生态调查类实验专题复习

黄开华

摘 要 以调查为出发点构建种群和群落的相关知识体系；在此基础上，结合学生学习实际，以建构主义学习理论为指导思想，对各种题型进行总结分析，达到训练思维提升能力的功效。

关键词 生态调查 种群的特征 群落的结构 二轮专题复习

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

《2015年北京卷考试说明（理科）》中规定：“能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论。能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题。”显然高三二轮复习课上，教师应该注意培养学生整体感知和整体思维的能力。知识具有系统性，才能提升学生综合运用所学知识的能力；问题具有针对性，才能使学生在原有的基础上有所提高。下面以“生态调查类实验专题”一节复习课为例，实践上述思考。

1 教学背景分析

调查法是进行科学研究的主要方法，因而被广泛应用于生物科学研究之中。人教版高中生物教材必修三生态学调查涉及到了样方法、黑光灯诱捕法、标志重捕法和取样器取样法，在考试说明中对样方法和取样器取样法提出了要求。而教材中对样方法和标志重捕法的介绍仅仅是用于估算种群密度，实际这两种方法可以对生态系统的很多特征进行调查，例如可以调查种群数量动态、种内关系、种间关系、群落结构、群落演替、物种丰富度等等。经过了高三第一学期以落实基础知识为主的一轮复习，那么二轮复习主要以专题的形式对重难点进行重新构建和整合。鉴于学生不能将调查方法与所学知识系统的联系在一起，本节课通过对生态调查的实例进行分析，让学生建立“样方法、标志重捕法”与“种群及其数量变化和群落的结构特征”之间的内在联系，将方法与知识联系起来，让学生体会调查的价值。按照考试说明（北京卷）的具体要求（表1），通过例题分析复习下列相关知识。

在进行调查之后还需要对数据进行统计分析以获取相关信息，但是学生处理和解释数据的能力还有所欠缺。因此本节复习课的重难点是：分析、处理所给材料的数据或结果，提炼调查方法，总结解题思路。

2 教学目标确定

基于上述对教学内容和学情的分析，制定以下教学目标：

（1） 知识目标：通过阅读资料说出种群的数量特征、种群的空间特征、群落的结构特征；分析例题回忆种群的数量变化规律，辨别群落演替的类型；根据题干信息说出具体的调查方法及其应用。

（2） 能力目标：通过阅读资料，提高获取信息和综合分析的能力；能够处理、解释数据，并利用证据做出合理判断；能用准确的术语介绍研究方法和结果，阐明观点，获取结论。

（3） 情感、态度与价值观目标：认同调查法在生物科学研究中的价值，体会调查法在环境保护中的价值。

3 教学过程组织

3.1 创设情境，激发学生学习热情

教师通过展示柴静的公益调查片《穹顶之下》相关图片，引导学生思考环境保护的重要性，并自然而然地引出生态学调查的重要性。

3.2 分析资料以及例题，归纳调查方法及调查内容

根据引入，教师提示学生自然界中有很多植物具有净化空气的功能，例如云南特有的一种乔木——馨香木兰。学生阅读相关资料，获取相关信息。教师首先引导学生思考：研究者调查了什么内容？包含了哪些种群与群落的相关知识？通过分析得知研究者利用样方法调查了馨香木兰的种群密度、种群年龄组成、种群空间分布以及该地区群落的垂直结构和物种丰富度。然后依据资料提问：取样的原则是什么？设计样方最小面积的原则是什么？教师组织学生用准确的语言进行描述，并追问：上述资料说明取样调查法可以调查很多知识，种群的数量随着时间如何变化可以取样调查吗？教师出示2013年重庆理综试题：

【例1】 某山区坡地生态环境破坏严重，陡坡在封山育林后若干年内，经历了一年生草本、多年生草本和灌木三个阶段的演替过程，对其典型物种的种群密度进行调查，变化如图1所示。图中o→a，物种①密度上升，原因是在适宜条件下，物种①的 ；b→c，物种①逐渐消失，物种②密度逐渐降低到相对稳定，原因是物种②能耐受 ；c点后，在适宜气候条件下随着群落的演替最终占主导地位的植被类型将是 。

同时，教师提出问题：三个种群的数量变化规律是J型曲线吗？是S型曲线吗？为什么会发生这样的变化？让学生体会样方法可以对种群数量变化规律进行调查，然后让学生讨论分析作答，并引导学生回忆有关群落演替的相关知识等内容。

过渡：生态学调查法，除了取样调查法，还有什么方法？又可以用来调查什么呢？教师出示2011年北京理综试题。

【例2】 在生态学研究中，下列方法与研究目的不相符的是（ ）

A. 给海龟安装示踪器调查其洄游路线

B. 给大雁佩戴标志环调查其迁徙路线

C. 用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群关系

D. 用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的丰（富）度

学生回忆标志重捕法适用于移动范围较大的生物的调查，理解该方法不仅可以调查种群密度还可以对种群的活动路线进行调查。学生分析C选项，体会样方法是取样研究的一种方法，无论是研究种群密度，还是研究种群关系等，只要这些生物相对不移动或移动范围很小，就可以采用取样方的方法。然后教师出示表2，让学生明白通过标志重捕法可以对种群的性别比例进行估算。

教师利用板书对资料以及例题中对两种常见调查方法的调查内容进行小结，主要包括种群的基本特征、数量动态及调节情况、种内关系、种群之间关系等。同时引导学生回忆必修三教材中还涉及到取样器取样法和黑光灯诱捕法两种调查方法，让学生认同调查法在生物科学研究中的价值，体会调查法在环境保护中的价值。

过渡：调查方法多种，调查内容很多，调查结果的呈现形式也有很多。那高考会考什么？下面对高考题型进行归类。

3.3 高考相关题型分类

3.3.1 调查方法选取类

【例3】 （2012年海南）某小组用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度。下列做法错误的是（ ）

A. 随机取样

B. 选择植物生长茂盛处取样

C. 根据调查数据估算该种群密度

D. 根据地段的形状确定取样方法

本题考查了利用样方法调查种群密度的相关知识点，难度不大，解题关键是识记和理解样方法调查种群密度的相关知识。

3.3.2 调查数据分析类

【例4】 （2007年广东）某地曾是著名的鱼米之乡，植物生长茂盛，土壤动物种类繁多。后来，由于上游地区一农药厂的污染废水排入河流，造成该地农田土壤环境持续恶化，原本常见的泥鳅、田螺等几近销声匿迹。为了调查污染废水对农田土壤动物类群的影响，在受污染河流一侧不同距离进行调查，调查结果见表3。

表中表示距污染河流不同距离土壤动物类群和个体数，请根据上述材料，回答下列问题：

（1） 遭受污染的农田土壤仍存在一定数量的土壤动物，是因为农田生态系统具有 。

（2） 从调查结果可得出以下结论：①

；

② 。

本题考查了学生对生态学主干知识的理解和运用，要求学生具有读表获取与处理信息的能力、实验分析能力、综合运用生态学知识和观点分析和解决实际问题的能力，同时还要求学生能够用准确的语言进行描述。由于学生的语言描述能力有所欠缺，所以可以组织学生进行小组讨论，得出统一的答案。通过此题还可以引导考生关注环境污染等社会现实问题。

3.4 变式训练

（2012年东城二模）紫茎泽兰原产于中美洲，是严重危害我国生态环境的外来物种之一。某研究小组采用样方法对紫茎泽兰入侵的四种不同生态环境即阔叶林林缘、云南松林、路旁荒坡及阔叶林进行了大量的调查研究。图2表示部分调查的结果。

请分析回答：

该图表示紫茎泽兰在不同生境中的存活曲线。由图可知紫茎泽兰在 年龄段出现死亡高峰，推测可能是由于 、 等的结果；据图推测紫茎泽兰对四种生境的入侵顺序为 →

→ → 。

本题以生态调查结果为背景考查了学生的观察、比较、分析、综合、推理判断等学科思维能力。第一小空的设置要求学生能够从图中获取信息，然后对其生成原因做出推测。最后一空的设置要求学生不仅要准确获取相关信息，还要进行分析、概括和推理。

4 小结

调查是生态学研究的基础工作，根据研究目的，观测记录种群中被调查个体数量、分布、性别、年龄、结构和生理特征、生活习性等内容。调查结果的展现形式也是多种多样，可以是表格、柱形图、文字描述，当然还可以是多种变量的折线图等等。通过对调查结果的统计分析，获取相关信息，获得实验结论，进而为人类的生产生活服务，为保护自然环境服务。