第5節生態系統的穩定性教學難點抵抗力穩定性和恢復力穩定性的概念和聯系。教具準備1.文字資料1：“生物圈Ⅱ號”實驗資料。2.文字資料2：各種生態系統的抵抗力穩定性和恢復力穩定性比較。3.文字資料3：負反饋調節的實例。4.圖片資料1：大興安嶺火災后的情況以及現在的狀況。5.圖片資料2：熱帶雨林、北極苔原生態系統的圖片和食物網簡圖。6.圖片資料3：草場防護林。7.課件：負反饋調節模型。8.視頻1：亞馬遜熱帶雨林的破壞。9.視頻2：我國的重點自然保護區。課時安排2課時第1課時，學習生態系統穩定性的概念以及原因、抵抗力穩定性和恢復力穩定性、如何提高生態系統的穩定性。第2課時，完成制作實驗。三維目標1.識記生態系統穩定性的概念。2.闡明生態系統的自我調節能力。3.舉例說明抵抗力穩定性和恢復力穩定性。4.簡述提高生態系統穩定性的措施。5.學會設計并制作生態缸，觀察其穩定性。6.通過圖片、照片、視頻、課件使學生形象地了解生態系統的穩定性。7.學生通過構建模型，清晰地理解負反饋調節和自我調節能力。8.通過對不同生態系統的分析，清楚抵抗力穩定性和恢復力穩定性的關系。9.通過設計制作生態缸，觀察生態系統的穩定性，并培養學生合作探究、思考分析的能力。10.認同生態系統穩定性的重要性，關注人類活動對生態系統穩定性的影響。11.通過對抵抗力穩定性和恢復力穩定性關系的學習，確立辯證統一思想。12.通過制作實驗，培養學生相互合作、幫助的良好品德。教學過程第1課時導入新課師前面我們學習了生態系統的類型、結構、功能和信息傳遞。弄清了各種生態系統的成分、結構，也知道了它們如何通過能量流動、物質循環和信息傳遞建立起有機的聯系，形成一個統一的整體。那么，生態系統的穩定性如何呢？我們一起來學習生態系統的穩定性。大家先看一下問題探討。（學生看書）推進新課師可見，自然生態系統受到外界干擾（自然或人為）后，仍能保持相對穩定。那么，人類能否在生物圈之外建造一個適于人類長期生活的生態系統呢？美國的科學家們做了這樣的實驗。（投影儀顯示“生物圈Ⅱ號”）（注：教師應對資料中有關的內容加以補充，如：建造的時間、占地面積、空間大小、投入研究的資金、實驗的時間和方法、出現的問題、實驗結果及其分析）師討論下列問題：問題一：科學家們為什么要建造“生物圈Ⅱ號”并進行實驗呢？問題二：在“生物圈Ⅱ號”中模擬生物圈建立了哪些生態系統？里面有哪些成分？問題三：八位科學家原打算在“生物圈Ⅱ號”中自給自足生活兩年，為什么中途撤出了？這個實驗過程中出現了什么問題？問題四：“生物圈Ⅰ號”出現這些問題了嗎？“生物圈Ⅱ號”實驗失敗說明了什么問題？師誰來回答一下第一個問題？生深入研究生態系統的結構和功能，并實驗人類離開地球能否生存。師是的。如果實驗能成功，那我們真正能進入太空生活，不用帶大量的食物和水等必需品。那第二個問題呢？生有微型的森林、沙漠、農田、海洋、溪流；里面有土壤、水源、空氣、太陽光，多種多樣的動植物和微生物等成分。非生物的物質和能量、生產者、消費者和分解者應有盡有。師看來所有成分都有了，那為什么出現了問題三的情況呢？生1由于土壤中的碳與氧氣反應生成二氧化碳，部分二氧化碳又與建“生物圈Ⅱ號”的混凝土中的鈣反應生成碳酸鈣，導致氧氣含量由21％下降到14％，二氧化碳含量猛增。生2昆蟲中除了白蟻、蟑螂和蟈蟈外其他基本死亡，食物鏈等營養結構聯系中斷。生3靠花粉傳播繁殖的植物都滅絕了，糧食嚴重減產。……師不錯，問題很多。為什么呢？生1人工建立的生態系統畢竟形成的時間太短，無法維持穩定。生2里面的各種成分都是人為加入的，而不是通過長久的進化逐漸形成的，所以有些生物可能會淘汰，而使食物鏈斷裂。生3空間太小了，無法完成大范圍的物質循環，導致物質循環受阻。……師不錯，問題四就由我來回答總結。“生物圈Ⅰ號”沒有出現這樣的問題，整個生物圈保持相對穩定。該實驗的失敗表明，在現有技術條件下，人類還無法建造一個脫離地球自然環境而又能讓人類休養生息的生態系統，原因就是這樣的生態系統的結構和功能難以像真正的生物圈那樣，長期保持相對穩定。師好，我們重新回到書本，看討論。誰來回答一下，參考一下以前的知識。生1因為自然的生態系統是經過千萬年進化而來的，其中的生物和無機環境之間，以及生物與生物之間密切聯系，已經形成了一個嚴密的整體。能依靠相互之間的聯系抵御外界的干擾。生2因為各個生態系統都有自己特有的成分，這些成分組成了生態系統的特有結構，而各種生物又通過生態系統的功能互相聯系，形成一個統一的整體。所以它能夠抵抗外界干擾。生3生態系統具有嚴整的結構和完善的功能，受到外界干擾后，能依靠各種成分之間的相互關系而保持相對穩定。……師大家說得不錯，都能利用以前的知識來說明。簡單地說，生態系統之所以具有相對穩定性是因為其具有自我調節能力，而這個能力與我們以前學的知識是密切相關的。生態系統所具有的保持或恢復自身結構和功能相對穩定的能力，叫做生態系統的穩定性。生態系統的穩定性是由于生態系統具有自我調節能力。師那什么是自我調節能力呢？我們先來看書本中的兩個實例：實例1：河流自凈作用。聯系：兩者共同存在于生態系統中，同時發揮著作用。兩者密切聯系，不可分割。師它們也有區別。區別：①兩者的概念不同。②對同一個生態系統來說，抵抗力穩定性和恢復力穩定性往往存在著相反的關系。③不同的生態系統抵抗力和恢復力穩定性存在著差異。師這里我們重點來看看不同的生態系統抵抗力和恢復力穩定性存在的差異。首先，我們來看抵抗力穩定性。前面已經說過，生態系統中組成成分越多，食物網越復雜，其自我調節能力就越強，抵抗力穩定性就越高。我們就舉2個特殊的生態系統——熱帶雨林、北極苔原生態系統來說明，請大家看圖片資料和書本文字，然后對兩個生態系統的穩定性進行分析說明。（課件展示圖片資料2）（學生對資料和書本內容進行討論和說明）（教師評論修改）師從中可以很清楚地看出熱帶雨林的生物種類繁多，營養結構復雜，自我調節能力非常強，抵抗力穩定性也很高。但是，如果外界干擾超過了它的自我調節能力，它也會破壞，而且恢復起來十分困難。這說明它的恢復力穩定性比較差。北極苔原生態系統，生物種類少，營養結構簡單，自我調節能力差，抵抗力穩定性非常弱。當北極苔原生態系統受到破壞后，因為其物種少，所以恢復起來比較簡單，其恢復力穩定性較高。但是，這里要說明兩點：第一：恢復力穩定性的高低與破壞程度、環境條件也有關系。（見備課資料2）在書本上就講到了生態系統在受到不同的干擾和破壞后，其恢復速度和恢復時間是不一樣的。第二：人工的生態系統，如果沒有人為的幫助，其抵抗力和恢復力穩定性都很差。好，我們來看一下各種生態系統的抵抗力穩定性和恢復力穩定性比較。（課件展示文字資料2）師在一般情況下，生態系統的生物種類多，營養結構復雜，自我調節能力就強，抵抗力穩定性就高。相反，抵抗力穩定性就低。而且，對同一個生態系統來說，抵抗力穩定性和恢復力穩定性往往存在著相反的關系。師課本P111旁的問號怎么回答？生1對抵抗力穩定性較強的生態系統，我們可以進行合理利用。如：森林的間伐、草原的劃區輪牧、季節性放牧等等。生2對抵抗力穩定性較弱的生態系統，我們要進行保護。如：建立自然保護區、植樹造林等等。生3對污染物的排放一定要達標，不能超過生態系統的自我調節能力。……師很好。我們學習的目的就是要把所學的知識歸還到生活中，來解決實際問題。下面我們來看一下提高生態系統穩定性的方法。一方面：要控制對生態系統干擾的程度，對生態系統的利用應該適度，不應該超過生態系統的自我調節能力。另一方面：對人類利用強度較大的生態系統，應實施相應的物質、能量的投入，保證生態系統內部結構和功能的協調。師誰就第一方面舉一個例子？生合理捕魚、合理放牧、合理砍伐等等。師不錯。第二方面大家看書就可以了，我們來看一下草場防護林。（課件展示圖片資料3）師其實對于第二方面，建立自然保護區也是很好的方法，我們來看看我國的重點自然保護區。（播放視頻2）師自然保護區通過人為地投入、法制管理、教育對保持和提高生態系統的穩定性起了很好的作用。課堂小結師這節課就上到這里，下面我來總結一下。（1）生態系統的結構和功能總是處于不斷變化的過程中，生態系統的穩定只是相對的穩定。（2）生態系統的穩定性是生態系統所具有的一種自我調節能力，而這種能力的基礎是負反饋調節。（3）生態系統的穩定性包括抵抗力穩定性和恢復力穩定性。（4）生物圈是人類生存的唯一環境，而人類活動的干擾正在全球范圍內使生態系統偏離穩態，我們要保護并提高生態系統的穩定性。教學后記：第2課時導入新課師上節課我們學習了生態系統的穩定性，現在我提幾個問題，看看大家掌握了沒有。（1）生態系統穩定性的概念。（2）生態系統具有穩定性的原因。（3）生態系統自我調節能力的基礎是什么？（4）抵抗力和恢復力穩定性的關系。（5）如何提高生態系統的穩定性？生回答（略）。（教師評論）推進新課師這節課，我們就利用以前學習的知識，制作生態缸，并觀察其穩定性。板書：課題：設計并制作生態缸，觀察其穩定性。師類似的實驗我們在第一節中已經讓大家課外做過了，但那次我們做的是小生態瓶，比較簡單。這次是制作生態缸，相對要復雜一些。我們先看實驗的目的要求。1.目的要求設計一個生態缸，觀察其穩定性。師實驗的目的要求是一個實驗的靈魂，我們所做的所有工作全部是圍繞著目的要求展開的。下面是實驗的基本原理。2.基本原理依據生態系統的原理，將生態系統的各種組成成分進行合理地組織，構建一個微型的生態系統。在設計時，要考慮不同營養級生物之間的合適比例，使微型生態系統正常運轉。但是，人工的生態系統穩定性是有條件的，也是短暫的。請問：不同營養級生物之間的合適比例應該是怎樣的？生符合數量金字塔。師很好，實驗原理是我們在做實驗時依據的理論基礎。下面是實驗材料。3.實驗材料師我先提個問題，生態系統的成分有哪些？生生產者、消費者、分解者、非生物的物質和能量。師很好。我們在設計生態缸時，這四種成分缺一不可。而且，大家還應該特別注意生產者、各種消費者的數量關系。生產者：浮萍、水草、蕨類植物、雜草、仙人掌或仙人球。消費者：小烏龜、蝸牛。分解者：蚯蚓、細菌、真菌。非生物的物質和能量：土壤、水、空氣、陽光等等。師這是書上提供的材料，大家如果有興趣，課后還可以用其他材料來做，但要注意兩個基本要點：（1）成分要齊全；（2）比例要適中。下面是實驗步驟。4.實驗步驟（1）制作生態缸框架，可以由教師課前完成。（2）用所給材料制作生態缸，可以分組進行。如：四人一組。注意：各組所用的材料在種類和數量上可以不同，來進行比較。（3）封上生態缸蓋，放置于室內通風良好，光線充足的地方，但要避免陽光直射。（4）每周觀察一次，作好記錄。師在實驗中還要注意以下幾點：（1）小生態瓶中投放的生物,必須具有很強的生活力。投放的動物數量不宜過多,以免破壞食物鏈。（2）生態缸可制作成封閉型，也可制作成開放型（即不加蓋）。前者對生態系統的基本成分及其比例有著更嚴格的要求。（3）為了使生態缸內的沙地保持干燥，可在沙土下鋪墊一張塑料布，以防止缸中水（氣）滲透上來。（4）生態缸制作完畢后，應該貼上標簽，在上面寫上制作者的姓名與制作日期。（5）讓學生設計一份觀察記錄表，內容包括植物、動物的生活情況，水質情況（由顏色變化進行判別）及基質變化等。（6）定期觀察，同時作好觀察記錄。（7）如果發現生態缸中的生物已經全部死亡，說明此時該生態系統的穩定性已被破壞，記錄下所經歷的時間。（8）設計實驗對照組。在一個班內,教師可以有意安排設計多種對照實驗,由不同的小組來完成。如水質、植物數量、動物數量、基質內容、見光與否等項目。在分析結果時,讓學生通過分析比較找出較好的設計方案。（9）依據觀察記錄，對不同生態缸進行比較、分析，說明生態缸中生態系統穩定性差異的原因。（10）舉辦小型展覽。有條件的學校,可以在實驗過程中組織一次生態缸的小型展覽，提高學生的興趣。5.結果與結論根據觀察結果，完成實驗報告，得出結論。6.小組討論對書本問題及實驗中的問題進行探討，提出實驗的改進方法和正確的實驗結論。師下面大家可以開始做實驗了。（教師作必要的巡視和指導）7.實驗時間的安排課堂上：實驗課上先由教師集中講解設計的要求、方法、觀察的要求等內容。然后,由學生分組設計并制作生態缸。教師進行必要的指導和幫助。課后：可以把生態缸集中放在學校的實驗室中進行觀察，由每個小組的組員分別來進行觀察記錄。8.如果學生有興趣，課后可以指導學生進行其他類型小生態系統的設計和制作板書設計第5節生態系統的穩定性（第1課時）一、生態系統穩定