提炼教学主线,进行“种群的增长方式”一节的教学

王 静

(浙江省元济高级中学 314300)

教学主线是教者在反复钻研教材的基础上形成的教学思路，是课堂有序活动的根基。在高中生物学教学中，可依据教学内容构建以认知矛盾、教材图片、生物科学史、科学方法和以问题情境等多个教学主线[1]。每一节课都需要教学主线把师生双方的理解、倾听、学习清晰地串起来，形成一条认知线索，促进双方的理解和感悟。对于教师来讲，依照课堂的这条主线，教师融合对教材的理解、取舍，细化教学目标，轻松驾驭课堂，而不零敲碎打。对于学生来讲，顺着这样一条主线，能清晰、主动串联起零散的认知，从而高效达成学习目标。

“种群的增长方式”是浙科版普通高中生物学教材《稳态与环境》第四章第二节的内容，主要讲述了种群的指数增长和逻辑斯谛增长这两种增长方式。在学习“种群的特征”的基础上，本节课的学习实为知识的延伸和拓展，同时也为后续“种群的数量波动及其调节”的学习奠定基础，在知识结构上起到承上启下的作用。对于学生，通过此前的学习，对种群及其特征已有初步了解，同时具备了一定的生活经验，熟悉环境中部分生态因素对生物的影响，这些都为探究种群数量变化的原因提供了基础。此外，学生对于运用数学解决生物学中的问题也有一定的认识。在教学过程中可以引导学生对实验数据整理、分析，并运用数学建模的思想，尝试建构揭示生物学规律的数学模型。据此，本节教学中可按如下步骤构建教学主线：

1 分层布点

任何教学都应根据学生身心发展的固有顺序展开，在构建教学主线时，应注意各个层级教学点的最佳分布，以及之间所呈现的合适梯度的最佳序列，明确教学点之间的层次转换[2]。

依据《浙江省普通高中学科教学指导意见》，明确本节课的教学重点是种群的增长方式和环境容纳量，难点是尝试建构种群增长的数学模型并据此解释种群数量的变化。为突破上述重难点，需要整理、筛选出本节的核心知识，对教学主线的各环节分层布点，厘清层级关系。本节的核心知识可划分两大板块，每个板块下又可划分若干子知识点(图1)。

图1 “种群的增长方式”的教学点分布图

2 融点成线

主线教学不是教学点的简单叠加，而是在整体解读视点下，在对教材文本的内化中，建立各个教学点之间的意义关系。将各个教学点连接、融合起来，促使教学活动形成一条符合学生认知规律、一脉贯通的教学主线。

首先，要精心设计课堂的导入部分，使课堂导入能迅速吸引学生的眼球，抓住学生的思绪，充分调动起参与课堂学习的积极性。本节的导入设计不以常规的叙述方式，而是抛出生活中所遇的实际问题——开封后“遭遇”3天小长假的桶装水还能继续饮用吗？以探讨的语气向学生寻求建议，拉近师生之间的距离。在学生观点各不相同、理由各异的“争来争去”后，教师呈现实验数据，显示结果。并提出来新的问题：短短的3天，细菌是怎么从最初的几个增长到近千个呢？让学生迫切地想知晓答案，在追问中自然而然地过渡到细菌种群的增长方式，使“主线”具备成功的起点。

其次，确立“生物数学模型建构”这一科学方法作为教学主线(图2)，让学生通过这一方法主线的学习与内化，逐步构建高层次的认知结构。围绕这一主线，设计以下任务：①根据细菌二分裂的特点，建构大肠杆菌种群的数学增长模型；②通过对澳大利亚野兔小资料的分析，归纳指数增长的条件；③对比某研究性学习小组和科学家高斯培养的大草履虫实验，分析两种曲线不同的原因，并归纳逻辑斯谛增长的条件；④建构逻辑斯谛增长模型，探讨环境容纳量的内涵；⑤通过对实验数据的整理和计算，建构“J形曲线”和“S形曲线”增长速率、增长率的数学模型；⑥联系实际，谈谈在资源开发、野生资源保护、有害生物防治方面怎样合理应用K值和K/2。其中，第一个任务既复习巩固原有知识，又引出新知识，在简单的数学计算中构建出本节的第一个生物数学模型，体验模型建构的一般方法；通过第四、第五个任务的学习，再次强化数学模型的建构过程，虽然难度有所加大，但有之前的任务铺垫，学生学习也会“得心应手”。这三个学习任务紧紧围绕“生物数学模型建构”的主线，方法上融会贯通，难度上层层递进，能很好地解决本节的教学难点。第二、第三个任务则重在训练学生结合数学模型，分析生物学现象、探讨归纳问题的能力；第六个任务是学以致用，从生活实际出发，训练学生运用模型的能力。让学生在经历多次数学建模的体验之后，理解和表达能力都有所提高，能运用建构好的数学模型较为完整地解释种群数量的变化原因，在顺利地完成任务六后，强化分析问题、解决问题的能力，在教学主线的引领下实现知识迁移的升华。

图2 “种群的增长方式”教学主线流程图

最后，教学主线必须以对知识建构和内化程度的检验作为结尾。采用过程性评价，通过作图、解释、举例等手段来判断学习目标的达成情况。学生在构建“S形曲线”增长速率模型后，能在黑板上用规范的曲线图进行表达；通过合作学习可以准确描述曲线的变化规律，并能结合模型，解释为实现可持续发展，需要将生物资源的数量控制在K/2的原因；联系对于有害生物的防治则应及时控制，严防数量达到K/2。一堂课的绝大多数时间都交给学生思考、讨论和表达，教师只在恰当的时候进行适当的引导和点拨，引领和开拓学生思维，实现教学效果的优化。

3 突破难点

教学主线不仅是贯穿全局的思想线索，更能在重难点的突破上起到关键性的作用。环境容纳量(K值)的理解是本节的难点，也是近年高考的热点，如何在生物学教学中加深对K值概念的理解内化至关重要。借助高斯大草履虫实验的数学模型，先让学生据模型图谈谈对K的理解。对于学生的回答，教师可以进行适时追问。

例如，K值是固定不变的吗？会受什么因素影响？环境改变，K值会随之改变吗？在师生互动、生生互动中，使学生脑海中K值的概念越来越明晰、丰满。这时，教师引导学生回归教材，获得最准确的概念定义，并尝试找出文本的关键信息，例如“长时期”“稳定平衡密度”。对于这两个要点的强化，可以通过对位练习加以巩固。

4 顺学而导

教学主线要顺应学生的思维发展，符合学生的认知结构，不能过于强硬和死板，否则只会扼杀课堂的创造性。同样的教学设计，应用于不同的班级、不同的学生都会激发不同的思维火花。教师在实施教学主线的同时，要实现顺学而导的姿态，确立相信学生、鼓励学生、利用学生、发展学生的学生观。在这样的前提下，学生才有可能不断展示自我，发展自我，超越自我，大胆表达。

例如，在K/2的应用环节，为了实现最大的捕捞量，有学生优先想到种群数量达到K/2时增长的速率最快，此时捕捞收益最高。但也有学生反对，认为如果是在海洋里捕捞，海洋是个天然开放的场所，种群可以按S形曲线增长，K/2时捕捞最好；但如果是承包的鱼塘，一般是人工撒鱼苗，等鱼长大就要全部捕捞，所以应该在K值时收益高。后者的观点立马得到一部分同学的赞同，激起其他同学的热议。其实这位学生对于K和K/2的理解是相当到位的，不仅如此还能联系生活实际，知道不同情况要区别对待。虽然这样的课堂生成是在教学预设之外的，但却给课堂注入了新的生命力，是值得鼓励和期待的。相信在获得同伴肯定和老师鼓励之后，该同学对生物学的学习兴趣会更加浓厚，学习的动力也会更足。