基于项目学习的“生态工程的基本原理”教学设计

马凯阳 曹芝琳

(山东省青岛第三十九中学 青岛 266106)

1 教材分析

“生态工程的基本原理”是人教版高中生物学教材《现代生物科技专题》专题5第1节的内容，包括生态工程的建设现状和基本原理两部分。其中，生态工程的基本原理是教学的重点、难点，是必修内容“生态学的基本概念和原理”的拓展和应用。从教学内容分析，本节知识内容比较抽象，教师直接讲授的效果不好，如果能引领学生走向自然、社区，不仅能加强学生对生态工程基本原理的理解与应用，还能增强环保意识，树立可持续发展的观念。从教学资源分析，笔者学校新校区扎根乡村、贴近自然，有较多的资源支持项目学习。

本课采用项目学习的方式，以实践活动为载体，通过项目活动的设计与实施，让知识体验贯穿于整个项目活动中，让学生在活动中体验，在活动中学习，使知识探索更加系统化、综合化[1]；同时学生的角色由被动的接受者转变成了主动的知识建构者，能够充分培养学生的自主学习能力、问题分析与解决能力、团队协作能力。

2 教学目标

基于课程标准的内容要求、学业要求和学业质量标准，并围绕培养学生核心素养的要求，制订了如下教学目标：

(1) 通过对社区与校园开展调查与规划设计，初步形成物质循环利用、生物多样性、稳态与平衡、局部与整体的观点。

(2) 通过对社区与校园中出现的生态问题进行分析并提出解决措施，提升科学思维能力。

(3) 通过池塘设计与模型构建、社区规划，体会科学探究的一般方法。

(4) 通过关注生态工程对经济与环境的影响，树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，形成生态意识，增强社会责任感。

3 教学过程

采用“项目学习”的策略，把“生态规划与设计”作为一个项目，教学任务分课上与课下两部分，整体教学任务及进度如图1所示。

图1 项目学习任务与进度图

3.1 准备阶段 具体的教学设计环节如下：

3.1.1 环节1： 确定项目主题 问题引导： 展示学生实际生活中的生态环境现象，并设疑。

现象： ①学校新校区启用后在社会上引起了广泛的关注，人们对于新校区的建筑风格、硬件设施和办学成效均给予了充分肯定；②学校附近的超然社区环境优美、绿树成荫、空气质量良好，但是居民以老人居多、青壮年较少。

设疑： ①为了使同学们的学习生活环境更加优美，大家能否利用所学知识对学校的生态环境建设建言献策呢？②如果你是一名设计师，能否利用所学知识规划改造超然社区，让这里生态环境更加优美、产业结构更加规范，吸引更多人群，让更多的年轻人愿意投入家乡建设呢？

确定主题： 如何对新校区和超然社区进行生态规划与设计？

设计意图： 创设真实情境，引导学生发现实际生活中的问题，激发学生的探究欲望，开启项目学习。

3.1.2 环节2： 小组分工及任务分解 教师活动： 分析生态工程建设需要解决的两类问题： 一类是对已被破坏的生态环境进行修复、重建，另一类是对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善。

学生活动： 教师根据学生的特点分为两个大组，在教师引导下，针对这两类问题展开头脑风暴，梳理出实际生活中亟待解决的问题，明确项目学习的任务。根据任务需要，每个大组划分为若干小组，每个小组选举出一位领导力强、责任心强的小组长。项目任务包括：

任务1——基础铺垫： ①学习生态工程的基本原理(课上)；②搜集生态及社会调查的文献资料(课下)；③了解“田园综合体”的相关政策文件(课下)。

任务2——生态、社会调查： ①校园池塘生态建设情况调查(课下)；②超然社区生态建设情况调查(课下)。

任务3——规划设计： ①校园池塘微型生态工程设计(课下)；②超然社区“田园综合体”规划设计(课下)。

任务4——项目探讨： ①小组项目成果展示(课上)；②项目评价(课上)。

设计意图： 通过分组，使学生明确自己在项目学习中的角色与任务，增强主人翁意识。通过开放式的讨论，引导学生发现问题、分析问题，培养学生的思维能力和语言表达能力。

3.1.3 环节3： 前置课 学生活动： 学习教材上的生态工程案例，并通过网络、报刊等途径收集其他生活中的典型性案例。

教师活动： 引导学生对教材和收集的案例进行分析、讨论，学习其中蕴含的生态工程的基本原理。

设计意图： 强化学生对基础知识的理解，培养学生获取学习资源和解决问题的能力；为进行实地调查和规划设计奠定基础。

3.2 实施阶段 具体教学环节如下：

3.2.1 环节1： 对校园、社区生态环境展开调查 教师指导学生小组按照项目任务开展生态及社会调查，并引导其收集发现的问题。调查结果如下：

第1组开展校园池塘生态建设情况的调查。通过实地调查发现校园池塘存在诸多问题，如： 水体富营养化导致藻类滋生、水质变坏；水分来源少，水体得不到及时补充；与校园内其他水系联系不到位；赏玩价值有待提升等。因此，学生得出结论： 校园池塘存在严重的生态环境问题，没有发挥出其应有的功能。

第2组开展学校外超然社区生态建设情况的调查。通过实地考察、入户走访等活动方式，发现了一些不和谐的现象： 村民随意倾倒生活污水，导致水体污染；生活垃圾“户收集、村集中、镇转运、市处理”的模式还没有真正建立起来；村内普遍存在秸秆燃烧现象；村内植物物种单一，主要是樱桃和杏，物种多样性较低。

设计意图： 引导学生发现真实情境中的问题，激发探究的欲望，培养科学探究的能力。引导学生关注社会生活问题，强化社会责任。

3.2.2 环节2： 运用生态工程基本原理进行生态规划与设计 教师引导学生运用生态工程的基本原理，通过生态工程建设来解决调查中发现的问题。规划设计方案如下：

(1) 池塘微型生态工程 通过文献调查，学生了解到池塘具有调节气候、水系勾连、净化污染等功能。因此，校园池塘环境改善的要点包括： ①合理增加池塘及周边的动植物种类，增加物种多样性；②通过搭建生态浮岛解决水体富营养化问题，净化水质；③构建水网管道，加强池塘与外界水系的联系，保证水源供应；④通过搭配多种多样的观赏动植物，提升池塘的观赏性。根据规划设计方案，学生设计制作了池塘沙盘模型(图2)。

图2 池塘生态沙盘模型

(2) 超然社区“田园综合体” 学生通过调查得知超然社区遍地种植果树，生态环境优美，空气质量优良；在果树下种植蔬菜，充分利用有限的土地资源；合理使用农家肥，减少环境污染。

依托超然社区优良的自然环境、独特的资源优势和已有的产业基础，领会中共中央关于“三农”问题的发展策略，学生设计了超然社区“田园综合体”，规划了5个功能区，每个功能区承担不同的功能。功能区规划如图3所示。

图3 田园综合体功能区划

设计意图： 引导学生运用所学知识来解决相关问题，培养学生解决实际问题的思维习惯和能力，培养学生知识运用与知识迁移的能力。

3.3 总结阶段 包含成果展示和项目学习评价两部分。

3.3.1 内容1： 成果展示 每个小组就各自的项目任务进行讨论、分析，形成一定观点。教师安排1节课进行课堂分享，按照“展示实地调查结果→展示规划设计方案→讨论交流→提问反馈→教师点评”的流程，各小组阐述观点、展示项目成果。教师要注意掌控课堂节奏，对于疑难问题要引导学生进行深入分析。

3.3.2 内容2： 项目学习评价 教师与学生采用组内自评、组间互评和教师评价相结合的多元评价方式对项目学习成果进行评价，教师结合核心素养对项目学习活动进行形成性评价和终结性评价。通过制定自评量表，学生对自己的分工情况、参与情况进行评分。

设计意图： 通过课堂展示，分享学习成果，增强学生的成就感。通过多维、可信的评价与反馈，进一步增强学生的自信心，激发学生深入学习生物的动力和兴趣。

4 教学反思

本次课采用项目学习的策略，按照“提出问题→解决问题”的科学探究模式组织教学，突破了传统课堂的局限，将学生引入自然、社会等真实情境中，发现并解决生活中的实际问题，发展了科学思维，培养了科学探究能力，加深了学生对理论知识的认识与理解，真正实现“做中学”。同时，也引导学生关注社会及民生问题，增强了社会责任感，发展了学生生物学学科核心素养。