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以“生态系统的结构”为例,谈生物课堂的三件“法宝”

2018-01-16王菁

中学生物学 2017年11期
关键词:食物链太湖科学素养

王菁

生物学是一门实验学科,是一门与日常生活联系非常紧密的学科。但是遗憾的是很多生物课都上得呆板无趣,学生只是被动地接受新知识,没有体现出实验学科的特色,也没有与学生的生活有机的联系起来。

其实想要把生物课上得生动有趣,并培养学生的生物科学素养,联系生活实际、开展实验和构建模型是生物学科的三件 “法宝”。笔者以人教版必修3第五章第一节“生态系统的结构”为例,说明用好生物课堂的这三件“法宝”对提升生物课堂魅力的重要性。

1 让生活实际走进生物课堂

1.1 突出家乡特色,让课堂充满人文情怀

每个地方都有自己的地域特色,教师可以汲取其中与生物学有关的部分为生物课堂所用。学生普遍对自己熟悉的家乡特色感兴趣,并有继续学习下去的愿望。笔者在上“生态系统的结构”这节课时,以独具江南特色的视频《太湖美》导入,通过图片和音乐让学生感受到了家乡母亲湖到处都是生机勃勃的生物。

师:欣赏完视频后,你们看到了哪些生物呢?

生:芦苇、鱼、虾……

师:太湖最著名的是太湖三白,你知道哪三种生物?

生:白鱼、白虾、银鱼。

师:如图是太湖的一角,请用生态学知识判断:一条银鱼、太湖里所有银鱼、太湖里所有生物、整个太湖分别属于生命系统的什么层次?

生:个体、种群、群落、生态系统。

师:你能结合已经学过的知识,说一说什么是生态系统吗?

生:由生物群落和無机环境相互作用而形成的统一整体。

师:生态系统有大有小,地球上最大的生态系统是什么?

生:生物圈。

师:生物圈指的是地球上所有生物及其生活的无机环境的总和。最近一则资料:一头鲸鱼死后沉入深海,可以滋养深海生物100年。这头鲸鱼及其上的所有生物也是一个生态系统——鲸落。你还知道哪些类型的生态系统呢?请举例说明。

生:海洋、森林、荒漠生态系统……

师:请欣赏地球上众多的生态系统类型(图片展示)。

1.2 贴近学生生活,让课堂充满生命活力

在学习营养结构(食物链和食物网)这块内容时,由于教材上的插图是温带草原生态系统,离学生生活实际比较远,笔者借助学生当天的早餐,让他们说出以人为终点的食物链。学生讨论得很热烈,因为与他们的生活很贴近。

生:非生物→麦→人;非生物→麦→鸡→人→细菌;麦→猪→人。

师:我们一起来看食物链是否正确。捕食食物链上只有生产者和消费者,分解者和非生物的物质和能量不参与食物链。

教师和学生一起纠正了错误的食物链书写方式(图1)。

食物链上的每一个环节称为营养级。成分和营养级是什么关系呢?

生:错位一个。

师:“螳螂捕蝉,黄雀在后” “大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃泥巴(主要指浮游植物)”,这两则谚语中黄雀和大鱼分别是第几营养级?

生:都是第四营养级。

师:食物链总是从生产者开始,一般不超过四或五个营养级。自然界生态系统里有许多食物链交错连接成更为复杂的营养结构叫食物网。已知学校生态农场有植物、食草昆虫、食虫鸟、蛙、鸡、蛇等生物,根据它们的捕食关系,尝试写出食物链和食物网。为了防止鸟类吃农作物,有人用细网将农作物罩住,结果农作物反而减产,请分析原因。

生:生物种类减少了,食物网变简单了,生态系统的抵抗力稳定性减弱。

师:现实生活中因为破坏食物链而导致生态系统被破坏的例子很多,请观看视频“我们如何守卫那片‘蔚蓝”。为了保护生态系统,我们可以从自己做起,从平常的生活做起,保护公共绿地,旅游景区生态环境的爱护,城市垃圾的分类放置等。生物圈是人类和其他生物的共同家园,保护它是我们共同的责任!

在这样的生物课堂教学氛围下,学生慢慢感受到课堂知识与现实生活紧密联系,感受到课堂教学带给自己的无限的满足与快乐。

2 开展实验“活化”生物课堂

“开展实验”在生物课堂中的应用可以活化知识和课堂,可以帮助学生突破主观理解误区、使抽象知识形象化。例如在突破生态系统的组成成分这一教学重难点时,学生很容易因为惯性思维犯错误,如把动物认为都是消费者等。为了突破这一教学重难点,笔者设计了如下学生实验:材料用具:清水、砂石、水草、浮萍、小鲤鱼、螺狮、大烧杯等。利用所给材料,模拟制作一个“迷你映天湖”生态系统。

学生合作完成。

师:① 说一说你的“迷你映天湖”里有哪些生物成分?哪些非生物成分?② 这些生物是怎样获得物质和能量的?它们之间是什么关系呢?按照它们的作用将生物进行归类。

生:① 生物成分:水草、浮萍、小鲤鱼、螺狮等;非生物成分:清水、砂石、空气等。② 水草、浮萍进行光合作用把光能转化为有机物中的化学能,小鲤鱼吃浮萍,螺狮吃浮游生物,螺狮还可以分解小鲤鱼的粪便。某些微生物也可以分解落叶和粪便等。

师:我们把像水草一样通过光合作用把无机物转化为有机物的自养型生物称为生产者;像小鲤鱼一样直接以现成的有机物为食的异养型生物称为消费者;像某些微生物这样分解动植物遗体和排泄物为无机物的异养型生物称为分解者。螺狮吃浮游生物,螺狮还可以分解小鲤鱼的粪便,所以螺狮既是消费者也是分解者。当然还有非生物的物质和能量。

师:关于这四种成分,我们平时有一些惯性思维,老师选取了四个最典型的“常识”,你们认为对吗?① 所有的植物都是生产者。② 生产者一定是植物。③ 所有动物都是消费者。④ 所有微生物都是分解者。

学生一起判断对错并举出反例。

教师总结生态系统的组成成分。

教师所创设的实验情景不仅限于实验本身,更是后续一系列问题的基石,以此引导学生认识到原有认知水平的不足和对更高认知水平的渴望。当课堂因情景而萌生问题,因问题而衍生生成,教学基本上已经驶入了成功的港湾。

3 构建模型提高教学效果

生物学通常是知识点多,知识点杂,甚至有的学生会感觉有些凌乱,构建模型可以较好地解决这些问题。在讲完生态系统的组成成分后,笔者进一步启发学生:生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量是紧密联系、缺一不可的整体。生态系统多种多样,但是在结构上有许多共同点,能否建构一个生态系统的结构模型呢?

学生以小组为单位,尝试用箭头和文字把生态系统的成分联系起来,建构出一个生态系统的结构模型(图2)。

师:能否把生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)联系起来呢?

学生进一步思考,并合作完成(图3)。

高中生物新课程教材中涉及概念的内容非常多,几乎每一章、每一节内容都可以用概念模型的形式加以表示。在复习时,教师还可以将不同章节的相关内容以概念模型的形式表现出来,以便学生形成一定的知识框架,便于对知识的联系和复习。

余文森教授认为,有效学习要“有效果” “有效用” “有效率”。其中“有效用”便要求学生通过学习获得一定能力并提高生物科学素养。生物课堂是一个很好的舞台,轻松愉快的氛围才能成就精彩的演出,才能使学生提高能力,提升生物科学素养。枯燥的课堂不仅使学生情绪低落,学习效率低下,更为严重的是让这样一门亲近自然的实验科学失去了它本来的面目。因此,在高中生物教学中,教师可运用这三件法宝——联系生活实际、开展实验和构建模型,打造趣味高效的生物课堂。学生的生物科学素养不是一个“全或无”的变化,而是一个连续变化的过程,相信在教师的精心组织下,学生的生物科学素养必将得到提高!

参考文献:

[1] 刘恩山.中学生物教学论[M].北京:高等教育出版社.2009,7.

[2] 沈长远.如何打造趣味高效的生物课堂[J].中小学教育.2013,11.endprint

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