“生態系統的結構”一節的建模式教學設計

劉路路

(貴州省貴陽市第六中學 550004)

1 教材分析

“生態系統的結構”是人教版高中生物學必修3第5章第1節的內容，主要講述了生態系統的概念和范圍、生態系統的結構。本節內容承前啟后，能深化學生對前面所學的種群、群落等相關知識的理解，同時又為后續生態系統的能量流動和物質循環等內容奠定基礎。通過本節內容的學習，使學生初步掌握系統分析和建構模型的能力，這對于整個高中生物的學習都有著非常重要的意義。如何引導學生對生態系統的組成成分進行分析，并逐步構建出生態系統的結構模型是本節課的重點和難點。為了突破這一難點，針對池塘生態系統開展小組探究活動，引導學生對池塘生態系統組成成分進行分析，接著類比遷移到生態系統的組成成分；要構建生態系統的結構模型要求學生具有系統論的思想，為了解決這一問題，可以先從最簡單的生命系統——細胞系統入手，引導學生構建出細胞系統的結構模型，然后一般化得到一般系統的結構模型，再將這一模型遷移到生態系統中，最終構建出生態系統的結構模型。

2 教學目標

2.1 知識目標 通過對生態系統結構的學習，說明地球上生物間的相互聯系；嘗試構建生態系統的結構模型，并分析食物鏈、食物網的特點。

2.2 能力目標 通過小組探究活動對池塘生態系統進行分析，鍛煉團隊協作探究的能力。

2.3 情感態度與價值觀目標 形成愛護生命、保護環境的觀念。

3 教學過程

3.1 創設情境，導入新課 幻燈片展示草原、森林、湖泊、海洋等不同類型的生態系統。以草原生態系統為例引導學生分析其中的生物群落、無機環境及兩者之間的相互作用，進而得出生態系統的概念，強調“相互作用”和“統一整體”。

設計意圖： 通過貼近生活的場景，激發學生的興趣，使學生對生態系統的認識從感官感受過渡到理性分析。

3.2 細胞系統的結構模型 引導學生分析動物分泌細胞分泌蛋白形成過程的三個關鍵點： 尋找組分及各組分間的相互作用、系統有邊界、系統是開放的并與外界有物質和能量的輸入、輸出，據此構建出細胞系統的結構模型(圖1)。

圖1 細胞系統的結構模型

設計意圖： 細胞系統是最基本的生命系統，而且最為學生熟悉，以細胞系統為例進行模型構建的嘗試學生會更容易理解。

3.3 一般系統的結構模型 對細胞系統中具體的組分進行替換，換為組分1、組分2、組分3，實現細胞系統的一般化，進而得到一般系統的結構模型(圖2)。

圖2 一般系統的結構模型

設計意圖： 讓學生體驗并學會模型建構過程中從具體到一般的過程。

3.4 生態系統的結構模型 以小組合作探究的形式組織學生針對池塘生態系統進行分析和探究。制作導學案，對學生的探究活動進行指導。首先，引導學生將池塘生態系統中的成分劃分為生物類和非生物的物質、能量，接下來細化生物部分，將池塘中的生物根據獲取能量來源的不同分為大魚類、蘆葦類和細菌真菌類，再將其一般化為消費者、生產者和分解者，由此得到池塘生態系統的組成成分。接著，啟發學生尋找各組分之間的相互作用關系，并借鑒一般系統的結構模型得出生態系統的結構模型。通過類比、遷移，將池塘生態系統的結構模型轉化為生態系統的結構模型(圖3)。

圖3 生態系統的結構模型

設計意圖： 鍛煉學生合作探究和解決問題的能力，讓學生自己嘗試構建系統模型，使其更好地掌握建模方法。

3.5 食物鏈和食物網 將師生共同構建的生態系統結構模型與教材第90頁展示的生態系統結構模型進行對比，請學生尋找差異，找到消費者處的差異： 教材上的消費者一欄是“植食性動物—肉食性動物1—肉食性動物2”，接著請學生在池塘生態系統中尋找符合此關系的生物，得到一條食物鏈，根據學生的回答情況，規范其對食物鏈的寫法。教師針對此食物鏈中的某一動物提問：“它還能以什么為食？它還會被什么動物所捕食？”如此一來使得原來的食物鏈變得錯綜復雜，可順勢引出食物網的概念并講解消費者級和營養級等相關內容。

設計意圖： 讓學生參與進來共同構建食物鏈和食物網的概念，激發學生思考，有助于學生對這部分知識的掌握。

3.6 小結 多媒體課件再次展示草原、森林、湖泊、海洋等生態系統，概括性回顧生態系統結構模型的構建過程，并啟發學生的環境保護意識。

4 教學反思

整個教學過程有著嚴密的邏輯順序，并且在建構模型的過程中體現了從特殊到一般、又從一般到特殊的思想方法。用貼近生活的情景引入，激發學生興趣，引起學生思考；從細胞系統模型到一般系統模型的轉化有效突破難點；為學生創設多個合作、探究、交流的場景條件，學生積極參與，較好地提高了課堂教學的效率。