相比,突出的优点是。(2)该生态工程中的能量能够更多地被人类利用，原因是。(3)生态工程建设的目的就是遵循自然界 的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环 境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。与传统工程相比较，生态工程具有 的特点。(4)生态工程所遵循的基本原理是 、协调与平 衡原理、以及系统学和工程学原理。(5)据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，应使食物链越长、营养级越多越好，你是否支持这一观点。10.依据生态学原理对农村家庭生活用燃料、厨余垃圾和庭院养殖进行整体设计，构建的庭院生态系统如下图。请回答下列问题。农村庭院生态系统模式图(1)该生态工程设计将猪圈养在温室内的目的是：农作物在生长过程