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例谈基于科研情境指向重要概念的一轮复习课
——以“群落及其演替”为例

2022-11-19北京曹文竹牟亚楠

教学考试(高考生物) 2022年5期
关键词:白桦群落考查

北京 曹文竹 牟亚楠

“双减”是时代对育人提出的新使命和新任务,同时也是落实立德树人根本任务的过程中优化教育生态、重塑全民教育价值观的一场革命。而“双减”的“减”关键在于课堂教学质量的“增”和作业的“精”。单元教学内容指向学科重要概念,依托科研情境实施单元教学,有助于学生理解学科重要概念,形成具体与抽象交错复杂的认知结构,达成高通路知识迁移,提升学生综合能力。下面,笔者将以“群落及其演替”单元复习为例,例谈“双减”背景下基于科研情境指向重要概念的一轮复习课。

1.视频导入,铺垫情境

单元复习以真实情境为载体,引导学生充分理解重要概念,在检索科研文献时,笔者筛选了内蒙古扎兰屯地区的真实科研情境。因此,在课堂导入中,笔者对《航拍中国》内蒙古地区视频资料进行剪辑,使课堂资料具有连续性。视频内容包括:内蒙古地区森林、沙地、沙漠、湖泊和人工群落等不同群落景观,并引导学生运用已有知识分析视频资料信息。

受实际情况的制约,学生不能深入到大自然中去亲身感受群落的结构,抽象的语言描述不利于学生对概念的理解。通过视频资料,学生可以更加直观地看到群落的外貌,初步体会人与自然和谐共处。视频中选取了内蒙古地区六个特征明显的群落景观:(1)达尔滨湖,引导学生直观感受群落的水平结构,并通过达尔滨湖形成的讲解,让学生体会初生演替;(2)五角枫森林公园,低矮的枫树体现了干旱环境中植物的适应性;(3)巴丹吉林沙漠,双峰驼体现了干旱环境中动物的适应性;(4)河套平原灌溉区、库布齐沙漠的植被、居延海的黑河水引流,体现了人类活动对群落及群落演替的积极影响。

除上述群落类型外,进一步由内蒙古的草原生物群落引出判断题:草原生物群落以草本植物为主,只有水平结构,没有垂直结构。引导学生举例说明草原生物群落的空间结构特征。

2.情境带入,跳跃思维

根据单元内容,检索相关科研文献,筛选恰当的文献为命题情境,命制原创试题;在命题讲解过程中,不断引导学生回忆、分析课前视频中的相关内容,通过不断地联系、联想,初步锻炼学生的跳跃性思维,逐步培养学生的推理能力。

【例1】内蒙古扎兰屯地区气候属于半湿润性气候,冬季寒冷,夏季湿润凉爽。森林类型包括落叶松林、白桦-落叶松林和白桦次生林。白桦次生林为原有植被被人类或自然因素干扰后形成的。

(1)调查每种类型林分中灌木优势种通常采用______法。(注:林分指特征大体一致但与邻近地段有明显区别的林子)

(2)由于乔木层优势种不同,形成了不同的林分郁闭度(郁闭度是反映林分密度的指标),致使林下小环境产生较大差异,林下植被发生变化。研究者对3种林分乔木层特征进行了比较(图1),并对灌木层重要值进行了统计(图2)。重要值(%)是植物在群落中的综合数量指标,体现植物在群落中的地位和作用。

①研究发现,落叶松林以落叶松为优势种,其物种多样性较低,据图1分析原因是___________________。

②结合图1、图2分析,白桦次生林中灌木层优势种不同于其他林分的原因在于兴安柳对较强光照具有更强的________。

(3)白桦次生林的产生是___________________演替的结果;与白桦次生林相比,白桦-落叶松林群落对光的利用更充分,具有更复杂的___________________结构。

(4)调查发现乔木层和灌木层的丰富度均表现为白桦-落叶松混交林>落叶松林>白桦林,请综合上述研究结果,阐述白桦-落叶松混交林丰富度最高的原因。

【分析】第(1)问考查必备知识,引导学生回忆“优势种”“样方法”等已有知识。结合课前资料“达尔滨湖”、课内资料不同季节的“内蒙古天池”,帮助学生厘清几个问题:①什么是生物群落?②如何区分群落的水平结构和垂直结构?③不同的季节群落的外貌和结构相同吗?

第(2)问①为“归因”类问题,考查学生信息获取、知识整合、科学思维和语言表达能力,引导学生从种间关系和生物与环境之间的关系多角度分析并解决问题。本问②考查学生对重要概念的理解,体会生物和环境的适应。在②的讲解过程中,教师可以结合课前视频资料中的“低矮枫树”“双峰驼”引导学生根据阳生植物的适应性特征,推测“兴安柳的叶片厚度”,而后通过图片验证推理,进一步体会生物和环境的适应。帮助学生厘清问题:生物群落内的不同生物是如何与环境相适应的?

第(3)问较为基础,考查学生的理解、思辨能力,结合课前视频资料“达尔滨湖”的形成,对比2019年澳大利亚的火灾,引导学生区分概念;再次结合课前视频资料“库布齐沙漠植被”“居延海的黑河水引流”,引导学生体会群落的动态变化和人类活动对群落的影响。通过辩证地分析人类活动对群落演替的影响,学生理解了我国的可持续发展战略,认同人与自然和谐共处。帮助学生理解问题:怎样看待人类活动对群落演替的影响?

第(4)问为“归因”问题,考查学生语言解码能力、信息搜索能力和信息整理能力等关键能力。教师再次引导学生思维跳跃回第(2)问①的讲解思路中,从种间关系和生物与环境之间的关系多角度分析并解决问题。

教师通过上述具体科研实例情境和命题情境的讲解,引导学生思维不断跳跃至课前的视频资料,以及题干前后问之间的跳跃思考,在课堂双主线内容重叠、交叉的同时逐步培养学生的跳跃性思维;并且,通过对试题的讲解,引导学生梳理已有知识,为进一步构建知识网络做铺垫。

3.构建网络,突破难点

复习过程中,不能仅局限于对基本概念的回顾,更应注重培养学生整合知识的能力,在构建知识网络的同时,逐步构建“不同种群的生物在长期适应环境和彼此相互适应的过程中形成动态的生物群落”的重要概念,为大概念的建立做铺垫。

展示群落、结构、类型、演替、生态位、优势种、空间结构、种间关系、丰富度、调查、样方法、人类活动等名词,引导学生梳理概念,构建、展示知识网络图(图3)。

引导学生通过分析上述关系中最能体现生物群落的适应、动态变化两个特点,生成、归纳本单元的重要概念。

4.知识迁移,升华情感

通过知识整合,引导学生跳出已有情境,再次应用新试题情境,锻炼学生的知识迁移能力。明确学科核心素养与知识间的联系。

【例2】辽河流域是辽宁省重要的生态屏障和经济地带。为尽快恢复辽河某段“水体-河岸带”的生物群落,研究人员选择辽河流域常见的植物进行栽种。植物种类、分布及叶片或茎的横切面如图4。下列有关叙述错误的是

( )

注:右侧为对应植物叶片或茎的横切面示意图,空白处表示气腔

A.丙与丁的分布体现了群落的水平结构

B.四种植物因适应环境而具有发达的气腔,利于根系的呼吸

C.选择生态位差异较大的四种植物进行栽种,有助于群落的协调与平衡

D.研究人员栽种辽河流域常见的植物,可加速该段生物群落的演替进程

【分析】本题为契合本单元复习内容的选考试题改编题。跳出本节课的主线情境,引导学生运用已有知识解决新情境的问题。A选项为基础性、应用性问题,考查学生对必备知识的理解能力、推理能力,群落的垂直结构与水平结构的影响因素,有助于学生在新的情境中准确判断群落的空间结构类型;B选项为综合性、应用性问题,考查学生思辨能力,考查群落中生物与环境的适应性关系的同时,帮助学生理解生物的适应性特征是在长期自然选择过程中进化的结果,指向重要概念;C选项为综合性、应用性问题,考查学生的理解能力、思辨能力,引导学生在充分理解生态位的同时,评价生态位不同对生物与环境之间协调、平衡的意义;D选项为基础性问题,考查学生的理解能力,在考查人类活动对群落演替影响的同时,进一步引导学生体会群落的动态性,指向重要概念。

最后,引导学生认同经济效益与生态效益息息相关,都离不开人与自然和谐共处。还可点明本节课命题素材均来源于真实的科研成果,引导学生相信科学、尊重事实,感悟科学家为科技进步做出的贡献。

5.讨论

“双减”背景下,提升课堂教学效率,例题要紧密结合课程内容,要做到少且精。因此,依据重要概念精选科研文献,从基础性、综合性、应用性三个维度自主命制原创例1,更契合单元内容,但存在资料筛选任务量大、例题命制过程耗费时间和精力较多的问题。例2则选择选考题进行改编,契合单元主题内容的同时,培养学生解决实际问题的能力,提升学生的自信心。

以内蒙古地区的不同群落景观资料为背景、以科研情境命制例题,贯穿于整节课堂,解决核心问题,提升学生运用已有知识解决实际问题的能力,课堂结构完整。双主线均以内蒙古群落为背景,平行贯穿于整节课堂,锻炼学生思维的跳跃性与连贯性。

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