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摘要:以“群落的结构”为例,以“事实一概念一观念”作为教学基本路径,通过建构图式、设置情境、创设活动等多种教学策略,引领学生建立结构与功能观、稳态与平衡观、进化与适应观等生命观念,促进生命观念在教学实践的落地,达成生物学培养目标。
关键词:生命观念;教学设计;群落的结构
中图分类号:G633.91 文献标志码:B
“生命观念”是生物学学科核心素养内容之一,具有基础和支柱作用,其内涵丰富。为更好地在课堂教学中落实核心素养,下面以“群落的结构”为例展开教学设计,为基于生命观念的教学实践提供参考路径。
1把握内涵,确立指向生命观念建立的教学目标
“生命观念”作为理解或解释生物学相关现象的观念和思想方法,是以事实支撑的具有学科逻辑又符合认知特点的抽象。因此,理解和把握“群落的结构”课程内容所蕴含的生命观念内涵,是确立教学目标的前提。
“群落的结构”本节基于系统思想对群落进行结构分析,描述了群落的结构特征,让学生明确群落是由各组分密切联系构成的一个有机整体,揭示了生命系统是统一整体的思想。教师可以通过“群落的结构”这节课,引领学生建立结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观等生命观念,促使学生领悟生命本质。
2引领助推,优化达成生命观念建立的教学过程
2.1关注现象,建构概念,提炼结构与功能观
教师借助不同的群落图片,如某池塘中的生物群落、新疆北部的常绿针叶林群落、福建武夷山的常绿阔叶林群落、西伯利亚泰梅尔半岛冻原的生物群落,提供群落的部分物种組成与分布,展示群落内部物种间的相互关系等生命现象。
教师引导学生观察、比较多样的群落,并以池塘生物群落作为剖析范例,提出问题:群落中有多少种群?不同的种群之间的相互关系是怎样的?各个种群分别占据什么位置?群落的范围和边界如何?……学生从群落水平上研究群落的共同结构及主要特征,建立群落、丰富度等概念,进一步形成核心概念。
学生根据群落中各组分、组分间关系以及空间配置的共性,群落与环境资源的相互关系,体会群落的结构与功能相统一的思想,整理并建构“结构与功能观”的提炼过程示意图(图1)。
设计意图:教师提供多样的群落资料,让学生立足于生物学事实和现象,在群落水平上进行研究,使学生明确有关群落的生物学知识;再用核心概念关联知识,进一步提炼出结构与功能观,并以图式显性呈现剖析现象、整合概念,推动学生观念形成的过程。
2.2设置情境,驱动思维,树立稳态与平衡观
教师提供1845-1935年的北美加拿大森林中猞猁和雪兔种群数量情况及数量变化曲线图,展示群落内的生物种间关系的相关资料,以问题驱动学生思维:①猞猁和雪兔种群数量呈现怎样的变化特点?如何解释?②猞猁和雪兔的关系对该森林的生物群落的稳定有什么影响?
学生思考猞猁与雪兔之间的种群数量在一定范围内波动的原因,研究它们与群落中的植物资源、其他生物之间的相互关系,推断出各类物种间的相互作用共同影响群落的稳定,从而明确整个群落维持相对稳定平衡的机制。
教师呈现猫头鹰捕田鼠、牛羊吃草、人和蛔虫、根瘤菌与豆科植物等种间关系的图文信息,提出问题:①群落中种群间的相互关系如何?不同的种间关系有什么特点?②群落内“捕食”“竞争”“寄生”“互利共生”等种间关系,对群落的稳定具有什么重要作用?
学生小组合作学习,判断生物的种间关系及特点,研究种间关系对群落稳定存在的价值,从而明确“群落体系处于不断被打破平衡、再建平衡的动态状态,群落内存在的种间调节机制,使群落保持物种数量、种类、相互关系的相对稳定,呈现出动态平衡的稳态”,进而树立“稳态与平衡观”。
设计意图:教师设置情境,以问题驱动学生探寻群落内种间关系类型及特点,促进学生建构种间关系的概念,使学生更深刻地认识群落稳态与平衡的关系,进而树立“稳态与平衡观”的生命观念。
2.3创设活动,追溯成因,培育进化与适应观
教师引导学生创设探究“土壤中小动物类群丰富度”以及拼贴“群落的垂直结构、水平结构示意图”两项活动。
探究活动一:调查校园土壤中小动物类群丰富度。
学生分成多个实验小组,选取校园内不同地点作为调查区域,创造性地设计方案进行土壤中小动物采集、识别、分类和统计。根据学生收集统计的数据,教师引导学生分析群落中的物种与土壤环境条件的关系,让学生体会群落中的生物具有与环境相适应的物种类群、形态结构和分布特点,生命存在着精巧的适应性。在此基础上,学生追溯成因,明确适应性是漫长的进化的结果,从而树立“进化与适应观”。
设计意图:学生通过调查,形成生物多样性、丰富度、生物适应性等概念,再对生物适应性与多样性进行追根溯源,理解它们是经过长期发展和自然选择保存下来的进化结果,从而感悟“进化与适应观”。
拼图活动二:拼贴群落的空间结构示意图。
学生小组合作,先准备森林中的草本、灌木和乔木等植物图片以及鹰、山雀、画眉、八色鸫等鸟类图片。还有草地不同种群的生物图片,再根据群落的空间结构,创造性地将图片拼贴成森林植物分层现象、森林中鸟类的分层现象、草地群落的水平结构等多种富有个性创意的示意图,如某森林中鸟类的分层现象示意图。同时,教师引导学生思考:不同群落中生物的种类有何不同?群落的空间结构与光照、地形、土壤等因素关系如何?群落的空间结构形成的原因是什么?学生通过研讨,明确群落的各种生物空间配置的特点是有利于群落中生物对自然环境资源的利用,是群落生物长期进化形成的适应性,进而形成“进化与适应观”。
设计意图:通过动手拼图活动,学生在生物现象基础上形成“空间结构”“分层现象”“水平结构”“镶嵌分布”等概念,感受生物的多样性与适应性,再通过追溯群落空间结构的形成原因,认同适应性是在漫长的进化过程中形成的,培育生命观念。
3教学反思
引领学生建立生命观念,教师需要以生命观念内涵为导向,认真审视课程内容中所陈述的生物学事实与生命现象,通过剖析这些事实与现象,帮助学生螺旋式建构概念,再通过总结提练生物学概念的生命本质,进而发展学生的生命观念,最终实现育人的目标。
本节课首先通过分析“群落的结构”课程内容,确立相应的生命观念教学目标。同时,教师基于“生命观念”的抽象性,厘清以“事实一概念一观念”作为教学基本路径,采取建构图式、设置情境、创设活动等多种教学策略,以事实和概念为“抓手”,有效地引领学生建立生命观念,落实核心素养。但在教学中,教师仍需思考:①建立生命观念是实践体验、循序渐进、感悟提升的过程,不是一蹴而就的,如何才能更为有效达成;②课程所蕴含的生命观念,如何进行纵横联系,有效整合,才能有助于学生建立完整的生命观念体系。
关键词:生命观念;教学设计;群落的结构
中图分类号:G633.91 文献标志码:B
“生命观念”是生物学学科核心素养内容之一,具有基础和支柱作用,其内涵丰富。为更好地在课堂教学中落实核心素养,下面以“群落的结构”为例展开教学设计,为基于生命观念的教学实践提供参考路径。
1把握内涵,确立指向生命观念建立的教学目标
“生命观念”作为理解或解释生物学相关现象的观念和思想方法,是以事实支撑的具有学科逻辑又符合认知特点的抽象。因此,理解和把握“群落的结构”课程内容所蕴含的生命观念内涵,是确立教学目标的前提。
“群落的结构”本节基于系统思想对群落进行结构分析,描述了群落的结构特征,让学生明确群落是由各组分密切联系构成的一个有机整体,揭示了生命系统是统一整体的思想。教师可以通过“群落的结构”这节课,引领学生建立结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观等生命观念,促使学生领悟生命本质。
2引领助推,优化达成生命观念建立的教学过程
2.1关注现象,建构概念,提炼结构与功能观
教师借助不同的群落图片,如某池塘中的生物群落、新疆北部的常绿针叶林群落、福建武夷山的常绿阔叶林群落、西伯利亚泰梅尔半岛冻原的生物群落,提供群落的部分物种組成与分布,展示群落内部物种间的相互关系等生命现象。
教师引导学生观察、比较多样的群落,并以池塘生物群落作为剖析范例,提出问题:群落中有多少种群?不同的种群之间的相互关系是怎样的?各个种群分别占据什么位置?群落的范围和边界如何?……学生从群落水平上研究群落的共同结构及主要特征,建立群落、丰富度等概念,进一步形成核心概念。
学生根据群落中各组分、组分间关系以及空间配置的共性,群落与环境资源的相互关系,体会群落的结构与功能相统一的思想,整理并建构“结构与功能观”的提炼过程示意图(图1)。
设计意图:教师提供多样的群落资料,让学生立足于生物学事实和现象,在群落水平上进行研究,使学生明确有关群落的生物学知识;再用核心概念关联知识,进一步提炼出结构与功能观,并以图式显性呈现剖析现象、整合概念,推动学生观念形成的过程。
2.2设置情境,驱动思维,树立稳态与平衡观
教师提供1845-1935年的北美加拿大森林中猞猁和雪兔种群数量情况及数量变化曲线图,展示群落内的生物种间关系的相关资料,以问题驱动学生思维:①猞猁和雪兔种群数量呈现怎样的变化特点?如何解释?②猞猁和雪兔的关系对该森林的生物群落的稳定有什么影响?
学生思考猞猁与雪兔之间的种群数量在一定范围内波动的原因,研究它们与群落中的植物资源、其他生物之间的相互关系,推断出各类物种间的相互作用共同影响群落的稳定,从而明确整个群落维持相对稳定平衡的机制。
教师呈现猫头鹰捕田鼠、牛羊吃草、人和蛔虫、根瘤菌与豆科植物等种间关系的图文信息,提出问题:①群落中种群间的相互关系如何?不同的种间关系有什么特点?②群落内“捕食”“竞争”“寄生”“互利共生”等种间关系,对群落的稳定具有什么重要作用?
学生小组合作学习,判断生物的种间关系及特点,研究种间关系对群落稳定存在的价值,从而明确“群落体系处于不断被打破平衡、再建平衡的动态状态,群落内存在的种间调节机制,使群落保持物种数量、种类、相互关系的相对稳定,呈现出动态平衡的稳态”,进而树立“稳态与平衡观”。
设计意图:教师设置情境,以问题驱动学生探寻群落内种间关系类型及特点,促进学生建构种间关系的概念,使学生更深刻地认识群落稳态与平衡的关系,进而树立“稳态与平衡观”的生命观念。
2.3创设活动,追溯成因,培育进化与适应观
教师引导学生创设探究“土壤中小动物类群丰富度”以及拼贴“群落的垂直结构、水平结构示意图”两项活动。
探究活动一:调查校园土壤中小动物类群丰富度。
学生分成多个实验小组,选取校园内不同地点作为调查区域,创造性地设计方案进行土壤中小动物采集、识别、分类和统计。根据学生收集统计的数据,教师引导学生分析群落中的物种与土壤环境条件的关系,让学生体会群落中的生物具有与环境相适应的物种类群、形态结构和分布特点,生命存在着精巧的适应性。在此基础上,学生追溯成因,明确适应性是漫长的进化的结果,从而树立“进化与适应观”。
设计意图:学生通过调查,形成生物多样性、丰富度、生物适应性等概念,再对生物适应性与多样性进行追根溯源,理解它们是经过长期发展和自然选择保存下来的进化结果,从而感悟“进化与适应观”。
拼图活动二:拼贴群落的空间结构示意图。
学生小组合作,先准备森林中的草本、灌木和乔木等植物图片以及鹰、山雀、画眉、八色鸫等鸟类图片。还有草地不同种群的生物图片,再根据群落的空间结构,创造性地将图片拼贴成森林植物分层现象、森林中鸟类的分层现象、草地群落的水平结构等多种富有个性创意的示意图,如某森林中鸟类的分层现象示意图。同时,教师引导学生思考:不同群落中生物的种类有何不同?群落的空间结构与光照、地形、土壤等因素关系如何?群落的空间结构形成的原因是什么?学生通过研讨,明确群落的各种生物空间配置的特点是有利于群落中生物对自然环境资源的利用,是群落生物长期进化形成的适应性,进而形成“进化与适应观”。
设计意图:通过动手拼图活动,学生在生物现象基础上形成“空间结构”“分层现象”“水平结构”“镶嵌分布”等概念,感受生物的多样性与适应性,再通过追溯群落空间结构的形成原因,认同适应性是在漫长的进化过程中形成的,培育生命观念。
3教学反思
引领学生建立生命观念,教师需要以生命观念内涵为导向,认真审视课程内容中所陈述的生物学事实与生命现象,通过剖析这些事实与现象,帮助学生螺旋式建构概念,再通过总结提练生物学概念的生命本质,进而发展学生的生命观念,最终实现育人的目标。
本节课首先通过分析“群落的结构”课程内容,确立相应的生命观念教学目标。同时,教师基于“生命观念”的抽象性,厘清以“事实一概念一观念”作为教学基本路径,采取建构图式、设置情境、创设活动等多种教学策略,以事实和概念为“抓手”,有效地引领学生建立生命观念,落实核心素养。但在教学中,教师仍需思考:①建立生命观念是实践体验、循序渐进、感悟提升的过程,不是一蹴而就的,如何才能更为有效达成;②课程所蕴含的生命观念,如何进行纵横联系,有效整合,才能有助于学生建立完整的生命观念体系。