“群落与非生物环境组成生态系统”的探究体验式教学设计_李娜.pdf

“群落与非生物环境组成生态系统”的探究体验式教学设计李娜(浙江大学附属中学杭州310021)摘要通过“生态系统组分大联欢”活动，设计身份名片，进行角色扮演，加强学生对生态系统各成分的作用及相互关系的印象和体验;综合运用多种教学方式，引导学生主动参与知识的构建过程，提高合作探究、语言表达、总结归纳等能力，促进核心素养目标的达成。关键词生态系统探究体验角色扮演教学实践高中生物学1教材分析“群落与非生物环境组成生态系统”是浙科版高中生物学教材选择性必修 2生物与环境 第 3 章“生态系统”第 1 节的内容，是在学习种群和群落之后，对更高生命系统层次的探索，为学习生态系统的营养结构、功能和稳态奠基。根据课程标准，本节的内容要求是建立次位概念“生态系统由生产者、消费者和分解者等生物因素以及阳光、空气、水等非生物因素组成，各组分紧密联系使生态系统成为具有一定结构和功能的统一体”。学生在初中阶段已经对生态系统的概念和组成成分有了初步的了解，但对各种组分的判断、作用以及相互联系仍需进一步明确。为激发学生自主探究的积极性，本节通过精心创设的“生态系统组分大联欢”活动，让学生在角色扮演的探究体验中突破本节的重点。2教学目标基于课程标准的内容要求、学业要求和学业质量标准，并围绕培养学生核心素养的要求，制订了如下教学目标:(1)通过观看视频资料，关注当下的环境问题，提高环保意识，培养社会责任素养。(2)通过“生态系统组分大联欢”体验活动，加深对生态系统各组分的作用及相互关系的理解，提高合作探究、交流思辨的能力。(3)通过分析各组分之间物质和能量的关系，建构生态系统结构模型，认识到各组分紧密联系使生态系统成为一个具有一定结构和功能的统一体，发展结构与功能观，同时培养归纳与概括、创造性思维、模型与建模等科学思维能力。3教学过程3 1创设情境，问题驱动视频播放各类灾难题材电影片段剪辑，引导学生思考:当前地球上仍存在破坏环境的行为，如果有一天地球无法供人类生存，我们要如何自处。学生提出移民太空或重建家园等方案，教师借机简要介绍我国航天事业的发展，增强学生对民族科技进步的自豪感。教师进一步抛出问题:如果要重建家园，首先要了解什么是生态系统。请学生自主回顾并说出生态系统的概念及成分，之后阅读教材 5758 页，进一步明确生态系统中各组分的地位和作用。设计意图:基于现实情境，引导学生关注当下的环选择性必修 2 第 28 页“思考讨论”中崇明东滩鸟类国家级自然保护区的四种占优势的水鸟的种群数量、在不同觅食生境中的出现率、鸟胃中主要的食物种类等数据。组织学生分组讨论教材上的问题:这四种鸟选择觅食生境的策略有哪些异同?哪一种觅食生境的范围更广?如果两种鸟的觅食生境一样，生态位就完全一样吗?任选一种鸟分析它的食性，从觅食的角度分析与它有竞争关系的鸟类有哪些。引导学生通过归纳与概括生成生态位的概念，并以此分析出生态位与环境资源利用的关系。设计意图:通过分析相关数据，培养学生信息提取和归纳概括的能力，并得出相应概念，再依据生态位和环境资源利用关系的分析，更深层次地理解协同进化对群落的影响，培养进化与适应观。3 4基于本节课的学习，构建思维导图学生根据自身的学习情况，自行构建思维导图，格式上不做统一要求。设计意图:通过构建思维导图，帮助学生系统地梳理知识，发散思维，强化记忆。4教学反思本节课通过引领学生将熟悉的校园环境与教材实例相结合，利用丰富的课程资源激发了学生的探究欲望，在合作探究中建构概念，在丰富的活动中发展了科学思维素养。但是本节课也存在一些需要进一步改进的地方:本节课课前调查选用校园这种人工生态系统，导致在分析种间关系时存在一定的局限性，分析群落季节性变化过程中不够生动，今后课前调查活动可以选用自然生态系统，更加贴合实际。64生物学教学2023 年(第 48 卷)第 5 期境问题，提高环保意识。在初中阶段所学的基础上，拓展新知，便于学生在之后的活动环节中激发创作灵感，将知识与实践有机结合，灵活迁移应用。3 2角色扮演，探究体验进行“生态系统组分大联欢”活动。全班学生分为四个大组，依次代表生产者、消费者、分解者、非生物成分。4 人为一小组，每组学生经过设计制作一份所代表组分的身份名片，在联欢会上交流。教师提示，设计身份名片时可通过注明核心要素来凸显出角色的特质(图 1)。A 生产者;B 消费者;C 分解者;D 非生物成分图 1身份名片(学生作品)身份名片制作完成后，教师担任主持人串场，请各组派代表依次进行自我介绍，通过多媒体设备壁挂式实物展台展示身份名片。每个组分介绍完成后，其他学生可针对名片及介绍内容提出异议，集体讨论交流，之后对名片进行修正。介绍完毕，教师提出系列问题:如果给生产者名片上加一个叶绿体，能不能代表所有生产者的共同特征?消费者只包括动物吗?举例说明。从获取营养的角度分析，消费者和分解者最显著的区别是什么?本生态系统条件太优越，近期发现了一些本生态系统中原来没有的生物，我们称之为“偷渡者”，要考虑如何安置它们。请各组分简要说明“偷渡者”要具备什么条件才能被各组接纳。展示“偷渡者”硝化细菌、铁细菌、硫细菌、菟丝子、大王花、蜣螂、蚯蚓、眼虫等，图文介绍其“生活习性”，判断如何合理安置。本生态系统设置了“举足轻重”奖，请各组分阐述申请理由。如果想举荐别人，也请说明理由。若只有三份奖状，可以不颁给谁?设计意图:通过角色扮演及问题导向，加强学生对生态系统各组分的作用及相互关系的印象和体验，提高其合作探究、交流思辨的能力。最后教师总结提炼方法，通过制作身份名片的过程，在了解某种生物学组分时，学生可沿用类似的方法，参考不同维度的要素去分析整理。3 3模型构建，规律总结参照一般系统的结构模式图(图 2)，请学生画出生态系统各组分间的关系图模型。教师选取不同的模型进行展示，主要有如图 3 所示的几种类型，进而提问:每个箭头代表的含义是什么?如何根据模型快速判断生态系统各组分?学生能总结出规律:双向箭头连接(如和)的是生产者和非生物成分，生产者有三个箭头(如、)指出，非生物成分有三个箭头(如、)指入，余下两个组分中，有两个箭头(如和)指入的是分解者，另一个是消费者。图 2一般系统结构模式图图 3生态系统组分关系图(学生作品)设计意图:通过构建生态系统结构模型，使学生进一步认识到各组分紧密联系，使生态系统成为一个结构和功能的统一体，培养学生归纳与概括、创造性思维、模型与建模等科学思维能力。3 4学以致用，承前启后教师设问:根据本节所学知识，欲设计一个稳定的生态系统，还存在哪些难题?学生讨论交流后提出相应的问题包括:系统中生物的种类和比例如何确定?该系统是否需要能量和物质的补给?设计意图:通过这一环节，将学生的学习引向问题情境，检验和延伸所学知识，有助于学生进一步认识生态系统的整体性，并激发对即将学习的生态系统的营养结构、功能、稳态的维持等内容的求知欲。4教学反思本节以“学生为主体、教师为主导”的教学思想，致力于学生学习行为的转化，使学生在主动探究、角色74生物学教学2023 年(第 48 卷)第 5 期利用杂交水稻培育的科研资料开展遗传专题复习的单元教学设计张姝玉(北京市第一七一中学北京100013)摘要在对遗传相关内容进行高考专题复习中，以杂交水稻培育过程为主线，创设问题情境，进行单元教学设计，帮助学生理解遗传的相关基础知识，理解遗传学研究的一般方法，让学生设计杂交方案、分析实验结果、评价实验方案等，并使学生认识到可以将所学知识转化为生产力。关键词单元教学遗传专题复习杂交水稻高中生物学1教材分析及设计思路本单元教学内容“遗传与进化”是高中生物学必修课程模块 2 相关内容的复习课，本模块不仅是教学的重难点，也是高考的重点，包括遗传的基本规律、遗传的细胞学基础、遗传的分子基础、生物的变异和生物的进化等内容。本文以杂交水稻培育的科研过程为材料，创设问题情境，开展“遗传”相关内容的专题复习。本单元设计的主题以学科内容为基础，融入袁隆平等科研工作者开展杂交水稻培育的社会议题。从袁隆平的核质互作雄性不育的三系杂交水稻的培育，到光温敏雄性不育的两系杂交水稻、利用基因工程培育的杂交水稻，再到杂交水稻的无融合生殖，以科学家在杂交水稻培育过程为主线，以真实的科学研究为情境，帮助学生理解遗传规律、基因与性状的关系、减数分裂、基因工程等基础知识，理解遗传学研究的一般方法，让学生从科学研究的角度设计杂交方案、分析实验结果、评价实验方案的优劣等问题，还帮助学生认识所学知识的价值，认识到可以将知识转化为科学生产力，既能提高产品的产量和质量，又能做到省时、省力、经济的目的。本单元的教学整体设计思路以科学研究中不断发现问题、解决问题，再发现问题、再解决问题的研究思路作为教学的主线(图1)，能够体现学科知识发展及实际应用、学科思想与方法深化。图 1单元教学整体设计思路体验中高效达成教学目标。在教学过程中，通过一系列设计引导学生对生态系统各组分的作用及相互关系进行理解和梳理，步步推进，既调动了学生的积极性和主动性，又增添了课堂的情境化和趣味性，同时注重情感价值教育，让学生意识到环境保护的重要性，最终通过多种教学方式1，2 实现培养学生核心素养的目标。课堂教学实践中发现，本节教学流程可进一步优化，如“生态系统组分大联欢”活动环节，各组制作完身份名片后可自由活动、进行组间交流，以更充分地了解各组分的作用以及丰富自身代表组分的介绍。各组展示时，可对学生的介绍内容进行充分挖掘、因势利导，推动课堂进程，使课堂更加鲜活生动。主要参考文献1 吴志强，郭兰兰“起、承、转、合”4 步教学 以“生态系统的结构”教学为例J 生物学通报，2015，50(4):44462 赵广宇，罗诗语，李倩“生态系统的结构和功能”的概念教学设计J 生物学通报，2016，51(3):1820 84生物学教学2023 年(第 48 卷)第 5 期