中華優(yōu)秀環(huán)保文化與生態(tài)工程

以學(xué)生家鄉(xiāng)的母親河——伊通河改造為驅(qū)動問題，以生物、地理、歷史、化學(xué)學(xué)科融合為學(xué)習(xí)資源，以學(xué)生小組合作模式為基本形式，以學(xué)生完成改造計(jì)劃的水平評價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，以學(xué)生后續(xù)的行動為重要的學(xué)習(xí)情況參考，完成從知到行的學(xué)習(xí)閉環(huán)。在課堂中還通過古今對比、改造前后對比培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷。

教材分析

“生態(tài)工程”人教版《生物·選擇性必修2·生物與環(huán)境》第１單元第４章第３節(jié)內(nèi)容。本節(jié)課是對“生態(tài)工程”一節(jié)所學(xué)知識和形成能力的進(jìn)一步應(yīng)用。在學(xué)習(xí)本節(jié)前，學(xué)生已對生態(tài)工程的定義和基本原理有了一定的認(rèn)識，對于環(huán)境保護(hù)已經(jīng)初具認(rèn)識。在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，將有助于學(xué)生深入了解生態(tài)工程的實(shí)用性，體會生態(tài)工程實(shí)施的復(fù)雜性和綜合性，領(lǐng)悟到保護(hù)家鄉(xiāng)環(huán)境的重要性。

教學(xué)目標(biāo)和方法

課標(biāo)要求如圖1所示。

核心素養(yǎng)要求。生命觀念：認(rèn)同幾丁質(zhì)的衍生物能夠與重金屬離子特異性結(jié)合，建立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)；認(rèn)同生態(tài)工程的基本原理中體現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)與平衡觀。科學(xué)思維：構(gòu)建與生態(tài)工程基本原理有關(guān)的概念模型。科學(xué)探究：通過小組合作、相互討論設(shè)計(jì)“改造伊通河的生態(tài)工程”。社會責(zé)任：通過對未來環(huán)保行動的探討，提高保護(hù)自然環(huán)境的意識。

課堂教學(xué)目標(biāo)：了解生態(tài)工程在河流修復(fù)中的應(yīng)用和以生態(tài)工程為核心的環(huán)境保護(hù)知識；探索作為中國生態(tài)工程案例研究的伊通河；了解環(huán)境保護(hù)在中國社會中的文化意義，設(shè)計(jì)、組織或參與環(huán)保活動；促進(jìn)學(xué)生的分析能力和問題解決能力的形成；培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感；激發(fā)學(xué)生的愛國主義精神。

教學(xué)方法：論證教學(xué)法（GRASPS評價(jià)指標(biāo)體系［目標(biāo)、角色、對象、情境、表現(xiàn)或產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)］）；文獻(xiàn)閱讀法（學(xué)術(shù)型學(xué)生的培養(yǎng)）；項(xiàng)目學(xué)習(xí)法（結(jié)果導(dǎo)向）；討論學(xué)習(xí)法（學(xué)生主體）。

教學(xué)內(nèi)容

導(dǎo)入：“地理教師”介紹河流在生態(tài)系統(tǒng)和人類社會生活中的重要性，強(qiáng)調(diào)河流在提供水源、支持生物多樣性和維持人類生活方面的作用。

“生物教師”導(dǎo)入（驅(qū)動問題：伊通河的改造）：伊通河被稱為長春市的母親河。伊通河是第二松花江的二級支流，在歷史上可行三丈五尺之船，在1685年的“雅克薩之戰(zhàn)”中起到了生命補(bǔ)給線的作用。可是1980年左右的伊通河臭氣熏天、水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重、重金屬嚴(yán)重超標(biāo)。伊通河是長春的母親河，咱們的母親河曾經(jīng)污染嚴(yán)重，我們很難眼睜睜看著具有家園意義的河流淪喪。如果你們是環(huán)保工作者，那么能否對伊通河進(jìn)行有效改造。

過渡：改造伊通河我們需要工具和方法，今天我們就一起學(xué)習(xí)一下《中華優(yōu)秀環(huán)保文化生態(tài)工程》。在改造伊通河的過程中，需要很多知識，知識是不分學(xué)科的，為了更好地幫助同學(xué)們的改造，今天這堂課是由各科教師組成的教師團(tuán)，為大家進(jìn)行知識服務(wù)。

中華優(yōu)秀傳統(tǒng)環(huán)保文化中的生態(tài)工程基本原理。回顧生態(tài)工程的概念、回顧生態(tài)工程原理。在夯實(shí)基本知識的基礎(chǔ)上，分析我國古代優(yōu)秀傳統(tǒng)環(huán)保文化中生態(tài)工程原理的應(yīng)用。

主要體現(xiàn)自生原理。資料1：漢代初年，統(tǒng)治者借鑒道家的“無為而治”思想，采取與民休息的政策。雖然其根本目的是恢復(fù)和發(fā)展國力，可是客觀上使由于戰(zhàn)亂引發(fā)的對自然環(huán)境的破壞情況得到改善。

學(xué)生分析要點(diǎn)：從生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次的角度分析自生；從生物多樣性的角度闡釋自生，體現(xiàn)了自組織、自我調(diào)節(jié)、自我優(yōu)化。可是沒有考慮到合理布設(shè)生物組分和多樣性水平，沒有適當(dāng)?shù)臅r機(jī)進(jìn)行管理，保證系統(tǒng)向著期望的目標(biāo)發(fā)展。

主要體現(xiàn)循環(huán)原理。資料2：朱顯謨院士指出我國古代的“草人土化法”是施肥的最古老記載，其法為土性與肥性相結(jié)合，并有不同的施用法。《周禮·地官·草人》：“掌土化之法，以物地，相其宜而為之種。”依據(jù)土壤質(zhì)地，因地制宜，施用不同的畜糞。一說為用各種不同的獸骨骨汁或糞便進(jìn)行種子處理（糞種），然后再播種到相應(yīng)的土地上去。

學(xué)生分析要點(diǎn)：“無廢棄物農(nóng)業(yè)”學(xué)生體會廢棄物（如糞便和秸稈）得到合理利用。

主要體現(xiàn)協(xié)調(diào)原理。資料3：漢代的淮南王劉安認(rèn)為“教民養(yǎng)育六畜，以時種樹，務(wù)修田疇，滋植桑麻。肥磽高下，各因其宜。正陵販險(xiǎn)不生五谷者，以樹竹木，春伐枯槁，夏取果萌，秋畜疏食，冬伐薪蒸，以民為資。是政生無乏用，死無轉(zhuǎn)尸”。——選自《淮南子·主術(shù)訓(xùn)》

學(xué)生分析要點(diǎn)：協(xié)調(diào)生物與環(huán)境或個體與整體間的辯證關(guān)系。可是沒有考慮到物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞等功能在時間和空間上都遵循一定的序列。考慮到了生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)，可是沒有考慮到生物與生物間的協(xié)調(diào)。

主要體現(xiàn)整體原理。資料4：五代十國時期，南方王朝大量種植茶樹、杉樹等經(jīng)濟(jì)作物等，增加“綠化面積”既保護(hù)了當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境，同時也關(guān)注了民生發(fā)展。

學(xué)生評析各個階段的治理所循序的生態(tài)學(xué)原理，歷史資料辨析中的生物學(xué)知識遷移應(yīng)用（思和辨），優(yōu)缺點(diǎn)評析。

教師總結(jié)我國古代不僅有眾多環(huán)保措施，還形成了一系列環(huán)保思想。“歷史教師”為學(xué)生介紹中華優(yōu)秀環(huán)保思想。

河流水環(huán)境質(zhì)量修復(fù)主要技術(shù)和方法。過渡：通過剛才的學(xué)習(xí)，我們不難發(fā)現(xiàn)我國古代已有生態(tài)工程的雛形，可是還有不完善之處。我們現(xiàn)代對河流水環(huán)境質(zhì)量修復(fù)主要技術(shù)和方法主要有物理、化學(xué)、生物三個方面。

物理方法主要體現(xiàn)在增加水體溶氧量上。化學(xué)方法主要體現(xiàn)在殼聚糖絮凝法用于廢水處理，“化學(xué)老師”進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)：幾丁質(zhì)與重金屬銅離子結(jié)合，產(chǎn)生顏色反應(yīng)。生物方法主要包括微生物能夠分解污染物、植物能吸附重金屬（蘆葦、茭白、蓮），競爭防止水華（金魚藻、鳳眼蓮、滿江紅）。動物能夠捕食藍(lán)細(xì)菌減少水華（鰱魚、鳙魚）等。

伊通河改造工程。依據(jù)表現(xiàn)性任務(wù)評估指標(biāo)和表現(xiàn)指標(biāo)。從目標(biāo)、角色、對象、情境、產(chǎn)品、標(biāo)準(zhǔn)六個方面進(jìn)行評價(jià)。學(xué)生分組基于這六個方面進(jìn)行思考和評價(jià)，提出應(yīng)用生態(tài)工程原理的伊通河改造方案。

教師展示政府已經(jīng)對伊通河進(jìn)行了多期改造，取得了一定成效。相信在黨的領(lǐng)導(dǎo)下我們的生活環(huán)境會越來越好。教師指出的這些改造理念和措施很多與同學(xué)們的不謀而合。期望通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，同學(xué)們未來能夠順利解決有關(guān)河流的環(huán)境保護(hù)問題。

伊通河現(xiàn)狀介紹和環(huán)保我們還能做些什么？小組活動：每個小組可以研究家鄉(xiāng)環(huán)保的一個具體方面（例如，工程技術(shù)、生物多樣性恢復(fù)、社區(qū)參與）。

“中國的哪些文化和歷史因素促成了治理的成功，能否用于世界的其他地區(qū)？”

學(xué)生提出的改造行動要點(diǎn)如下。垃圾回收（電池回收）、浮床、減少城市人類數(shù)量，長春是一個水資源相對貧乏的城市，提倡節(jié)水措施、提倡綠色低碳發(fā)展理念等。

教學(xué)反思：本節(jié)課將中華優(yōu)秀環(huán)保文化與生態(tài)工程的結(jié)合，能夠整合生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)、文化和批判性思維技能，以伊通河為情境，也為學(xué)生提供全面、身臨其境的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，能讓學(xué)生全面了解伊通河的前世今生后，思考其在中國環(huán)保文化和生態(tài)工程背景下的意義，促進(jìn)學(xué)生對環(huán)保文化級生態(tài)工程的認(rèn)知。本節(jié)課是落實(shí)教育部于2022年印發(fā)《綠色低碳發(fā)展國民教育體系建設(shè)實(shí)施方案》的高中實(shí)踐嘗試。學(xué)生對環(huán)境認(rèn)識越全面，越容易理解綠色低碳發(fā)展理念。教師鼓勵學(xué)生走出課堂，不能用教師的思考推動學(xué)生的思考。教師通過本節(jié)設(shè)計(jì)的課程，實(shí)現(xiàn)教課程而不是教教材。

作者簡介：

王欣宇，教育博士，東北師范大學(xué)附屬中學(xué)教師高級教師，研究方向：學(xué)校管理、生物課程與教學(xué)論、教師教育。黃鶴為本文通信作者。本文為2022年吉林省自然科學(xué)基金資助課題“基于生物大數(shù)據(jù)的中學(xué)生視力變化和綜合防控研究”（項(xiàng)目編號：20220101321JC）的階段性研究成果。本文為2023年東師“研創(chuàng)課堂”大家壇（2023秋）暨義務(wù)教育學(xué)科課堂教學(xué)改革研修系列活動的主題教學(xué)《中華優(yōu)秀環(huán)保文化與生態(tài)工程》。本文為2023年吉林省社會科學(xué)基金項(xiàng)目 “中學(xué)教育綠色低碳發(fā)展理念教育素養(yǎng)研究”（項(xiàng)目編號：2023C90）的階段性研究成果。作者單位：東北師范大學(xué)附屬中學(xué)；東北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院。