生态瓶为线索的生态系统教学

李奇勇

摘 要：生态瓶的设计和制作是浙科版必修3教材的一个内容，由于生态瓶是一个模拟的生态系统，尝试将生态系统的教学以生态瓶为线索。

关键词：生态瓶；生态系统；教材

一、教材分析

生态系统是生物群落与无机环境形成的统一整体，是生命系统中的最高层次，研究生态系统对于人类持续生存与发展具有重大意义。“生态系统”是浙科版高中生物学必修3第六章的内容，本章节的教学主要包括生态系统的概念、结构、功能和稳定性等。 “设计并制作生态瓶”是本章第四节“生态系统的稳态及其调节”的活动。本活动不仅是本节的结尾也是本章的结尾，在以往的教学中，我们往往在学习完生态系统的内容后再进行生态瓶的制作，生态瓶的功能主要指向于知识巩固。但生态瓶本身就是一个人工模拟微型生态系统，生态瓶中体现了生态系统的结构、功能、稳态等，那么能否通过对生态瓶的制作、观察和分析来实现生态系统内容的学习呢？就这个思考，笔者在实际教学中进行了尝试。

二、教学目标

1.知识目标

通过对生态瓶成分、营养结构的分析，理解生态系统的结构；通过对生态瓶物质和能量的分析，理解生态系统的物质循环和能量流动；通过对生态瓶稳定性的观察和分析，阐明生态系统的稳定性。

2.能力目标

通过对生态瓶的分析，帮助学生领悟系统分析的科学方法。

3.情感态度与价值观

通过对生态瓶稳定性的讨论，形成生态学观点。

三、教学过程

1.课前准备

由于生态瓶的制作学生在初中就已学习，网络上相关资料也比较丰富，学生有能力通过小组合作来完成生态瓶的制作。因此，将学生分为4人小组，将生态瓶的制作作为课前作业布置给学生。

2.生态系统学习

生态系统的学习以生态瓶为线索，将内容分为三部分，即生态系统的结构、生态系统的能量流动和物质循环、生态系统的稳定性。

（1）生态系统的结构

以小组为单位介绍、展示生态瓶，教师引导学生介绍生态瓶中的各种成分以及它们在生态瓶中的作用。各个小组介绍后学生寻找共性，总结生态瓶的成分（生产者、消费者、分解者、无机物、有机物、气候、能源）和各成分在生态系统中所起的作用。

教师追问，为什么生态瓶中要选这些生物？为什么放的是植食性鱼类，不放肉食性鱼类？学生思考、讨论后，总结出生态瓶中存在着营养关系，进而分析生态系统的营养结构。

（2）生态系统的能量流动和物质循环

教师提问，生态瓶应该放在什么地方？黑暗中放置行不行？教师进一步将问题细化：植物、小鱼（动物）的能量来自哪里？去向哪里？学生思考、讨论后构建能量流动的过程，领会能量流动逐级递减、单方向的特点，讨论如何提高生态系统的能量利用效率，将能量流动的规律应用于实际生产和生活中。

教师提问，生态瓶的瓶口是密闭的还是敞开的？密闭的行不行？以碳循环为例，教师进一步将问题细化：CO2怎么进入生物群落？生物之间的碳是如何传递的？碳又是如何回到无机环境的？学生思考、讨论后构建碳循环的过程，领会物质循环周而复始、重复利用的特点，并进一步解释为什么会产生温室效应、如何有效解决温室效应等实际问题，实现所学知识在生活中的应用。

（3）生态系统的稳定性

教师提问，经过这十天（根据课时安排，前面的教学将持续十天左右），谁的生态瓶里的小鱼（或其他生物）都已经死了？谁的生态瓶里的小鱼依然存活？请学生介绍各自小组生态瓶中小鱼（或其他生物）的存活情况，教师着重引导学生说明生态瓶中的物种组成、各生物之间的营养关系、摆放的位置（非生物成分之间的协调关系）等。教师追问，动物的存活状况代表着生态系统的稳定性，为什么有的生态瓶稳定性高、有的低？通过学生思考、讨论后，总结影响生态系统稳定性的因素，并进一步提出如何提高生态系统的稳定性的措施。教师继续追问，为什么这些因素都协调之后生态系统的稳定性才能高？学生思考、讨论后理解生态系统存在的反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础，并通过这个过程领会系统分析的方法。

四、教学反思

我们的教学目标是三维的，知识的学习可以通过传统的讲授完成，但能力的培养和情感态度价值观的形成却需要一定的教学情景。笔者认为，将生态系统的教学以生态瓶为线索，让学生实践、思考、分析，不仅可以获得相关知识，还可以培养学生的能力，并初步形成相关的情感态度价值观。

在实际的教学过程中，我们要对学生进行有效指导。比如，选择生态瓶的类型，虽然也可以制作陆生生态瓶，但陆生生态瓶在后续的教学中很难比较，所以教师需要一定的引导，可以让学生做两种或确保做一个水生生态瓶。对于生态瓶是放在散射光下还是暗处，瓶口应该密闭还是敞开，水草是不是越多越好等问题，也要指导学生进行实践，学生只有有了实践的经验，才能有效分析，达到教学目的（如图1、图2）。另外，教学中对生态瓶的持续观察是教学内容得以完成的保障，教师要有效地对学生进行如何观察、如何设计观察表等的指导（如下表）。

参考文献：

[1]邵永刚.生态瓶制作的改进[J].生物学教学，2011（36）.

[2]周玲.设计并制作生态瓶的实验教学案例[J].生物学通讯，2014（49）.