生態(tài)瓶為線索的生態(tài)系統(tǒng)教學(xué)

李奇勇

摘 要：生態(tài)瓶的設(shè)計和制作是浙科版必修3教材的一個內(nèi)容，由于生態(tài)瓶是一個模擬的生態(tài)系統(tǒng)，嘗試將生態(tài)系統(tǒng)的教學(xué)以生態(tài)瓶為線索。

關(guān)鍵詞：生態(tài)瓶；生態(tài)系統(tǒng)；教材

一、教材分析

生態(tài)系統(tǒng)是生物群落與無機(jī)環(huán)境形成的統(tǒng)一整體，是生命系統(tǒng)中的最高層次，研究生態(tài)系統(tǒng)對于人類持續(xù)生存與發(fā)展具有重大意義?！吧鷳B(tài)系統(tǒng)”是浙科版高中生物學(xué)必修3第六章的內(nèi)容，本章節(jié)的教學(xué)主要包括生態(tài)系統(tǒng)的概念、結(jié)構(gòu)、功能和穩(wěn)定性等。 “設(shè)計并制作生態(tài)瓶”是本章第四節(jié)“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié)”的活動。本活動不僅是本節(jié)的結(jié)尾也是本章的結(jié)尾，在以往的教學(xué)中，我們往往在學(xué)習(xí)完生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)容后再進(jìn)行生態(tài)瓶的制作，生態(tài)瓶的功能主要指向于知識鞏固。但生態(tài)瓶本身就是一個人工模擬微型生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)瓶中體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、穩(wěn)態(tài)等，那么能否通過對生態(tài)瓶的制作、觀察和分析來實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)容的學(xué)習(xí)呢？就這個思考，筆者在實際教學(xué)中進(jìn)行了嘗試。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.知識目標(biāo)

通過對生態(tài)瓶成分、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的分析，理解生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；通過對生態(tài)瓶物質(zhì)和能量的分析，理解生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動；通過對生態(tài)瓶穩(wěn)定性的觀察和分析，闡明生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.能力目標(biāo)

通過對生態(tài)瓶的分析，幫助學(xué)生領(lǐng)悟系統(tǒng)分析的科學(xué)方法。

3.情感態(tài)度與價值觀

通過對生態(tài)瓶穩(wěn)定性的討論，形成生態(tài)學(xué)觀點。

三、教學(xué)過程

1.課前準(zhǔn)備

由于生態(tài)瓶的制作學(xué)生在初中就已學(xué)習(xí)，網(wǎng)絡(luò)上相關(guān)資料也比較豐富，學(xué)生有能力通過小組合作來完成生態(tài)瓶的制作。因此，將學(xué)生分為4人小組，將生態(tài)瓶的制作作為課前作業(yè)布置給學(xué)生。

2.生態(tài)系統(tǒng)學(xué)習(xí)

生態(tài)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)以生態(tài)瓶為線索，將內(nèi)容分為三部分，即生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（1）生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

以小組為單位介紹、展示生態(tài)瓶，教師引導(dǎo)學(xué)生介紹生態(tài)瓶中的各種成分以及它們在生態(tài)瓶中的作用。各個小組介紹后學(xué)生尋找共性，總結(jié)生態(tài)瓶的成分（生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者、無機(jī)物、有機(jī)物、氣候、能源）和各成分在生態(tài)系統(tǒng)中所起的作用。

教師追問，為什么生態(tài)瓶中要選這些生物？為什么放的是植食性魚類，不放肉食性魚類？學(xué)生思考、討論后，總結(jié)出生態(tài)瓶中存在著營養(yǎng)關(guān)系，進(jìn)而分析生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。

（2）生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)

教師提問，生態(tài)瓶應(yīng)該放在什么地方？黑暗中放置行不行？教師進(jìn)一步將問題細(xì)化：植物、小魚（動物）的能量來自哪里？去向哪里？學(xué)生思考、討論后構(gòu)建能量流動的過程，領(lǐng)會能量流動逐級遞減、單方向的特點，討論如何提高生態(tài)系統(tǒng)的能量利用效率，將能量流動的規(guī)律應(yīng)用于實際生產(chǎn)和生活中。

教師提問，生態(tài)瓶的瓶口是密閉的還是敞開的？密閉的行不行？以碳循環(huán)為例，教師進(jìn)一步將問題細(xì)化：CO2怎么進(jìn)入生物群落？生物之間的碳是如何傳遞的？碳又是如何回到無機(jī)環(huán)境的？學(xué)生思考、討論后構(gòu)建碳循環(huán)的過程，領(lǐng)會物質(zhì)循環(huán)周而復(fù)始、重復(fù)利用的特點，并進(jìn)一步解釋為什么會產(chǎn)生溫室效應(yīng)、如何有效解決溫室效應(yīng)等實際問題，實現(xiàn)所學(xué)知識在生活中的應(yīng)用。

（3）生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

教師提問，經(jīng)過這十天（根據(jù)課時安排，前面的教學(xué)將持續(xù)十天左右），誰的生態(tài)瓶里的小魚（或其他生物）都已經(jīng)死了？誰的生態(tài)瓶里的小魚依然存活？請學(xué)生介紹各自小組生態(tài)瓶中小魚（或其他生物）的存活情況，教師著重引導(dǎo)學(xué)生說明生態(tài)瓶中的物種組成、各生物之間的營養(yǎng)關(guān)系、擺放的位置（非生物成分之間的協(xié)調(diào)關(guān)系）等。教師追問，動物的存活狀況代表著生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，為什么有的生態(tài)瓶穩(wěn)定性高、有的低？通過學(xué)生思考、討論后，總結(jié)影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素，并進(jìn)一步提出如何提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的措施。教師繼續(xù)追問，為什么這些因素都協(xié)調(diào)之后生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性才能高？學(xué)生思考、討論后理解生態(tài)系統(tǒng)存在的反饋調(diào)節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)，并通過這個過程領(lǐng)會系統(tǒng)分析的方法。

四、教學(xué)反思

我們的教學(xué)目標(biāo)是三維的，知識的學(xué)習(xí)可以通過傳統(tǒng)的講授完成，但能力的培養(yǎng)和情感態(tài)度價值觀的形成卻需要一定的教學(xué)情景。筆者認(rèn)為，將生態(tài)系統(tǒng)的教學(xué)以生態(tài)瓶為線索，讓學(xué)生實踐、思考、分析，不僅可以獲得相關(guān)知識，還可以培養(yǎng)學(xué)生的能力，并初步形成相關(guān)的情感態(tài)度價值觀。

在實際的教學(xué)過程中，我們要對學(xué)生進(jìn)行有效指導(dǎo)。比如，選擇生態(tài)瓶的類型，雖然也可以制作陸生生態(tài)瓶，但陸生生態(tài)瓶在后續(xù)的教學(xué)中很難比較，所以教師需要一定的引導(dǎo)，可以讓學(xué)生做兩種或確保做一個水生生態(tài)瓶。對于生態(tài)瓶是放在散射光下還是暗處，瓶口應(yīng)該密閉還是敞開，水草是不是越多越好等問題，也要指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實踐，學(xué)生只有有了實踐的經(jīng)驗，才能有效分析，達(dá)到教學(xué)目的（如圖1、圖2）。另外，教學(xué)中對生態(tài)瓶的持續(xù)觀察是教學(xué)內(nèi)容得以完成的保障，教師要有效地對學(xué)生進(jìn)行如何觀察、如何設(shè)計觀察表等的指導(dǎo)（如下表）。

參考文獻(xiàn)：

[1]邵永剛.生態(tài)瓶制作的改進(jìn)[J].生物學(xué)教學(xué)，2011（36）.

[2]周玲.設(shè)計并制作生態(tài)瓶的實驗教學(xué)案例[J].生物學(xué)通訊，2014（49）.