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).