普通生态学教学设计

1《普通生态学》教学设计(初稿)张健华湖南文理学院2010年1月2教案内容教学设计第一部分绪论基本内容：一、生态学的定义二、生态学历史、对象与范围三、生态学的分支科学、交叉学科四、生态学发展动态五、生态学的研究方法新课导入：从理解生命活动过程入手，分析任何生物的生存和发展都需要从环境中获取资源，环境对生物而言就是资源的同意语；在这种情况性生物就与环境产生了生态关系；生态学就是研究这种关系的一门科学。教学重点：生态学的本质与内容：环境对生物的决定和塑造作用，生物对环境的适应；适应环境的生物对环境的改变作用。教学难点：生态学的研究方法论：观察法；实验法科学研究的基本思路。教学内容解析（概念、原理、范例）：主要概念：生态学生物环境非生物环境种群群落生态系统生物圈进化生态学化学生态学GAIA学说内容分析：生态学的定义介绍生态学的概念。应包括不同作者的定义，但应该对最为简单的、最为广泛采用的定义有肯定的赞同。生态学研究历史、对象与范围简单介绍生态学的发展历史，以及在各个阶段的研究的中心内容。重点介绍生态学的研究对象。生态学的分支科学、交叉学科1.分枝学科2.与生物学分支学科的交叉；计划课时为2.0展开问题的思路：不同历史时期生态学研究对象的扩大与解决人类生存发展问题的关联性参与性讨论：如何认识社会生态化、生态社会化？如何认识生态学和生物学其他学科在认识论上的异同？33.生态学在生命科学体系中的应用性学科；4.生态学与自然科学相关学科的交叉；5.生态学与人文社会科学的交叉。生态学的发展动态1.作为基础科学的生态学的发展动态；2.生态学应用领域及其应用学科的发展动态；3.生态哲学、生态智慧生态学的研究方法1.科学研究的基本方法；2.生态学的观察、实验3.生态学如何以小见大：样方技术，取样技术本章小结：生态学是什么？——研究对象，概念，分支学科，交叉学科形成和发展；——主要的历史阶段，代表性任务，重要学术著作现状如何？——对象变化；手段变化；范围扩大如何学习？课外作业：1、什么是生态学？你认为生态学的本质是研究什么？2、生态学的研究层次有哪些？这些层次在生态学不同的发展时期各有哪些偏重？3、生态学的发展分为那几个时期？各时期的主要代表人物是哪些？各时期的研究对象有什么特点？4、现代生态学的发展有哪些特点？如何认识“生态学的社会化、生态学必须科学化”？建议读物：1、尤金·奥德姆著,.1988.生态学基础.高等教育出版社2、孙儒泳，李博，诸葛阳，尚玉昌编.1992.普通生态学.高等教育出版社,1-103、李博主编.1999.生态学.高等教育出版社,1-9启发思考：目前人类面临的资源环境问题为什么需要生态学来进行引领？4教案内容教学设计第二部分个体生态学基本内容：一、生物与环境二、能量环境三、物质环境新课导入：从自然界中获取物质和能量构建自身是生物生长发育的必然过程，认识自然界生物可利用物质和能量的状态、性质、数量、时间和空间的变化，是生态学研究的基础。这些能量和物质以及影响能量和物质的因素及其对生物的影响就构成了个体生态学的研究内容。教学重点：生态因子作用的特点：综合、主导、限制、直接/间接、阶段性、不可替代和相互补偿光、温、水、土——对生物有什么用？生物如何获得取这些资源？正常条件下生物如何适应（时间、空间变化）？太多、太少将产生什么影响？生物如何适应？形态结构、生理生化、行为适应教学难点：生物的适应组合；适应辐射教学内容解析（概念、原理、范例）：主要概念：物种（种），种群，环境生态因子环境因子主导因子最小因子法则耐受性法则限制因子生态幅适合度指示生物驯化休眠滞育内稳态阳性植物叶面积指数光饱和点昼行性动物光周期现象短日照植物Bergman规律Allen规律三基点活动积温物侯少浆液植物恒渗植物团粒结构内容分析：第一章生物与环境本章介绍环境因子（生态因子）的定义。并解释在环境学中与生态学中“环境”概念上的差异（范围的限定）。本章介绍环境因子作用的规律，其中包括生态学的一些基本定律（或规律）。包括许多生态学最基本的理论问题。㈠环境、环境因子及其类别1、环境的概念，环境因子与生态因子计划课时为7.3学时2学时2学时时间分配180分钟展开问题的思路：讲述生态因子：根据三基点展开；讲授生物的适应：52、非生物因子与生物因子3、直接因子和间接因子4、大环境、小环境；内环境与外环境㈡生态因子作用的规律⒈生态因子作用的综合性⒉非等价性，主导因子⒊不可替代性与互补性⒋限制作用：最小因子法则/耐受性法则；三基点㈢生物对环境因子的适应途径1、形态适应2、生理适应：驯化；内稳态机制3、行为适应：休眠、迁徙、滞育等。⒋生物的适应组合⒌适应的遗传基础（稍提即可）第二章能量环境本章介绍组成能量环境的光因子与温度因子的定义。本章介绍光因子的生态作用和温度因子的生态作用。一、光因子㈠陆生环境中的光因子⒈光在时间和空间的上的分布特点⒉光强度对植物的生态影响⑴阳性植物、阴性植物⑵光补偿点、饱和点⒊光照强度对动物的影响⒋光的周期性变化对动物和植物的生态效应㈡水生环境的光因子⒈水体光的分布特点⒉水生生物对光的适应二、温度因子㈠温度的分布特征与生态意义⒈温度的分布特征⒉温度的生态意义：代谢；分布㈡温度对生物分布和生命活动的影响⒈极端低温/高温对生物的影响⒉生物表现的形态适应：动物表现的形态适应—①BERGMAN规律；②ALLEN规律等⒊生物表现的生理适应：极端高温对生物的影响与生物的生理适从形态、生理生化、行为等方面展开参与性讨论：4、什么叫生理分布区和生态分布区？二者的区别和联系是什么？5、大环境和小环境对生物的生态效应有何不同？举例说明。120分钟6应⒋生物表现的行为适应⒌温度与生物的发育：①有效积温；②物候第三章物质环境一、水因子㈠水的分布与水因子的生态意义1、水陆环境的主要差异2、水的理化性质3、水的生态意义（组份，代谢介质，分布，形态塑造）㈡生物对水因子的适应1、水、陆生植物对水因子的适应（1）水生植物（2）陆生植物2、动物对水因子的适应（1）水生动物的渗透压调节（2）陆生动物对干旱的适应（3）适应组合二、大气因子⒈大气因子的组成⒉大气因子的生态意义⒊大气因子对生物的影响⒋生物对大气因子的适应三、土壤因子1、土壤的生态意义2、土壤的物理性质对生物的影响3、土壤的化学性质对生物的影响4、土壤环境与动物的适应四、火因子1、火烧的影响及其生态作用2、植物/动物对火因子的适应五、风因子1、风因子的影响及其生态作用2、植物/动物对风因子的适应六、人类活动对生物的影响⒈人类活动对生物的积极意义：①选择②伴人适应与进化120分钟启发思考：生物对环境因子的适应特征、现状的分布与地球历史变化过程有什么联系？人类是如何干扰和影响生物适应环境的？7⒉人类活动对环境因子的改变：生态破坏与环境污染⒊人类活动对生物的生态影响本章小结：生态因子的特点及其对生物的影响方式；生物对生态因子的适应课外作业：1、生态因子一般被分为哪五大类型？哪些是直接作用？哪些是间接作用？生态因子作用有什么特点？2、Liebig的最小因子法则和Shelford的耐受性法则分别是说明生态因子作用的什么特点？生物的耐受曲线在生态幅宽狭不同的生物中，其图形上有什么特点？3、多个生态因子的综合作用对生物的适合度有何影响？请举例说明。4、生物对生态因子的限制作用的调整主要表现在哪些方面？它们分别是对哪些生态条件的适应？具有哪些生态意义？5、内稳态生物和非内稳态生物在适应环境的方式、能力上有何差异？内稳态生物如何保持其稳态机制的？6、举例说明什么是适应组合？生物为什么要出现适应组合？7、光在时间和空间上的配置对植物和动物产生哪些影响？它们又是如何适应这些变化的？8、温度有哪些生态意义？低温和高温对生物会产生哪些影响？植物和动物如何在形态、生理、行为上进行适应？为什么温度能够限制生物的分布？9、什么叫有效积温？利用它在实际生产中有哪些价值？10、水环境和陆生环境有哪些不同？植物在适应方式上又有何不同？11、水生动物和陆生动物在对水因子方面的适应中主要面临哪些矛盾？它们又如何适应？12、水体介质及其低氧环境对生物的形态和结构及其能量耗散产生哪些影响？13、盐碱土对植物有哪些不利影响？盐土植物对植物的适应方式有哪些？建议读物：1、尤金·奥德姆著,.1988.生态学基础.高等教育出版社82、孙儒泳，李博，诸葛阳，尚玉昌编.1992.普通生态学.高等教育出版社,11-513、李博主编.1999.生态学.高等教育出版社,10-424、周晓峰主编，1999.中国森林与生态环境。北京：中国林业出版社。5、任海，彭少麟，2001.恢复生态学导论。北京：科学出版社。.6、WalterLarcher（翟志席、郭玉海等译），1997.植物生理生态学。北京：中国农业大学出版社。7、BarbourM.G.,BurkJ.H.,PittsW.D.,GilliamF.S.andSchwartzM.W.1999.TerrestrialPlantEcology.AddisonWesleyLongmanInc.9教案内容教学设计第三部分种群生态学基本内容：一、种群及其基本特征二、生物种及其变异与进化三、生活史对策四、种内与种间关系新课导入：种群是生物物种在自然界存在的形式和基本功能单位，探讨物种数量、质量、分布、发展动态是种群生态学的核心，也是生态学的核心内容之一。教学重点：种群增长模型（与密度相关的）；种群调节方式（假说）；繁殖成效亲本投入、繁殖成本；繁殖格局：一次与多次，生活年限和繁殖；繁殖策略：K选择和r选择；R-C-S型生活史式样；生物的性行为：有/无性生殖；性别系统，婚配制度；他感作用；性选择。种内关系：密度效应——最后产量衡值法则，—3/2自疏法则；种间关系：竞争和生态位，植物的防卫作用；植物与食草动物之间的协同进化教学难点：种群的遗传变异，物种的形成与分化教学内容解析（概念、原理、范例）：主要概念：构件单体生物构件生物密度年龄结构性比植物的建筑学结构生命表净生殖率内禀增长率瞬时增长率周限增长率环境阻力环境容量最大连续产量水华时滞效应生态入侵基因库遗传漂变瓶颈效应建立者效应中性学说配子选择亲属选择群体选择性选择渐变群工业黑化适应辐射r-K连续体社会等级领域性亲代投入利它行为协同进化生态位ZNGI他感效应（异种抑制效应）偏利共生互利共生计划课时为8.4学时自学2学时2学时10内容分析：第一章种群及其基本特征一、种群的概念种群的定义、种群在不同学科中的称谓。种群定义所表现的时空、遗传和数量特征。二、种群的各种参数⒈种群大小与密度⒉种群的分布，种群分布的判断⒊种群概念的扩展：单体生物与构件生物，构件⒋种群的结构特征：年龄结构与性比三、种群动态㈠生命表与种群动态参数生命表的编制；静态生命表与动态生命表；⒈研究种群动态的参数⑴生命表的分析⑵种群增长率r/内禀增长率rm/瞬时增长率⑶周限增长率⒉生存曲线㈡种群动态的模型研究⒈指数增长模型⒉LOGISTIC增长模型⒊与密度有关的不连续增长模型⒋具时滞效应的、与密度有关的不连续增长模型四、自然种群的数量变化⒈季节性增长⒉周期性波动⒊种群大爆发与种群的灭亡五、种群调节⒈种群调节概念⒉种内竞争动物与植物种内竞争的差异⒊种群调节各学说简介与评价第二章生物种及其变异与进化一、种群遗传学基本概念⒈种、种群和进化⒉遗传和变异时间分配240分钟，展开问题的思路：围绕种群的关键问题：有多少？在哪里？什么因素影响和决定了它的多少和分布？以后将发生什么变化？自学11⒊哈迪—魏伯格原理二、生物的进化要素⒈突变和重组⒉自然选择⒊基因流动⒋随机遗传漂变⒌种群内遗传平衡多态现象三、物种的形成⒈物种形成过程⒉物种形成机制⒊种的形成方式第三章生活史对策⒈生活史对策定义⒉能量权衡原则⒊r和K对策⒋C、S和R对策⒌其它生活史对策第四章种内种间关系一、种间竞争1、种间竞争模型⑴Lotka-Voltarra模型⑵Tilman模型2、竞争排斥原理3、生态位理论4、自然种群的种间竞争表现二、捕食关系1、捕食关系的概念：广义与狭义的概念2、种间竞争模型Lotka-V