关于生物群落的演替一章的几点教学建议

关于“生物群落的演替”一章的几点教学建议

1005－2259（2009）10－0012－03苏教版必修3第三章“生物群落的演替”是从宏观上来探讨生命系统的组成、结构和发展变化的规律，主要包括种群、群落和群落演替三方面的知识内容，是继续学习“生态系统结构、功能和稳定性”的基础。本章除了概念等方面的陈述性知识，还安排了7个课堂活动和3个课外活动，编者的意图是要通过引导学生积极思维、主动参与，养成学生乐于探究、勤于动手的习惯，提高学生获取新知识的能力和分析解决问题的能力，培养学生辩证唯物主义的发展观。那么，教师在教学过程中该如何处理教材，才能体现新课程理念和编者的意图呢？笔者根据自己多年的教学实践提出几点建议。1引入——在梳理中构建体系高中《生物》必修3模块是从微观到宏观的不同层次上来研究生命活动的规律，本书第3章是从宏观上探讨生命系统的规律。在进入本章教学之前，教师可引导学生先对必修1、必修2两个模块的知识脉络做一个梳理（如图1），再学习本章知识内容。这有助于学生从整体上构建知识体系，领悟生命系统的层次，不然学生对知识的把握会如同“盲人摸象”，或如诗中所言，“横看成岭侧成峰，远近高低各不同；不识庐山真面目，只缘身在此山中。”图12种群——在比较中把握概念本节的主要内容是种群的概念、种群基本特征和种群的数量增长规律，它既是前面个体知识的延续，又是后面群落、群落演替和生态系统方面知识的基础。在本节教学中有以下几个教学难点：种群和物种的概念、种群密度测定的方法、种群特征的内在联系、种群数量变化规律的两种曲线。这几个知识难点应该通过引导学生用自学、讨论和比较的方法来突破。2.1“种群”和“物种”“种群”和“物种”是两个容易混淆的概念，教师可在让学生阅读书上种群概念的基础上，以实例分析的方法来帮助学生理解“种群”的概念。例如，判断以下所描述的是否为一个种群，并分析原因：（1）一片草地上的全部蛇；（2）某菜市上卖的全部的同种白菜；（3）某村子中全部青年男女；（4）一个池塘里的全部红鲤鱼。显然，（1）（2）（3）不是一个种群，原因是（1）不是“同种”，（2）不是“自然区域”，（3）不是“全部个体”。再以实例来比较分析“物种”和“种群”的概念。如甲、乙两池塘中的红鲤鱼是否为同一种群？是否为同一物种？分析：若这两个池塘无河流相通，鲤鱼不能自由交配繁殖，它们便是两个种群；若两池塘有河流相通，两池塘中的鲤鱼能游来游去并可以自然交配繁殖，便是同一种群。若把两个种群的鲤鱼人为放到一起后它们能自然交配并产生可育后代，便是同一物种，否则便不是。故“物种”大于“种群”。“物种”主要强调“在一起时能自然交配繁殖产生可育后代”，而“种群”除了必须是“同种”，还必须强调“一定的自然区域”和“全部个体”。2.2“样方法”和“标志重捕法”对种群密度估算方法的学习，教师可先让学生完成“模拟动物种群密度调查的标志重捕法”的实验，让学生对取样调查法有一个初步的感性认识，再提出测定种群密度的两种方法：标志重捕法和样方法，比较两种方法的适用范围。苏教版教材上主要介绍了标志重捕法，教师可以补充介绍人教版教材上的“同样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度”的探究活动。但要强调：两种方法得出的都只是估计值，标志重捕法只适用于测定一些活动能力较强的动物种群的种群密度，对于土壤动物或一些活动范围很局限的昆虫只能用测定植物种群密度的样方法来测定。这样，可让学生对种群密度估算方法有一个较全面的认识。2.3“种群特征”和“种群数量”学习种群特征是为研究种群的数量变化，“种群特征”这部分知识可采用引导自学法进行教学，重点比较种群的几个特征在对种群数量影响方面的不同作用。在本部分内容的教学中，教师还可通过引导学生联系实际，对学生进行情感态度和价值观的教育。例如，结合我国人口普查结果引导学生分析我国人口增长模型，对我国人口未来的发展趋势做出科学判断，并讨论制定相应的人口政策；结合我国农村长期以来存在的重男轻女的封建思想，人为对胎儿进行性别选择，导致性别比例失调（男女比例偏高）引发的一系列社会问题进行思考。2.4“J型曲线”和“S型曲线”“种群的数量增长规律”是本节的难点，这部分知识内容可以分成“种群增长模型的数学公式和曲线的建构”“种群增长的J型和S型曲线的比较”“研究种群数量变化规律的意义”等三部分来学习。“种群增长的数学模型建构”要建立在学生具有一定的数学基础知识和对单细胞生物（如酵母菌）在不同条件下的繁殖特征知识掌握的基础上才能完成，所以建议教师先安排学生完成“探究酵母菌种群大小的动态变化”实验，然后再学习本部分知识。可把学生分成两大组，如通过取样调查法统计对比在“理想”条件和“有限”条件下，酵母菌随时间发生的数量变化，列表统计后利用数学描点法绘制出酵母菌在不同条件下的数量变化曲线，在此基础上建立数学模型就水到渠成了。种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线是本节的重难点，建议教师在教学时通过引导学生对两种曲线的形成条件、特点和图形等进行比较来加以突破，并强调：“J”型曲线的增长率λ是与种群密度无关的，λ是不变的；而“S”型曲线的λ随种群密度的变化在发生改变。教师还可根据学生的实际情况来对“S”型曲线的相关知识进行拓展，把“S”型曲线的“种群数量”和“种群增长率”随时间变化的曲线进行比较，这种同一过程的不同类型的曲线题型对学生的思维要求很高，是学生学习的难点。图2图2中A曲线是种群数量随时间变化的曲线，B曲线是种群增长率随时间变化的曲线。增长率先增后减，呈现正抛物线状态，在K／2时种群增长率最大，到K值时增长率下降为零。所以人工养殖的种群在种群数量处在K／2时对种群进行适度捕获，既能获得较大的收益，又能保持种群的最大增长速率。继续结合实际生活创设情景学习“研究种群数量变化规律的意义”这部分知识。说明“S”型曲线体现的是在自然状态下的种群数量变化的规律，在人为干扰的情况下，曲线会发生一定的变化。人类过度捕猎或对某种群栖息地的破坏会使某些种群数量持续下降，甚至灭绝，如大熊猫等物种正处于濒临灭绝的境况；同时再引导学生思考：为什么人类投入了大量的人力和物力来消灭蚊子、苍蝇等种群，但效果不明显呢？应同时再采取哪些措施才能收到较好的效果呢？这样既有利于知识的活用，又能提高学生的学习兴趣。3群落——在实践中培养能力这一节主要介绍了生物群落、物种丰富度和生态位的概念和生物群落中的种间关系及群落结构，主要通过对群落结构的认识来为群落演替的学习进行铺垫。3.1生物群落的概念“种群”“群落”“生态系统”这3个概念密不可分，教师应在提问复习“种群”概念的基础上分析“群落”的概念，接着可把“生态系统”的概念提前展示给学生。“群落”的学习可通过让学生在调查研究的基础上讨论：一个自然区域（如一个池塘）生活着哪些生物种群？它们之间有何联系？通过讨论帮助学生掌握群落的概念和组成的相关知识。再播放不同纬度的生物群落的图片，如热带雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、针叶林、高山草甸等，帮助学生理解物种丰富度的概念，并引导学生分析讨论引起生物群落发生变化的生态因子。对于“统计土壤动物的物种丰富度”的实验，教师可在课前让学生自学教材上的背景资料，然后分组统计不同类型土壤动物的物种丰富度，最后把结果反馈给教师，教师再引导学生分析影响土壤动物物种丰富度的生态因子。这样既培养了学生的自学和探究能力，又培养了学生之间的情谊和合作精神。3.2生物的种间关系在学习“生物群落的种间关系”这部分知识时，为便于学生更好地理解生物之间的关系，可先补充“种内关系”的相关知识。这样有助于学生正确辨析“种内关系”与“捕食”及“竞争”的差异。同种生物的“吃与被吃”或为争夺相同的资源而发生的斗争都是种内关系，捕食是异种生物之间“吃与被吃”，竞争是处于同一生态位的异种生物之间为争夺相同资源而发生的斗争。在分析教材中“两种草履虫之间的竞争现象”这一事例时，教师应引导学生分析：在实验室比较单纯的条件下两个竞争的种群中是可以出现书中图形所示的动态变化。但若在自然界这两种草履虫生活在同一池塘中，在有其他因素的介入的情况下，两种草履虫的数量变化还会不会如书中所示的那么简单呢？教师可先引导学生分析讨论再作总结。3.3群落结构“群落结构”这部分内容的学习以“群落的垂直结构”为重点。群落垂直结构可从植物分层现象和动物分层现象两方面入手，植物垂直分层现象除了地上部分存在分层现象，地下部分也存在分层性。教师应先引导学生分析再总结“分层”现象存在的意义，帮助学生理解：群落的地上部分分层是为了叶能充分利用光能，地下部分分层是为了根能充分利用水肥，两者都有利于合理利用自然资源，减小竞争。动物的分层现象是受植物分层所引起的动物的食物和小气候变化影响的。课后教师再引导学生调查研究影响水域（如池塘）生物群落和高山生物群落结构的各种因子，来加强学生对生物群落结构和生态位概念及意义的理解。4演替——在发展中形成观点本节是新教材增加的知识内容，主要介绍了群落演替的概念、类型、过程和影响群落演替的因素，重点是群落演替的过程。通过本节内容的学习，要让学生明白人类活动对群落演替的巨大影响，从而培养学生正确的生态道德观。另外通过“群落演替”这一动态发展的过程的学习，帮助学生理解“物质是发展变化的”这一辩证唯物主义观点，从而帮助学生形成正确的世界观。建议教师在上本节内容前一周布置学生完成书本上“观察小型环境中生物群落的变化”的实验，在上本节内容时先让学生分析这一小型环境中生物群落发生了怎样的变化？是受哪些因子影响的？再引出群落演替的概念。在学习“原生演替”时，可先让学生观看裸岩上群落演替过程的录像或图片，让学生初步认识群落演替的过程，再让学生总结出原生演替各阶段的主要生物类型，以动态发展的观点对群落演替过程的本质进行思考。在学习“次生演替”时，教师可通过引导学生对弃耕农田或火灾后的森林发生的演替与裸岩上或火山岩上发生的演替过程进行比较，从而帮助学生理解次生演替和原生演替的差异。另外可引导学生分析“沧海桑田”“走的人多了就成了路”等成语或俗语中包含的生物学知识和原理。在学习“群落演替的影响因素”这部分知识时，着重强调人类活动对群落演替的影响。教师可组织学生分组，一组学生利用网络合作收集人类破坏自然的事例和图片，如由于人类乱砍滥伐等行为导致森林变为沙漠等恶性演替的数据；另一组学生收集在人类的干预下发生的良性演替的事例，如通过人工造林、退耕还林还草还湖等生态恢复工程使群落发生的良性演替。并要求每组学生针对自己查询的结果写出调查报告，在上课时进