王寶晨

（廣東省中山市中山紀念中學 廣東中山 528454）

1 教材分析及設計思路

本節(jié)內(nèi)容選自人教版高中生物學教材《選擇性必修2·生物與環(huán)境》第一章第一節(jié)的第一課時，《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（以下簡稱《課程標準》）中對該部分內(nèi)容的要求是“列舉種群具有種群密度、出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡結(jié)構(gòu)、性別比例等特征”。

學生在初中階段已經(jīng)接觸過生態(tài)學內(nèi)容，但多為現(xiàn)象描述，本模塊則更加注重探討群落、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系及系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的內(nèi)在規(guī)律。種群是從個體向群體過渡的關(guān)鍵概念，學生在《必修1·分子與細胞》和《必修2·遺傳與進化》中已經(jīng)接觸過該概念。因此，本節(jié)的關(guān)鍵在于數(shù)量特征之間的聯(lián)系。

種群的數(shù)量特征之間并非簡單的并列關(guān)系，而是有內(nèi)在的邏輯聯(lián)系。為了體現(xiàn)這一聯(lián)系，本節(jié)課采用“情境教學”策略，以瀕危動物長江江豚為情境，通過真實的數(shù)據(jù)引導學生分析江豚瀕危的現(xiàn)狀、原因和對策，使學生在解決實際問題的過程中逐步構(gòu)建種群數(shù)量特征概念模型。

2 教學目標

①列舉種群的數(shù)量特征，構(gòu)建概念模型說明“出生率和死亡率”“遷入率和遷出率”“年齡結(jié)構(gòu)和性別比例”等種群的數(shù)量特征與種群密度的關(guān)系，鍛煉科學思維。

②認同十年禁漁政策的合理性和必要性，關(guān)注瀕危物種的保護，提升社會責任素養(yǎng)。

3 教學過程

3.1 情境導入，激發(fā)動力

教師展示10元人民幣背面“長江瞿塘峽”景色，并說明長江曾是世界上生物多樣性最豐富的河流之一，展示長江中幾種特有的生物——白鱘、鰣魚、白鰭豚、江豚的彩色照片，接著將照片變?yōu)楹诎咨⒂眉t色的“滅絕”文字加以強調(diào)，引導學生關(guān)注到江豚的現(xiàn)狀。教師首先對江豚進行簡單介紹，并結(jié)合圖片和文字說明江豚數(shù)量瀕危的現(xiàn)狀，激發(fā)學生保護江豚的欲望。教師說明任何物種都不可能以單一個體生存和繁衍，保護江豚要從種群入手，借此引出種群概念，導入新課。

設計意圖：長江是中華民族的母親河，教師以長江生物多樣性的劇變?yōu)槔?，更容易喚起學生心底最深沉的情感?？蓯鄣陌做掚鄰臍g快的彩色一下變成黑白色，給學生造成強烈的視覺沖擊，激起學生內(nèi)心對瀕危江豚保護的欲望，對十年禁漁計劃產(chǎn)生認同感，同時產(chǎn)生學習的動力。

3.2 問題驅(qū)動，突破重點

教師說明種群研究的中心問題是種群的數(shù)量特征及變化規(guī)律，研究江豚種群數(shù)量時首先研究種群密度。教師給出江豚相關(guān)的數(shù)據(jù)，學生根據(jù)概念計算江豚的種群數(shù)量。教師設問：哪些因素會導致江豚種群密度發(fā)生變化？學生容易想到個體出生或者死亡，教師可據(jù)此引出“出生率”和“死亡率”的概念。關(guān)于出生率和死亡率的計算，教師提問：某種群原有個體100個，當年新出生10個，死亡5個，該種群該年的出生率和死亡率分別是多少？學生可能對分母的數(shù)值存在分歧，教師應強調(diào)分母為初始種群數(shù)量。教師呈現(xiàn)江豚的死亡率數(shù)據(jù)曲線圖（圖1），并展示江豚因污染和酷漁濫捕致死的照片，繼續(xù)設問：如果你是江豚，當一個地方的環(huán)境越來越差，你會怎么辦？學生想到遷徙，教師自然引出“遷入率”和“遷出率”的概念。

圖1 江豚死亡率曲線

教師通過展示江湖通道淤塞的圖片說明，由于江豚遷徙受到影響，科學家展開了江豚遷地保護。教師繼續(xù)提問：易地（遷地）保護難以大規(guī)模開展，應優(yōu)先選擇怎樣的個體才能加快種群繁衍速度？學生可以想到：年輕的江豚繁殖力強，年老的江豚容易死亡，因此年齡結(jié)構(gòu)對種群密度也有影響。教師對3種年齡結(jié)構(gòu)簡單介紹后提問：劃分各年齡期的標準是什么？學生分析出繁殖能力是劃分不同年齡結(jié)構(gòu)的依據(jù)。教師利用希沃白板的課堂活動功能，對不同年齡結(jié)構(gòu)類型種群數(shù)量變化的趨勢和原因進行討論分析，引導學生發(fā)現(xiàn)年齡結(jié)構(gòu)與出生率和死亡率的關(guān)系，使得學生學習后可以從3個年齡期的相對多少來區(qū)分3種年齡結(jié)構(gòu)。教師提出教材中的思考題：年齡結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定型的種群，種群數(shù)量在近期一定能保持穩(wěn)定嗎？學生可以想到氣候、食物等因素也會對種群數(shù)量的影響，年齡結(jié)構(gòu)對種群數(shù)量的影響不是決定性的。

接著，教師依次給出江豚在1992年（表1）和2009年（圖2）的年齡結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，學生分析得出江豚在1992年的年齡結(jié)構(gòu)為增長型。2009年的數(shù)據(jù)中由于老年群體較少，幼年和成年群體相近，學生可能會在穩(wěn)定型和增長型之間猶豫。教師應及時對學生的疑問進行反饋，拋出問題：2009年江豚的年齡結(jié)構(gòu)接近穩(wěn)定型，但是種群數(shù)量仍在下降，你認為圖中數(shù)據(jù)哪里存在異常？據(jù)此，引導學生再次觀察數(shù)據(jù)。學生可以發(fā)現(xiàn)江豚的雄性個體數(shù)明顯多于雌性個體數(shù)，教師據(jù)此自然過渡到性別比例的教學內(nèi)容。教師給出江豚1998年和2009年的性別比例數(shù)據(jù)并提問：研究人員認為江豚性別比例的偏移（正常應為1∶1）是導致其種群數(shù)量下降的原因之一。為什么？學生經(jīng)思考后可發(fā)現(xiàn)：雌性偏少導致出生率下降。如果學生對雌性大量減少的原因感到疑惑，教師可結(jié)合雌性江豚的護幼行為略加解釋。

圖2 江豚性比（2009年）

表1 江豚性比（1992年）

設計意圖：江豚的可愛形象易于引起學生的憐愛，教師以“江豚保護”為情境緊扣教學目標，能夠激發(fā)學生學習熱情。教師從江豚數(shù)量調(diào)查開始，圍繞江豚種群數(shù)量特征設計一系列環(huán)環(huán)相扣的問題串，自然而然地將各個數(shù)量特征銜接在一起，如通過問題“哪些因素會導致江豚種群密度發(fā)生變化”引出出生率和死亡率，通過“如果你是江豚，當一個地方食物不足以維持生存時，你會做什么”引出遷入率和遷出率概念。江豚的死亡率曲線圖、年齡結(jié)構(gòu)圖、性別比例數(shù)據(jù)等均取材于真實的研究論文，力求為學生創(chuàng)造真實的情境，給學生帶來沉浸式學習的體驗。教師應用探究性的問題，讓學生不知不覺中將所學知識與實踐相結(jié)合，讓知識不再是虛無縹緲的、高高在上的東西，而是實實在在的、接地氣的東西。本環(huán)節(jié)的情境創(chuàng)設可用表2概括。

表2 數(shù)量特征學習過程中的情境創(chuàng)設

3.3 總結(jié)歸納，構(gòu)建模型

各數(shù)量特征之間不是簡單的并列關(guān)系，而是有著內(nèi)在的邏輯聯(lián)系和層次之分。教師提問：哪些數(shù)量特征對種群密度的影響是直接的，哪些是間接的？引導學生構(gòu)建種群數(shù)量特征概念模型（圖3）。

圖3 種群數(shù)量特征概念模型

之后，教師通過希沃白板的課堂活動功能對學生的學習成果進行檢測。在題目訓練后，教師再把學生的注意力重新拉回江豚，利用視頻讓學生知道江豚的生活環(huán)境已經(jīng)得到改善，自然引出十年禁漁計劃，并要求學生應用本節(jié)的知識對禁漁計劃如何影響江豚種群數(shù)量進行分析，引導學生思考實行十年禁漁可能會遇到的實際困難（如社會、經(jīng)濟等方面），并提出可能的解決思路。教師使用希沃白板的拍照上傳功能展示學生的答案并進行點評。最后，教師從構(gòu)建人類命運共同體的角度向?qū)W生說明，在當今世界高度全球化的今天，只有構(gòu)建人類命運共同體才能長久發(fā)展；要構(gòu)建人類命運共同體，首先要保護環(huán)境，特別是保護綠水青山，保衛(wèi)長江。

設計意圖：教師通過構(gòu)建概念模型，引導學生利用模型中的因果關(guān)系分析實際問題，鍛煉學生的科學思維；讓學生提出禁漁過程中可能遇到的問題和對策，在密切聯(lián)系實際的同時提升學生社會責任感。

4 教學反思

《課程標準》要求課程內(nèi)容情境化，讓學生在解決真實情境的問題中逐漸發(fā)展生物學學科核心素養(yǎng)。教師在教學中應該盡量為學生創(chuàng)造真實的情境。長江江豚本身是一種非?？蓯鄣膭游?，相關(guān)圖片和視頻非常容易引起學生的喜愛。在了解其瀕危現(xiàn)狀后，學生的同情心被激發(fā)，利于產(chǎn)生學習動力。關(guān)于長江江豚的報道非常多，學生在生活中有機會接觸到，也有很多照片、視頻可供教師選擇。另外，關(guān)于長江江豚的研究非常多，通過查閱文獻可以獲得大量詳實的資料，教師在課堂中呈現(xiàn)真實的資料，讓學生在分析解決真實問題的過程中發(fā)展生物學核心素養(yǎng)。例如，在分析江豚2009年年齡結(jié)構(gòu)時，從圖中的數(shù)據(jù)來看，該年齡結(jié)構(gòu)并不完全符合任何一種類型，學生在分析時必須從根本上把握三種年齡結(jié)構(gòu)的本質(zhì)區(qū)別。本題并沒有標準答案，最重要的是鍛煉學生的思辨能力從而發(fā)展核心素養(yǎng)。

情境的連續(xù)性是情境教學中應特別注意的問題之一。這一方面體現(xiàn)學習內(nèi)容的內(nèi)在邏輯和遞進關(guān)系，另一方面增加學生學習的連貫性和思維上的遞進性，有利于深度學習。教材用東北豹來創(chuàng)設情境，較為新穎，容易激發(fā)學生的興趣，但是其相關(guān)研究數(shù)據(jù)較少，難以用來支撐整節(jié)課，會導致在學習不同數(shù)量特征時可能需要切換不同的情境，從而造成情境的碎片化。本課例選用長江江豚創(chuàng)設“大情境”，貫穿整節(jié)課的教學，一“境”到底，在發(fā)現(xiàn)問題（江豚瀕危）—分析問題（原因分析）—解決問題（如何應對）的過程中，自然地從種群密度過渡到出生率和死亡率，從遷入率和遷出率過渡到年齡結(jié)構(gòu)和性別比例，從而有機地把所有數(shù)量特征整合在一起，自然形成邏輯關(guān)系。整堂課下來，學生如同觀看了一部懸疑電影，有效鍛煉了思維。

本課例在實施過程中，為了保持情境的連續(xù)性，進行了內(nèi)容的取舍。樣方法和標記重捕法的理論學習會占用較多時間，故在設計課程時將其推后至第二課時。但是，這樣的處理造成了本課時的知識容量偏少、思維深度偏淺。另外，我國人口老齡化和性別比例失衡問題由于與情境聯(lián)系不大，也未涉及，但這些問題有著重要的現(xiàn)實意義，有助于提升學生的法治觀念和社會責任意識，后續(xù)都應在第2課時中加以補充。