高中生物人教版（2019）选择性必修2 3.5 生态系统的稳定性 教学设计

第5节 生态系统的稳定性
(一)教学目标
1.概述生态平衡是指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
2.通过分析生态系统中的反馈调节过程，阐明生态系统具有维持或恢复生态平衡的能力。
3.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
4.通过设计提高生态系统稳定性的方案，关注人类活动对生态系统稳定性的影响。
5.设计并制作生态缸，观察其稳定性。
(二)教学重点、难点
1.教学重点
(1)分析生态系统中的反馈调节过程，阐明生态系统具有维持或恢复生态平衡的能力。
(2)举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
2.教学难点
(1)举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
(2)设计提高生态系统稳定性的方案。
(三)教学过程
一、创设情境，导入新课
PPT展示“问题探讨”中紫茎泽兰的实例，组织学生讨论相关问题。
很多外来物种的入侵，往往因为适应的能力强，没有天敌等制约因素，会严重干扰入侵地的生态系统。
与紫茎泽兰的例子不同，地球上许多生态系统不时受到外来干扰，但只要这种干扰没有超过限度，生态系统就能够通过自我调节得以恢复，从而维持相对稳定的结构和功能。像这样，生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态，就是生态平衡。
二、生态平衡的特征
结合群落演替的内容，理解生态系统的稳定源自群落生物与环境以及生物与生物之间的相互适应。
处于生态平衡的生态系统具有以下特征。第一，结构平衡:生态系统的各组分保持相对稳定。第二，功能平衡:生产——消费——分解的生态过程正常进行，保证了物质总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。第三，收支平衡。
生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态的平衡。那么，这种动态平衡是通过什么调节机制实现的呢
认识生态系统的自我调节过程和负反馈调节机制。
分析在一片草地上，如果兔子大量增加，草及其他生态系统组分的变化。以及在森林中，随着植被的大量生长，森林逐渐变得郁闭，林间阳光减少，制约了林下树苗的成长, .还导致枯枝落叶的积累，增加了发生自然火灾的可能性。当火灾发生后通过自我调节森林面貌逐渐恢复的过程。
通过对实例的分析认识到生态系统调节过程是自我调节。调节过程依靠系统内生物的生命活动会在干扰后自动进行。调节结果是维持各组分的相对稳定，但调节能力是有一定限度的，超出阈值的干扰会导致生态失衡。上述生态系统都遇到了破坏或干扰，而对抗这种破坏或干扰，使生态系统恢复平衡的调节机制，就是负反馈机制。由此引出负反馈调节概念，所谓负反馈，是指在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。
生态系统通过负反馈调节机制进行自我调节达到或维持生态平衡。负反馈调节机制是普遍存在、不可缺少的。
三、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
生态系统的稳定性表现在两个方面:一方面是生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力,叫作抵抗力稳定性;另一方面是生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力，叫作恢复力稳定性。通过举例说明稳定性的两个方面。
利用PPT展示一个简单的食物网，提出相关问题，通过讨论使学生认识到食物网中物种是相互关联的，任何物种的变化都会直接或间接地影响其他物种。再展示一个更复杂的食物网，比较两个食物网，引导学生思考哪个食物网所在的群落更加稳定 为什么
通过对实例的分析比较，理解生态系统的营养结构越复杂，反馈调节的路径越多，调节就越精细，生态系统抵抗干扰的能力就越强，就越容易维持平衡状态。
四、提高生态系统的稳定性
维持生态平衡，提高生态系统的稳定性，对于自然或人工生态系统是十分必要的。
维持生态平衡，提高生态系统的稳定性，一方面要控制对生态系统的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统。另一方面，对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
分析实例，小组讨论进一步理解控制对生态系统的干扰强度，不超过其自我调节能力;对利用强度较大的生态系统，给予相应的物质和能量投入。