吴幸萍

(广东省广州市越秀区教师进修学校 广州 510080)

根据生物学课程的教学要求，中学生物园一般由生态区、专类区、探究区和科普区等四大部分组成，生物园主要通过生态区来展示生态系统多样性。结合中学校园实际，生态区设计类型一般有： 水生生态区、阴生生态区、沙生生态区。广州大学附属中学水生生态区于2016年建成，2017年开始开展水生生态区的教学探索活动。

本文就该校水生生态区的设计、建设和教学应用进行阐述。

1 水生生态区的改造背景及思路

绿地原有蕨类、裸子和被子植物共23科30种。其中木棉蒴果成熟时，种子随棉絮飞散落入池水中；落叶大乔木凤凰木的叶为二回偶数羽状复叶，落叶时节小叶散落在水体中；均影响池水的净洁度和观赏性。还有白兰、垂枝红千层、尖叶杜英、美丽异木棉、高山榕、小叶榕等乔木，米仔兰、毛叶杜鹃、灰莉、希茉莉、龙船花等灌木，水鬼蕉、朱蕉等草本植物。以上15种被子植物或未能在规划中的生态区发挥较好的教学作用或与其他植物的种植搭配不协调，故将其移栽校园他处或清运，不再留园。罗汉松、小叶榄仁、秋枫、红花羊蹄甲、洋紫荆、桂花、盆架树、鸡蛋花等乔木，含笑、散尾葵、金边露兜树等灌木，肾蕨、旅人蕉、春羽、台湾草等草本植物，以上蕨类、裸子和被子植物共15种，它们将在园地的教学应用中发挥较好的作用并有较好的观赏价值，予以保留。在此基础上，以教育性和美观性为原则，增加植物种类。

改造后的生态区有高等植物41科共75种，以沉水、浮水、挺水和岸边植物以及水生动物作为群落的主体，辅以水体和土壤等无机环境的改造，构成集美化和教学于一体的园地。

2 水生生态区的规划设计与改造建设

2.1 绿地的改造 原有的绿地高出路面，有一定的坡度，影响了园内外的观赏效果，通过对其开挖清运，降低了土层高度，同时回填改良有机土以增加土壤的肥力。绿地还增建了园路，方便师生观赏和学习考察。岸边园石刻上朱熹“为有源头活水来”的诗句，增强园地的人文教育氛围，激发学生的学习热情，坚定探求真理的信念。

保留散尾葵、旅人蕉等原有观赏树种，增加种植酒瓶椰子、银海枣、大王椰子、大鹤望兰、丝兰和红刺露兜树等植物以体现亚热带地区特色，配置山茶、春花木、木槿、紫薇和茉莉花等花卉，以及波罗蜜、柚、柠檬、人心果和苹婆等果树，还有金边虎尾兰、假金丝马尾、紫背竹芋、花叶艳山姜和彩虹铁树等观叶植物，形成观花、观果和观叶的自然景观，园内物种丰富，利于开展生物学教学。

植物的种植设计如图1所示。

2.2 水体的改造 原水池的水质净化功能较差，改造时以过滤专业生物砂为主要净化材料，安装潜水泵增加水体含氧量以提高水体净化效率。池中种植沉水和浮水植物，养殖鱼类，丰富水生动植物种类以增强园区的观赏性。沿水池边的绿地挖土建环形水池，池内填塘泥，种植挺水植物。

2.3 露天实验室的建设 露天实验室实验操作平台用米白色瓷砖铺饰，实验台下分隔设柜，装不锈钢门，设锁，储物柜内临时放置生物实验仪器(显微镜、解剖镜、放大镜、镊子、烧杯、培养皿等)和书籍，地面用水泥加固，瓷砖铺饰，建台阶方便学生学习探究。学生可以利用空闲时间以水池生态环境为研究对象，开展探究性学习活动。

露天实验室设计如图2所示。

2.4 科普设施的完善 宣传橱窗主要介绍生态学知识，推介最新生态学研究成果，展示学生作品，创设互动学习场所。标本柜放置葫芦藓、华南五针松的球果、紫薇等被子植物的果实、河蚌、青蛙发育顺序等标本。植物标牌的内容涵盖中文名、学名、科名、特征、习性和功能等，形式设计结合校徽体现校园文化特色。

图1 水生生态区植物种植平面图

图2 露天实验室设计图

3 水生生态区的教学应用

水生生态区蕴含了丰富的生物课程资源，根据教学需要教师可以组织丰富多样的教学活动。现举几例说明。

3.1 调查水生生态区的生物种类 水生生态区生物种类丰富，可以结合人教版七年级上册“调查周边环境中的生物”一节的教学要求，开展调查生态区的生物种类活动。首先，学习调查的方法： 在调查时要明确调查目的和调查对象，制订合理的调查方案，注意调查范围等；其次，明确调查活动的目的要求： 了解生态区的生物，记录所看到的生物和它们的生活环境；尝试对所看到的生物进行归类，初步认识生物的多样性以及生物与环境的关系；初步学会做调查记录；最后，组织活动实施： 把所教班的学生分小组，确定组长人选；小组设计调查表和调查路线；每组学生沿着事先设计好的路线进行调查，将观察到的各种植物、动物的名称、数量以及生活环境的特点一一记录在调查表中，教师在生态区作指导和答疑，及时帮助学生解决问题。

课堂上，各组代表把本组调查到的生物和采用的归类方法向全班同学汇报，大家一起讨论，教师总结归类的方法和意义，为后阶段的学习作铺垫。教师要求学生课后将归好类的生物的资料进行整理，以小组为单位完成一篇生态区生物的调查报告，教师选出质量较高的调查报告展示在生态区的宣传橱窗，让学生相互学习。

3.2 对水生生态区的植物进行分类 水生生态区种植了蕨类植物2科共2种，裸子植物1科1种，被子植物37科共71种(其中单子叶植物16科44种，双子叶植物21科27种)；还有水中生活的藻类、枯木上长的菌类、生于树皮上的地衣、阴湿环境中生长的苔藓等，园地植物种类涵盖了植物各大类群。为了解植物的多样性，可以利用水生生态区对植物进行分类。

例如，教师可结合人教版八年级上册“尝试对生物进行分类”一节的植物分类表解，利用水生生态区进行现场教学： 教师在生态区里选出植物分类表解中的6类代表植物，分别是三药槟榔、柠檬、罗汉松、巢蕨、葫芦藓、丝藻，引导学生在生态区中找出以上几种植物，对照植物分类表解，通过观察特征，学习几种代表植物的所属类群和分类等级。教师在生态区指导教学时，可引导学生借助露天实验台储物柜中的培养皿、镊子和放大镜等实验仪器，采集丝藻和葫芦藓进行观察，在放大镜下可以看到丝藻是无根、无茎叶、无种子的藻类植物，葫芦藓有假根、有茎叶。如果在生态区不能采集到有孢蒴的葫芦藓，教师可引导学生观察标本柜展示的具有孢蒴的葫芦藓标本。教师指导学生观察巢蕨叶背面褐色的隆起——孢子囊群，通过观察，总结葫芦藓和巢蕨都是无种子的植物。在观察罗汉松、柠檬和三药槟榔植株的基础上，教师引导学生观察标本柜中其他植物的种子和果实： 华南五针松的球果、紫薇的蒴果、洋紫荆的荚果和短穗鱼尾葵的浆果，通过观察归纳裸子植物的种子无果皮包被，被子植物的种子有果皮包被。

教师还可以利用水生生态区进一步指导学生学习植物分类的方法。可要求学生着重对其中一科的植物展开重点学习，如： 生态区种植了较多种类的棕榈科植物，让学生找出棕榈科植物，按照中文名、学名和主要特征填写表格，并对表格的内容进行学习、分析和比较。

这项学习任务涵盖了丰富的学习内容，主要包括：

第一，掌握种是最基本的分类单位。比较生态区种植的5丛散尾葵，它们都具有“干平滑光洁，被白粉，茎丛生，叶羽状全裂”等特点，6株大王椰子有“树干挺直，中下部常膨大，灰褐色，光滑有环纹；羽状复叶聚生干顶”等共性，说明种是最基本的分类单位，同种生物的亲缘关系最为密切。

第二，分析植物的不同分类等级。生态区中6种棕榈科植物形态结构有异同，通过观察比较，归纳它们具有“木本，树干不分枝，大型叶丛生于树干顶部”等的共同特征，它们属棕榈科的植物；与龙舌兰科的丝兰、旅人蕉科的旅人蕉等植物比较，大王椰子与棕榈科植物的共性比与其他科植物的共性多，说明同科的植物有较近的亲缘关系；大王椰子与丝兰、旅人蕉等植物也找到它们具有平行脉的共性，都是单子叶植物，它们比具有网状脉的春花木、波罗蜜等双子叶植物的亲缘关系近；大王椰子和波罗蜜的种子都有果皮包被，属被子植物，它们之间的亲缘关系比裸子植物罗汉松近。

第三，学习双名法，读懂植物标牌。物种的学名由两部分组成，第一部分是属名，第二部分是种加词，后面是命名者的姓名(可以省略)。双名法的属名和种加词均为拉丁文斜体，命名者姓名部分为正体。6种棕榈科植物的属名不同，说明这几种棕榈科植物是不同属类，通过比较植物标牌，可以了解不同生物之间的亲缘关系。

3.3 观察水生生态区田螺的生活习性和形态结构 结合人教版八年级上册“软体动物和节肢动物”一节的学习，开展观察田螺的活动。学生可以在环形水池边或挺水植物的茎叶上找到田螺，田螺具螺旋形贝壳，用腹足爬行和挖掘洞穴，用小树枝触碰田螺头部，田螺的腹足收缩，身体藏入壳内，厣将贝壳盖住以躲避敌害。学生还可以在标本柜观察河蚌的外套膜。通过以上观察，理解掌握软体动物“柔软的身体表面有外套膜，大多具有贝壳；运动器官是足”的主要特征。

3.4 考察水生生态区水生群落的分层现象 结合人教版高中生物学必修3“群落的结构”一节的学习，考察池塘中挺水植物、浮水植物和沉水植物的分层现象。其中，挺水植物有南美天胡荽、水竹芋、梭鱼草、菖蒲、风车草、变叶芦竹；浮水植物有睡莲、水金英；沉水植物有黑藻。还可考察不同鱼类的垂直分层现象： 鲢鱼在水域的上层活动，草鱼和锦鲤在中、下层，鲫鱼在下层。在观察分层现象的同时，教师引导学生思考总结： 群落的分层现象有利于生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量，根据不同鱼类的食性、栖息水层以及鱼类间的相互关系，把不同品种鱼放在一个池塘中混养，能够充分利用饵料和水域空间，提高鱼的产量。

以上是利用水生生态区进行生物学教学的初步探索。生态区为学生亲近自然提供条件，这必将极大激发学生学习生物学的热情。通过一系列探究活动，培养学生观察、思考和实践能力，提高学生的生物学核心素养。