何 波

(廣東省廣州市花都區(qū)新華中學(xué) 510800)

核心概念是生物學(xué)科的主干知識，對學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)及相關(guān)科學(xué)具有重要的支撐作用。核心概念的形成有助于幫助學(xué)生深入理解和應(yīng)用知識，有利于發(fā)展學(xué)生的生命觀。從課標(biāo)要求和歷年高考題來看生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)都是高中生物教學(xué)的核心概念，現(xiàn)以“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”一節(jié)教學(xué)為例，運(yùn)用合作探究教學(xué)方式來降低學(xué)生學(xué)習(xí)概念的難度，提高概念教學(xué)的有效性，提升學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)。

1 分析教學(xué)內(nèi)容，把握核心概念

“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”是人教版高中生物學(xué)教材必修3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第5章第1節(jié)內(nèi)容，本節(jié)需要學(xué)習(xí)和掌握的重要概念有：①生態(tài)系統(tǒng)是指一定區(qū)域內(nèi)的所有的植物、動物、微生物以及非生物環(huán)境(種類)；②依據(jù)生物在生態(tài)系統(tǒng)中的不同作用，一般可分為生產(chǎn)者、消費者和分解者(成分)；③生產(chǎn)者通過光合作用把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，然后通過食物鏈(網(wǎng))傳給消費者、分解者(功能)；④生物圈是最大的生態(tài)系統(tǒng)(范圍)。可將本節(jié)重點概念劃分為核心概念、一般概念和具體概念并以概念圖形式呈現(xiàn)(圖1)。

圖1 生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)概念的結(jié)構(gòu)層次圖

2 巧用教材插圖創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入概念

教學(xué)過程中導(dǎo)入教學(xué)活動的形式是多種多樣的，可以教師口頭提問、用教材插圖或幻燈片提供問題情境、展示實物模型等方式，吸引學(xué)生的注意力和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而導(dǎo)入新課。學(xué)生通過對“種群和群落”的學(xué)習(xí)，已經(jīng)明確種群和群落的概念及關(guān)系，但這兩個概念在學(xué)習(xí)“生態(tài)系統(tǒng)”概念時存在隱蔽性，所以教師在教學(xué)中應(yīng)該讓學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)并暴露這些已有知識。教師巧用必修3教材87頁的插圖創(chuàng)設(shè)情境來導(dǎo)入核心概念。學(xué)生對同種生物構(gòu)成種群，不同種群的生物構(gòu)成群落有了一定的認(rèn)識，但必定產(chǎn)生疑問：群落與生態(tài)系統(tǒng)之間會有什么關(guān)系呢？然后以預(yù)設(shè)的問題組織學(xué)生開展課堂討論，實施探究活動，教師在討論過程中注意傾聽學(xué)生暴露的錯誤概念，最后再一并指出，導(dǎo)出核心概念。這種導(dǎo)入從上課效果來看，由于插圖信息的具體化和形象化一下子就引起學(xué)生的注意力，充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3 實施小組合作，探究概念

在生態(tài)系統(tǒng)的組成成分這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，對于生產(chǎn)者、消費者、分解者等各組成成分，學(xué)生通過初中的學(xué)習(xí)有所了解也能例舉一兩個實例，但對于概念并不是很清楚,所以對于所有成分的準(zhǔn)確判斷還有待探究。由于必修3教材編排了“設(shè)計并制作生態(tài)缸”的探究實驗。因此，教師采取了學(xué)生小組自建微型生態(tài)系統(tǒng)的探究實驗進(jìn)行概念教學(xué)，探究的過程就是學(xué)生思維展開、問題解決的過程，也是概念形成的過程。

3.1 課前準(zhǔn)備 首先根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、性格愛好等因素將全班學(xué)生分為12個合作小組，每個小組4人，各小組確立1名組長。為了保證各小組各成員都能積極參與其中，并且能真正理解核心概念，所以根據(jù)小組意愿和組內(nèi)學(xué)生的差異在自建微型生態(tài)系統(tǒng)之前進(jìn)行了明確分工：以自愿為原則，每個小組商量確認(rèn)課前準(zhǔn)備好一種生物或非生物[要求：準(zhǔn)備生物或者非生物的數(shù)量要能滿足12個小組構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的需要；其中3個小組必須是不同種的動物，3個小組必須是不同種的植物，3個小組是不同種的微生物(營寄生或腐生生活的)，3個小組是不同種的非生物]；組內(nèi)4名同學(xué)必須都閱讀教材第5章第1節(jié)制作生態(tài)缸的相關(guān)內(nèi)容，思考：自建一個微型生態(tài)系統(tǒng)必須有哪些組成成分？每種成分具體有什么作用？最后每個小組根據(jù)自組情況準(zhǔn)備一個生態(tài)瓶或者生態(tài)缸。

3.2 課堂實施 概念教學(xué)中，教師首先通過創(chuàng)設(shè)情境，循序漸進(jìn)地呈現(xiàn)出核心概念生態(tài)系統(tǒng)。然后要求每組學(xué)生在課前準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上以小組為單位展開討論：小組擬自建一個什么微型生態(tài)系統(tǒng)(水生還是陸地)？準(zhǔn)備選擇哪些生物和非生物？數(shù)量大概要多少？每種生物在生態(tài)系統(tǒng)中擔(dān)當(dāng)了什么成分？有何作用？討論過程中小組可以安排一名成員“考察”課前各組準(zhǔn)備好的實驗材料(課前集體放在講臺上)，以備及時更替所選擇的生物或非生物，確定好后小組成員分工合作以最快的速度完成微型生態(tài)系統(tǒng)的組建。

圖2 自建微型生態(tài)系統(tǒng)

圖2為學(xué)生自建的部分微型生態(tài)系統(tǒng)，顯然教師通過精心設(shè)疑，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了自主合作探究學(xué)習(xí)的問題情境和條件，充分激起了學(xué)生合作探究的欲望，但是構(gòu)建微型生態(tài)系統(tǒng)的過程中由于某些動物或植物同時受多個小組喜愛，導(dǎo)致實驗材料準(zhǔn)備不夠，所以出現(xiàn)了部分小組構(gòu)建的微型生態(tài)系統(tǒng)各成分之間的數(shù)量比例失調(diào)。

4 展示對比，辨別概念

在教學(xué)過程中讓學(xué)生展示并不僅僅是為了追求課堂形式的生動，而是要讓學(xué)生通過主動展示，學(xué)會表達(dá)自己的觀點，提高語言表達(dá)能力和邏輯思維能力。展示要適時進(jìn)行，不能游離于教學(xué)內(nèi)容之外，要讓學(xué)生在較好地理解了課程內(nèi)容之后進(jìn)行展示，展示的內(nèi)容要依據(jù)重要概念，突出教學(xué)重點，突破教學(xué)難點。

例如，教師運(yùn)用實體展示對比并通過對話的模式將教學(xué)層層推進(jìn)。首先布置學(xué)生以小組為單位討論：①如何結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)的組成成分向全班同學(xué)展示小組自建的微型生態(tài)系統(tǒng)？②展示時說出各成分在生態(tài)系統(tǒng)中起什么作用？ 教學(xué)中有學(xué)生展示時，要求其他學(xué)生認(rèn)真觀察和聆聽，并判斷是否有錯誤，如果有錯誤請在展示學(xué)生講完后給予糾正。

在學(xué)生積極參與、踴躍展示的過程中，教師提出以下問題供學(xué)生討論：①所有的植物都是生產(chǎn)者嗎？②生產(chǎn)者都是植物嗎？③所有動物都是消費者嗎？④消費者都是動物嗎？⑤所有細(xì)菌都是分解者嗎？⑥分解者都是細(xì)菌和真菌嗎？學(xué)生在教師的點撥下通過小組合作討論和交流等方式，最后對生產(chǎn)者、消費者、分解者等概念的外延和內(nèi)涵有了較清晰的理解。

5 整理歸納，形成概念

整理歸納是完成教學(xué)任務(wù)的最后階段。它不應(yīng)只是簡單地重復(fù)所學(xué)內(nèi)容，而是要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我反思，這種反思的過程是一個思想升華的過程，是將點滴知識與內(nèi)在的知識網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行銜接的過程，是教師無法代替的。因此，歸納應(yīng)該圍繞重點概念，體現(xiàn)這部分知識的核心內(nèi)容，突出學(xué)生對所學(xué)知識的理解。例如，在學(xué)習(xí)完生態(tài)系統(tǒng)的組成成分后，教師引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過思考、討論和歸納使知識一目了然，迅速地整合和形成核心概念(圖3)。

圖3 生態(tài)系統(tǒng)的組成成分知識歸納

6 促進(jìn)遷移，應(yīng)用概念

在學(xué)生初步掌握了生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)中涉及到的幾個概念后，教師創(chuàng)設(shè)問題情境，將教材中的幾個材料整合并呈現(xiàn)于學(xué)案中，促進(jìn)概念的應(yīng)用與遷移。材料1：“螳螂捕蟬，黃雀在后”這句話是否構(gòu)成一條完整的食物鏈？為什么？”材料2：一般來說，一個生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，這個生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾的能力與保持自身穩(wěn)定的能力越強(qiáng)。在農(nóng)田、果園等人工生態(tài)系統(tǒng)中，人們可以通過增加或延長食物鏈來提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時獲得更多的產(chǎn)品嗎？

教師引導(dǎo)學(xué)生在合作探究中進(jìn)行材料分析:材料1由于沒有生產(chǎn)者，所以不能構(gòu)成一條食物鏈。然后歸納：在一條捕食食物鏈中只有生產(chǎn)者和消費者，而且生產(chǎn)者一定是第一營養(yǎng)級，初級消費者一定是第二營養(yǎng)級，其他消費者的級別不確定。例如，在浮游植物→蝦→小魚→大魚……這條食物鏈中的生物，大魚還吃蝦，所以大魚在這兩條食物鏈中所處營養(yǎng)級就不確定(第四或第三營養(yǎng)級)。像這樣在一個生態(tài)系統(tǒng)中一種生物可能是其他多種生物的食物，但同時也可能以其他多種生物為食物。這樣許多食物鏈彼此相互交錯連接成復(fù)雜營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，即食物網(wǎng)。

材料2說明農(nóng)田和果園等人工生態(tài)系統(tǒng)食物鏈單一、自身穩(wěn)定性差、易受病蟲害破壞。通過研究生物之間的關(guān)系，適當(dāng)增加或延長食物鏈，使之成為立體農(nóng)田和立體果園，可以提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時獲得更多的產(chǎn)品，如水田養(yǎng)魚、果園養(yǎng)雞等。

通過概念的遷移應(yīng)用，很好地體現(xiàn)了生物學(xué)來自于現(xiàn)實生活、服務(wù)于生活的特點，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神以及將所學(xué)知識應(yīng)用于實踐的能力。

7 評價概念學(xué)習(xí)

為了解學(xué)生對“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”核心概念及具體概念的理解程度，可以根據(jù)需要精選幾道練習(xí)題，一方面保證概念教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成；另一方面也有助于改進(jìn)概念教學(xué)。

反饋練習(xí)1:下列關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)各成分的敘述中，正確的是( )

A.蚯蚓是需氧型生物，在生態(tài)系統(tǒng)中屬于消費者

B.硝化細(xì)菌通過化能合成作用合成有機(jī)物，屬于生產(chǎn)者

C.病毒是異養(yǎng)型生物，在生態(tài)系統(tǒng)中屬于分解者

D.太陽光來源于地球外，不屬于生態(tài)系統(tǒng)的成分

反饋練習(xí)2:如圖為一生態(tài)系統(tǒng)示意圖，請據(jù)圖回答：

(1)從生態(tài)學(xué)觀點看，圖中的光、CO2、H2O、N2和各種生物共同構(gòu)成________。

(2)圖中有________條食物鏈。

(3)細(xì)菌在生態(tài)系統(tǒng)中屬于________，其主要作用是________。

(4)蛇屬于第________營養(yǎng)級。

(5)次級消費者是________。

通過反饋練習(xí)，學(xué)生對生態(tài)系統(tǒng)、生產(chǎn)者、消費者、分解者、非生物的物質(zhì)和能量以及食物鏈、營養(yǎng)級等概念掌握程度更加深入，且能用所學(xué)知識解決實際問題。從學(xué)生的答題情況來看，絕大多數(shù)學(xué)生能快速正確地寫出答案，但也有個別學(xué)生由于沒有明確捕食食物鏈的組成，在數(shù)食物鏈時把非生物的物質(zhì)和能量或者細(xì)菌當(dāng)作食物鏈的成分，從而數(shù)錯。但總的來說，本節(jié)課通過合作探究的方式成功實現(xiàn)了對核心概念的構(gòu)建，達(dá)到了預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。