何 波

(广东省广州市花都区新华中学 510800)

核心概念是生物学科的主干知识，对学生学习生物学及相关科学具有重要的支撑作用。核心概念的形成有助于帮助学生深入理解和应用知识，有利于发展学生的生命观。从课标要求和历年高考题来看生态系统的结构都是高中生物教学的核心概念，现以“生态系统的结构”一节教学为例，运用合作探究教学方式来降低学生学习概念的难度，提高概念教学的有效性，提升学生生物科学素养。

1 分析教学内容，把握核心概念

“生态系统的结构”是人教版高中生物学教材必修3《稳态与环境》第5章第1节内容，本节需要学习和掌握的重要概念有：①生态系统是指一定区域内的所有的植物、动物、微生物以及非生物环境(种类)；②依据生物在生态系统中的不同作用，一般可分为生产者、消费者和分解者(成分)；③生产者通过光合作用把太阳能转化为化学能，然后通过食物链(网)传给消费者、分解者(功能)；④生物圈是最大的生态系统(范围)。可将本节重点概念划分为核心概念、一般概念和具体概念并以概念图形式呈现(图1)。

图1 生态系统相关概念的结构层次图

2 巧用教材插图创设情境，导入概念

教学过程中导入教学活动的形式是多种多样的，可以教师口头提问、用教材插图或幻灯片提供问题情境、展示实物模型等方式，吸引学生的注意力和激发学生的学习兴趣，从而导入新课。学生通过对“种群和群落”的学习，已经明确种群和群落的概念及关系，但这两个概念在学习“生态系统”概念时存在隐蔽性，所以教师在教学中应该让学生主动发现并暴露这些已有知识。教师巧用必修3教材87页的插图创设情境来导入核心概念。学生对同种生物构成种群，不同种群的生物构成群落有了一定的认识，但必定产生疑问：群落与生态系统之间会有什么关系呢？然后以预设的问题组织学生开展课堂讨论，实施探究活动，教师在讨论过程中注意倾听学生暴露的错误概念，最后再一并指出，导出核心概念。这种导入从上课效果来看，由于插图信息的具体化和形象化一下子就引起学生的注意力，充分激发了学生的学习兴趣。

3 实施小组合作，探究概念

在生态系统的组成成分这部分内容的学习中，对于生产者、消费者、分解者等各组成成分，学生通过初中的学习有所了解也能例举一两个实例，但对于概念并不是很清楚,所以对于所有成分的准确判断还有待探究。由于必修3教材编排了“设计并制作生态缸”的探究实验。因此，教师采取了学生小组自建微型生态系统的探究实验进行概念教学，探究的过程就是学生思维展开、问题解决的过程，也是概念形成的过程。

3.1 课前准备 首先根据学生的学习情况、性格爱好等因素将全班学生分为12个合作小组，每个小组4人，各小组确立1名组长。为了保证各小组各成员都能积极参与其中，并且能真正理解核心概念，所以根据小组意愿和组内学生的差异在自建微型生态系统之前进行了明确分工：以自愿为原则，每个小组商量确认课前准备好一种生物或非生物[要求：准备生物或者非生物的数量要能满足12个小组构建生态系统的需要；其中3个小组必须是不同种的动物，3个小组必须是不同种的植物，3个小组是不同种的微生物(营寄生或腐生生活的)，3个小组是不同种的非生物]；组内4名同学必须都阅读教材第5章第1节制作生态缸的相关内容，思考：自建一个微型生态系统必须有哪些组成成分？每种成分具体有什么作用？最后每个小组根据自组情况准备一个生态瓶或者生态缸。

3.2 课堂实施 概念教学中，教师首先通过创设情境，循序渐进地呈现出核心概念生态系统。然后要求每组学生在课前准备的基础上以小组为单位展开讨论：小组拟自建一个什么微型生态系统(水生还是陆地)？准备选择哪些生物和非生物？数量大概要多少？每种生物在生态系统中担当了什么成分？有何作用？讨论过程中小组可以安排一名成员“考察”课前各组准备好的实验材料(课前集体放在讲台上)，以备及时更替所选择的生物或非生物，确定好后小组成员分工合作以最快的速度完成微型生态系统的组建。

图2 自建微型生态系统

图2为学生自建的部分微型生态系统，显然教师通过精心设疑，为学生创设了自主合作探究学习的问题情境和条件，充分激起了学生合作探究的欲望，但是构建微型生态系统的过程中由于某些动物或植物同时受多个小组喜爱，导致实验材料准备不够，所以出现了部分小组构建的微型生态系统各成分之间的数量比例失调。

4 展示对比，辨别概念

在教学过程中让学生展示并不仅仅是为了追求课堂形式的生动，而是要让学生通过主动展示，学会表达自己的观点，提高语言表达能力和逻辑思维能力。展示要适时进行，不能游离于教学内容之外，要让学生在较好地理解了课程内容之后进行展示，展示的内容要依据重要概念，突出教学重点，突破教学难点。

例如，教师运用实体展示对比并通过对话的模式将教学层层推进。首先布置学生以小组为单位讨论：①如何结合生态系统的组成成分向全班同学展示小组自建的微型生态系统？②展示时说出各成分在生态系统中起什么作用？ 教学中有学生展示时，要求其他学生认真观察和聆听，并判断是否有错误，如果有错误请在展示学生讲完后给予纠正。

在学生积极参与、踊跃展示的过程中，教师提出以下问题供学生讨论：①所有的植物都是生产者吗？②生产者都是植物吗？③所有动物都是消费者吗？④消费者都是动物吗？⑤所有细菌都是分解者吗？⑥分解者都是细菌和真菌吗？学生在教师的点拨下通过小组合作讨论和交流等方式，最后对生产者、消费者、分解者等概念的外延和内涵有了较清晰的理解。

5 整理归纳，形成概念

整理归纳是完成教学任务的最后阶段。它不应只是简单地重复所学内容，而是要引导学生进行自我反思，这种反思的过程是一个思想升华的过程，是将点滴知识与内在的知识网络进行衔接的过程，是教师无法代替的。因此，归纳应该围绕重点概念，体现这部分知识的核心内容，突出学生对所学知识的理解。例如，在学习完生态系统的组成成分后，教师引导学生经过思考、讨论和归纳使知识一目了然，迅速地整合和形成核心概念(图3)。

图3 生态系统的组成成分知识归纳

6 促进迁移，应用概念

在学生初步掌握了生态系统的营养结构中涉及到的几个概念后，教师创设问题情境，将教材中的几个材料整合并呈现于学案中，促进概念的应用与迁移。材料1：“螳螂捕蝉，黄雀在后”这句话是否构成一条完整的食物链？为什么？”材料2：一般来说，一个生态系统的食物链越多，食物网越复杂，这个生态系统抵抗外界干扰的能力与保持自身稳定的能力越强。在农田、果园等人工生态系统中，人们可以通过增加或延长食物链来提高生态系统的稳定性，同时获得更多的产品吗？

教师引导学生在合作探究中进行材料分析:材料1由于没有生产者，所以不能构成一条食物链。然后归纳：在一条捕食食物链中只有生产者和消费者，而且生产者一定是第一营养级，初级消费者一定是第二营养级，其他消费者的级别不确定。例如，在浮游植物→虾→小鱼→大鱼……这条食物链中的生物，大鱼还吃虾，所以大鱼在这两条食物链中所处营养级就不确定(第四或第三营养级)。像这样在一个生态系统中一种生物可能是其他多种生物的食物，但同时也可能以其他多种生物为食物。这样许多食物链彼此相互交错连接成复杂营养结构，即食物网。

材料2说明农田和果园等人工生态系统食物链单一、自身稳定性差、易受病虫害破坏。通过研究生物之间的关系，适当增加或延长食物链，使之成为立体农田和立体果园，可以提高生态系统的稳定性，同时获得更多的产品，如水田养鱼、果园养鸡等。

通过概念的迁移应用，很好地体现了生物学来自于现实生活、服务于生活的特点，培养了学生的创新精神以及将所学知识应用于实践的能力。

7 评价概念学习

为了解学生对“生态系统的结构”核心概念及具体概念的理解程度，可以根据需要精选几道练习题，一方面保证概念教学目标的达成；另一方面也有助于改进概念教学。

反馈练习1:下列关于生态系统各成分的叙述中，正确的是( )

A.蚯蚓是需氧型生物，在生态系统中属于消费者

B.硝化细菌通过化能合成作用合成有机物，属于生产者

C.病毒是异养型生物，在生态系统中属于分解者

D.太阳光来源于地球外，不属于生态系统的成分

反馈练习2:如图为一生态系统示意图，请据图回答：

(1)从生态学观点看，图中的光、CO2、H2O、N2和各种生物共同构成________。

(2)图中有________条食物链。

(3)细菌在生态系统中属于________，其主要作用是________。

(4)蛇属于第________营养级。

(5)次级消费者是________。

通过反馈练习，学生对生态系统、生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量以及食物链、营养级等概念掌握程度更加深入，且能用所学知识解决实际问题。从学生的答题情况来看，绝大多数学生能快速正确地写出答案，但也有个别学生由于没有明确捕食食物链的组成，在数食物链时把非生物的物质和能量或者细菌当作食物链的成分，从而数错。但总的来说，本节课通过合作探究的方式成功实现了对核心概念的构建，达到了预期教学目标。