關于“生物群落的演替”一章的幾點教學建議

1005－2259（2009）10－0012－03蘇教版必修3第三章“生物群落的演替”是從宏觀上來探討生命系統的組成、結構和發展變化的規律，主要包括種群、群落和群落演替三方面的知識內容，是繼續學習“生態系統結構、功能和穩定性”的基礎。本章除了概念等方面的陳述性知識，還安排了7個課堂活動和3個課外活動，編者的意圖是要通過引導學生積極思維、主動參與，養成學生樂于探究、勤于動手的習慣，提高學生獲取新知識的能力和分析解決問題的能力，培養學生辯證唯物主義的發展觀。那么，教師在教學過程中該如何處理教材，才能體現新課程理念和編者的意圖呢？筆者根據自己多年的教學實踐提出幾點建議。1引入——在梳理中構建體系高中《生物》必修3模塊是從微觀到宏觀的不同層次上來研究生命活動的規律，本書第3章是從宏觀上探討生命系統的規律。在進入本章教學之前，教師可引導學生先對必修1、必修2兩個模塊的知識脈絡做一個梳理（如圖1），再學習本章知識內容。這有助于學生從整體上構建知識體系，領悟生命系統的層次，不然學生對知識的把握會如同“盲人摸象”，或如詩中所言，“橫看成嶺側成峰，遠近高低各不同；不識廬山真面目，只緣身在此山中。”圖12種群——在比較中把握概念本節的主要內容是種群的概念、種群基本特征和種群的數量增長規律，它既是前面個體知識的延續，又是后面群落、群落演替和生態系統方面知識的基礎。在本節教學中有以下幾個教學難點：種群和物種的概念、種群密度測定的方法、種群特征的內在聯系、種群數量變化規律的兩種曲線。這幾個知識難點應該通過引導學生用自學、討論和比較的方法來突破。2.1“種群”和“物種”“種群”和“物種”是兩個容易混淆的概念，教師可在讓學生閱讀書上種群概念的基礎上，以實例分析的方法來幫助學生理解“種群”的概念。例如，判斷以下所描述的是否為一個種群，并分析原因：（1）一片草地上的全部蛇；（2）某菜市上賣的全部的同種白菜；（3）某村子中全部青年男女；（4）一個池塘里的全部紅鯉魚。顯然，（1）（2）（3）不是一個種群，原因是（1）不是“同種”，（2）不是“自然區域”，（3）不是“全部個體”。再以實例來比較分析“物種”和“種群”的概念。如甲、乙兩池塘中的紅鯉魚是否為同一種群？是否為同一物種？分析：若這兩個池塘無河流相通，鯉魚不能自由交配繁殖，它們便是兩個種群；若兩池塘有河流相通，兩池塘中的鯉魚能游來游去并可以自然交配繁殖，便是同一種群。若把兩個種群的鯉魚人為放到一起后它們能自然交配并產生可育后代，便是同一物種，否則便不是。故“物種”大于“種群”。“物種”主要強調“在一起時能自然交配繁殖產生可育后代”，而“種群”除了必須是“同種”，還必須強調“一定的自然區域”和“全部個體”。2.2“樣方法”和“標志重捕法”對種群密度估算方法的學習，教師可先讓學生完成“模擬動物種群密度調查的標志重捕法”的實驗，讓學生對取樣調查法有一個初步的感性認識，再提出測定種群密度的兩種方法：標志重捕法和樣方法，比較兩種方法的適用范圍。蘇教版教材上主要介紹了標志重捕法，教師可以補充介紹人教版教材上的“同樣方法調查草地中某種雙子葉植物的種群密度”的探究活動。但要強調：兩種方法得出的都只是估計值，標志重捕法只適用于測定一些活動能力較強的動物種群的種群密度，對于土壤動物或一些活動范圍很局限的昆蟲只能用測定植物種群密度的樣方法來測定。這樣，可讓學生對種群密度估算方法有一個較全面的認識。2.3“種群特征”和“種群數量”學習種群特征是為研究種群的數量變化，“種群特征”這部分知識可采用引導自學法進行教學，重點比較種群的幾個特征在對種群數量影響方面的不同作用。在本部分內容的教學中，教師還可通過引導學生聯系實際，對學生進行情感態度和價值觀的教育。例如，結合我國人口普查結果引導學生分析我國人口增長模型，對我國人口未來的發展趨勢做出科學判斷，并討論制定相應的人口政策；結合我國農村長期以來存在的重男輕女的封建思想，人為對胎兒進行性別選擇，導致性別比例失調（男女比例偏高）引發的一系列社會問題進行思考。2.4“J型曲線”和“S型曲線”“種群的數量增長規律”是本節的難點，這部分知識內容可以分成“種群增長模型的數學公式和曲線的建構”“種群增長的J型和S型曲線的比較”“研究種群數量變化規律的意義”等三部分來學習。“種群增長的數學模型建構”要建立在學生具有一定的數學基礎知識和對單細胞生物（如酵母菌）在不同條件下的繁殖特征知識掌握的基礎上才能完成，所以建議教師先安排學生完成“探究酵母菌種群大小的動態變化”實驗，然后再學習本部分知識。可把學生分成兩大組，如通過取樣調查法統計對比在“理想”條件和“有限”條件下，酵母菌隨時間發生的數量變化，列表統計后利用數學描點法繪制出酵母菌在不同條件下的數量變化曲線，在此基礎上建立數學模型就水到渠成了。種群增長的“J”型曲線和“S”型曲線是本節的重難點，建議教師在教學時通過引導學生對兩種曲線的形成條件、特點和圖形等進行比較來加以突破，并強調：“J”型曲線的增長率λ是與種群密度無關的，λ是不變的；而“S”型曲線的λ隨種群密度的變化在發生改變。教師還可根據學生的實際情況來對“S”型曲線的相關知識進行拓展，把“S”型曲線的“種群數量”和“種群增長率”隨時間變化的曲線進行比較，這種同一過程的不同類型的曲線題型對學生的思維要求很高，是學生學習的難點。圖2圖2中A曲線是種群數量隨時間變化的曲線，B曲線是種群增長率隨時間變化的曲線。增長率先增后減，呈現正拋物線狀態，在K／2時種群增長率最大，到K值時增長率下降為零。所以人工養殖的種群在種群數量處在K／2時對種群進行適度捕獲，既能獲得較大的收益，又能保持種群的最大增長速率。繼續結合實際生活創設情景學習“研究種群數量變化規律的意義”這部分知識。說明“S”型曲線體現的是在自然狀態下的種群數量變化的規律，在人為干擾的情況下，曲線會發生一定的變化。人類過度捕獵或對某種群棲息地的破壞會使某些種群數量持續下降，甚至滅絕，如大熊貓等物種正處于瀕臨滅絕的境況；同時再引導學生思考：為什么人類投入了大量的人力和物力來消滅蚊子、蒼蠅等種群，但效果不明顯呢？應同時再采取哪些措施才能收到較好的效果呢？這樣既有利于知識的活用，又能提高學生的學習興趣。3群落——在實踐中培養能力這一節主要介紹了生物群落、物種豐富度和生態位的概念和生物群落中的種間關系及群落結構，主要通過對群落結構的認識來為群落演替的學習進行鋪墊。3.1生物群落的概念“種群”“群落”“生態系統”這3個概念密不可分，教師應在提問復習“種群”概念的基礎上分析“群落”的概念，接著可把“生態系統”的概念提前展示給學生。“群落”的學習可通過讓學生在調查研究的基礎上討論：一個自然區域（如一個池塘）生活著哪些生物種群？它們之間有何聯系？通過討論幫助學生掌握群落的概念和組成的相關知識。再播放不同緯度的生物群落的圖片，如熱帶雨林、常綠闊葉林、落葉闊葉林、針葉林、高山草甸等，幫助學生理解物種豐富度的概念，并引導學生分析討論引起生物群落發生變化的生態因子。對于“統計土壤動物的物種豐富度”的實驗，教師可在課前讓學生自學教材上的背景資料，然后分組統計不同類型土壤動物的物種豐富度，最后把結果反饋給教師，教師再引導學生分析影響土壤動物物種豐富度的生態因子。這樣既培養了學生的自學和探究能力，又培養了學生之間的情誼和合作精神。3.2生物的種間關系在學習“生物群落的種間關系”這部分知識時，為便于學生更好地理解生物之間的關系，可先補充“種內關系”的相關知識。這樣有助于學生正確辨析“種內關系”與“捕食”及“競爭”的差異。同種生物的“吃與被吃”或為爭奪相同的資源而發生的斗爭都是種內關系，捕食是異種生物之間“吃與被吃”，競爭是處于同一生態位的異種生物之間為爭奪相同資源而發生的斗爭。在分析教材中“兩種草履蟲之間的競爭現象”這一事例時，教師應引導學生分析：在實驗室比較單純的條件下兩個競爭的種群中是可以出現書中圖形所示的動態變化。但若在自然界這兩種草履蟲生活在同一池塘中，在有其他因素的介入的情況下，兩種草履蟲的數量變化還會不會如書中所示的那么簡單呢？教師可先引導學生分析討論再作總結。3.3群落結構“群落結構”這部分內容的學習以“群落的垂直結構”為重點。群落垂直結構可從植物分層現象和動物分層現象兩方面入手，植物垂直分層現象除了地上部分存在分層現象，地下部分也存在分層性。教師應先引導學生分析再總結“分層”現象存在的意義，幫助學生理解：群落的地上部分分層是為了葉能充分利用光能，地下部分分層是為了根能充分利用水肥，兩者都有利于合理利用自然資源，減小競爭。動物的分層現象是受植物分層所引起的動物的食物和小氣候變化影響的。課后教師再引導學生調查研究影響水域（如池塘）生物群落和高山生物群落結構的各種因子，來加強學生對生物群落結構和生態位概念及意義的理解。4演替——在發展中形成觀點本節是新教材增加的知識內容，主要介紹了群落演替的概念、類型、過程和影響群落演替的因素，重點是群落演替的過程。通過本節內容的學習，要讓學生明白人類活動對群落演替的巨大影響，從而培養學生正確的生態道德觀。另外通過“群落演替”這一動態發展的過程的學習，幫助學生理解“物質是發展變化的”這一辯證唯物主義觀點，從而幫助學生形成正確的世界觀。建議教師在上本節內容前一周布置學生完成書本上“觀察小型環境中生物群落的變化”的實驗，在上本節內容時先讓學生分析這一小型環境中生物群落發生了怎樣的變化？是受哪些因子影響的？再引出群落演替的概念。在學習“原生演替”時，可先讓學生觀看裸巖上群落演替過程的錄像或圖片，讓學生初步認識群落演替的過程，再讓學生總結出原生演替各階段的主要生物類型，以動態發展的觀點對群落演替過程的本質進行思考。在學習“次生演替”時，教師可通過引導學生對棄耕農田或火災后的森林發生的演替與裸巖上或火山巖上發生的演替過程進行比較，從而幫助學生理解次生演替和原生演替的差異。另外可引導學生分析“滄海桑田”“走的人多了就成了路”等成語或俗語中包含的生物學知識和原理。在學習“群落演替的影響因素”這部分知識時，著重強調人類活動對群落演替的影響。教師可組織學生分組，一組學生利用網絡合作收集人類破壞自然的事例和圖片，如由于人類亂砍濫伐等行為導致森林變為沙漠等惡性演替的數據；另一組學生收集在人類的干預下發生的良性演替的事例，如通過人工造林、退耕還林還草還湖等生態恢復工程使群落發生的良性演替。并要求每組學生針對自己查詢的結果寫出調查報告，在上課時進