“入境、入理、入題”的高三微專題復習
——以“生態系統的功能”為例

（江蘇省淮陰中學 江蘇淮安 223001）

在高考二輪復習中，教師需要幫助學生在知識點基本掌握和理解的基礎上，通過專題訓練培養其知識遷移能力、信息提取能力和綜合運用能力，以能夠“用所學知識和生物語言嘗試探究和解釋與生命科學相關的突出成就及熱點問題”。下面以“生態系統的功能”為例，圍繞“如何落實新課標核心素養要求？如何激發學生積極的復習狀態？是否有效解決專題訓練所反饋的不足以及如何提升學生的高考綜合能力？”等問題進行思考，設計“入境、入理、入題”的專題教學，以此促進學生深刻理解并綜合應用必備知識，靈活判斷易混、易錯點，進而提升復習教學的效果。

本節課采用系統分析的方法，從不同生命系統層次，聚焦穩態與平衡觀，采取建模思想與實例分析相結合，以問題情境為載體，選擇真實案例，圍繞典例，呈現試題編制的基礎性、綜合性，設計探究活動，以圖示方式表征生態系統中的物質循環、能量流動的過程及特征，嘗試定性與定量的研究生態系統中的物質循環和能量流動的基本規律及其應用，考查學生學以致用、應對生活實踐問題的學科素養，使學生形成結構與功能觀、物質與能量觀，并提供有價值的復習建議。具體教學設計與實施過程如下。

1 入境——“創設情境體驗，實現知能整合”

許多學者提出：“發展學生核心素養需要依賴于一定的情境創設，在解決真實情境中的實際問題，融入情境進行核心概念的學習，其過程中建立生命觀念，逐漸發展學生生物學學科核心素養。”情境的創設從“生命之美——我們來發現”導入，到“生命之網——我們來守護”構建，拓展至“生命之劫——我們需反思”，層層深入，入境深思。首先，教師播放視頻展示從蔚藍地球到美麗淮安進入和諧淮中，池邊綠樹，明媚陽光，展現了歲月靜好的和諧畫面，引導學生回顧：生態系統的結構是怎樣的？它的功能又是如何實現的呢？并點評與交流課前學生所建立的概念圖引導學生挖掘、細化、辨析和梳理核心概念的能力。其次，教師聯系電影《流浪地球》的經典場景，提出問題：“在無數歲月中作為人類精神支柱和地球能量之源而存在的太陽不久的未來即將毀滅，沒有日月交替，不知何為四季，人類將葬身無邊的寒冷與黑暗中。作者說到飛船太小無法維持一個完整的生態系統而選擇帶著地球一起流浪。你認為可行嗎？劇烈變化下地球生態系統的穩態如何維持？”以此引導學生積極參與生態系統的功能的系統分析，促進學生通過建構模型來深入思考問題，從而使學生分析結構與功能之間的聯系。最后，教師聯系學生生活，設計“母親河的吶喊”及“觸目驚心的校園餐飲垃圾”等情境引起學生對自身行為的反思，使學生在對比中感受生態系統和諧的重要性。

另外，在復習課中，教師還可以選取科研素材，創設情境。例如，在本節課上，筆者聯系垃圾分類與處理這個熱點社會問題，視頻展示餐廚垃圾處理的最新研究（圖1），創設真實的問題情境，引發學生思考與討論，使學生在問題的解決中提升綜合分析能力。

圖1 餐廚垃圾處理的最新研究示意圖

2 入理——“聚焦問題解決，培養科學思維”

科學思維的培養應該融入到每一節課中。在“生態系統的功能”微專題復習課上，教師首先利用“生態系統”思維導圖（圖2）來進行核心概念的挖掘和體系構建，促進學生理清概念之間的關系。并提出問題，引導學生通過建構模型分析與比較：與個體、細胞等生命系統層次相比，生態系統層次的能量流動的特殊途徑（渠道）是什么？能量數值隨著營養級的升高有什么變化？生態系統中能量的流動、轉化是否遵循能量守恒定律？學生在對問題的逐步深入思考中，對能量流動概念模型進行解讀，進而思考生態系統層次的能量流動的過程。教師引導學生利用問題的演繹與推理，對各個營養級能量流動去向進行分析與綜合：輸入第一營養級的能量主要來源是什么？第一營養級的能量流動去向有哪些？輸入第二營養級的能量來源一般來自于哪里？什么是營養級的同化量？糞便量是否屬于某營養級的同化量？用于生長發育繁殖的能量可以如何表示？第二營養級的同化量可以如何表示？教師引導學生從不同角度討論同化量：碳由大氣進入生產者的途徑和形式分別是什么？該過程伴隨什么的合成和什么的存儲？碳從生物群落返回大氣的途徑和形式分別是？該過程伴隨什么的分解和什么的散失？將CO2化作為有機物的“原動力”是什么？光合作用固定的太陽能存儲在什么中，由此說明能量流動和物質循環的關系是？你能嘗試表述采用模型法判斷碳循環中的各種成分的方法？各小組通過討論，不斷完善碳循環的模型（圖3），并思考、交流餐飲垃圾的處理。

圖2 有關“生態系統”的思維導圖

圖3 碳循環的模型

3 入題——“切入專項題型，提升解決能力”

高三復習需要教師在夯實基礎的同時，深入研究考綱和考題，找準問題的切口，增加專項問題的解決能力。首先，筆者通過梳理和研究2007～2019年江蘇高考題，發現定性與定量地考查生態系統中的物質循環和能量流動的基本規律是常態。因此，在本節課上，教師設計辨析同類變式和拓展，以問題串形式引導學生深入辨析能量傳遞效率問題“處于同一營養級所有生物能量總值而不是某一個種群”，促進學生聚焦人工生態系統與自然生態系統能量傳遞效率的計算處理的不同。學生在辨析中明確靈活計算能量傳遞效率的關鍵細節，在對比中總結出：能量傳遞效率=第（N+1）營養級同化量/第N營養級同化量；（特別是人工生態系統）能量傳遞效率=流出某一營養級的能量/流入某一營養級的能量計算傳遞效率；能量傳遞效率≠能量利用率。

教師圍繞“餐廚垃圾處理”研究案例，以生態農場中的能量輸入、廢物資源化、生態功能的應用以及合理化建議等問題為落腳點，讓學生在問題的討論中對本專項進行問題系列化分析與總結；

最近，杭州媒體報道了一件事：浙大的一位老教授靠撿垃圾，居然實現了年入百萬。張教授在杭州建了一個農場，在農場里，他每天將餐廚垃圾，喂給養殖的“黑水虻”，將蟲子喂給雞鴨鵝，當蟲糞反應成有機肥后，給蔬菜施肥，形成農場良性生物環保鏈。這個技術的最大特點，就是把高蛋白的富有營養價值的東西，轉化為蟲子的飼料，蟲子可以變成動物的飼料，蟲子的糞便可以變為肥料。整個過程中間沒有任何的污染，也沒有任何二次污染的排放。餐廚垃圾減量化、無害化和資源化，既是食品安全問題，也是資源節約型和環境友好型社會建設的重要課題。

（1）“黑水虻”生命活動所需的能量來自于生活垃圾中的_____________。

（2）張教授的生態農場中的能量輸入來源包括_____________。

（3）餐廚垃圾處理過程中往往需要生物除臭處理，生物除臭濾床中的微生物也是該生態系統的_________________________________________________。

（4）將餐廚垃圾喂給養殖的蟲子，將蟲子喂給雞、鴨、鵝。當蟲糞反應成有機肥后，給蔬菜施肥，該過程實現了廢物資源化，實現了__________循環利用和能量的__________利用，提高了能量的_________率。

（5）養殖黑水虻的過程中，注意溫度和空氣環境的控制，及時消滅蚊蠅，以保證黑水虻的生長和繁殖，從而調整該生態系統相關__________________的方向，從而達到提高經濟效益的目的。

（6）若要采用生物方法處理生活垃圾，在確定處理生活垃圾的方案時，通常需要考慮的因素有哪些，如_________________________________________。

（7）該項技術的應用需要普通居民如何配合：____________________________________________。

（8）你還能提出哪些考查方向______________？_____________________________________________。

此外，在以前的高考中關于“水體富營養化”問題的考查形式多種，情境新穎，考查頻率高。因此，教師給學生提供高考真題的相關題目，指導學生小組共討論、思考：水體富營養化的原因和危害分別是什么？目前水體富營養化的生態修復方法有哪些？這些方案應用了哪些生態學原理？教師以題帶點，引導學生在不同題境的分析中關注細節差異，幫助學生養成研究與梳理考題，形成有較強的知識遷移能力、信息提取能力和綜合運用能力。教師利用的經典試題，精選資料，使學生分析得出結論“生命系統維持穩態離不開調控，調控依賴于信息傳遞”，進而使學生形成“生命系統的正常運轉離不開信息的傳遞”的生命觀念。

總之，設計高考二輪復習課時，教師要有問題意識，需要在思考整體結構的基礎上，“寓課于境”。情境的創設可以是對剖析熱點事件和身邊的“生物現象”，用生物學的觀點“剖析生活”；基于試題情境的設計要合理設問，具有清晰的層次，要盡量新穎、真實、科學、恰當，要有一定的信息量和適當的復雜度，能夠指向核心素養的不同水平。教師可以從情境創設、內容解讀、問題追蹤和學以致用等方面開展教學，創設問題情境，引導學生運用模型結構、演繹推理等思維方式深入解讀生物學概念，提升應用知識的能力，進而能用科學的觀點、知識、思路和方法，探討或解決現實生活中的某些問題，作出科學解釋和判斷。