拓展课堂生态实践，增强学生科学认识

张墨谦

1 背景介绍

随着教育改革的深化发展，翻转课堂、基于项目的学习等教学模式也更广泛地应用于课堂教学之中。与此同时，由于选课的差异，学生对课堂教学的需要和对学科内容感兴趣程度的差异也日益明显。在这种情况下，如何让教学更适合学生的需求、让学生更主动的参与到学习的过程中，无疑对教师的课堂活动设置提出了要求。

在生物学教学中，生态学的相关内容和学生的生活体验紧密相关。学生不仅可以从日常新闻里接触到生物多样性保护的相关报道，也可以偶尔体会到生态环境破坏导致的不利后果如沙尘暴、水华等，还可以在生活中看到“既要金山银山，也要绿水蓝天”等寄托人们对美好生态环境期望的标语。类似的生活体验为学生深入学习学科知识、培养科学认知搭建了一个很好的桥梁。但由于原生态环境减少、生境破碎化等原因，学生接触到自然生态系统的时间非常有限，而且大多数情况下，这些生态系统里的物种较为单一。在这样的背景下，如何充分利用现有资源，设计学生动手活动、增强学生的科学认识，就需要教师设计科学并且相对应的教学活动。教师可以从拓宽课堂实践项目的思考深度和应用范围的角度进行尝试，设计不同的教学活动。

2 教学活动设计举例

2.1 拓展课堂实践思考深度

植物多样性调查由于不受活动区域限制、方便操作等原因，可以被用于教学活动。考虑到教学时间等因素，在实施这项实践活动时，常常先由教师进行考察、确定实践地点、采样地点、样方大小之后，在课堂中由学生实际动手开展调查，并进行比较、分析和讨论。

学生实地考察的过程也是植物多样性调查的一部分，教师可以在完成调查的基础上，根据学生的学习需求适当设置一些问题，帮助学生进行拓展性学习，引导学生对整个调查进行一定的反思。这些反思也可以针对调查自身。如教师可以让学生回忆总结：在实际操作过程中有没有遇到什么困难？是怎样应对的？如何确定成片分布草本植物的个体数目？被遮盖住的草本植物是否需要计算数目？样方边界上的植物是否需要计算数目？……在不同小组给出各自的应对方法之后，教师可以引导学生比较分析：此次调查得到的数据里是否存在误差？如果存在的话，对调查结果有什么影响？如果再次进行调查的话，有没有可以减小实验误差的改进方法？

与此同时，教师也可以提出一些和调查相关的知识性问题，让学生在分析课本内容后并结合实际调查过程来作答。如什么是采样？在进行生物多样性调查的时候，这样做的优势何在？在实际采样的过程中，怎样确定样方的大小和数目？怎样确定样方的位置，是随机选取还是按照一定的规则？调查校园植物多样性和调查森林公园植物多样性，两个调查实际的操作方法一致吗？如果不一致，調查方法的差异在哪里？导致差异的原因是什么？

此外，教师还可以针对学生的学习兴趣和参与活动的积极度，向学生提出针对研究方法及其应用的值得深度思考的问题。例如，本次调查更侧重于物种多样性中的丰富度还是均匀度？如果需要从另一个角度分析物种多样性，可以采用什么样的方法？样方法可以用来调查动物多样性吗？为什么？样方法还可以用于测量反映植物生长状况的其它指标吗？标记重捕法可以估测动物的种群数量，它可以用于测量动物多样性吗？如果需要调查一个区域的生物多样性，需要怎样操作？我国的生物多样性是否存在一定的变化趋势，是否可用已经学过的知识解释？

2.2 拓展课堂实践项目的应用范围

生态系统是初中生命科学课程中重要的概念之一，通过制作微型生态瓶可以模拟和外界只有能量交流的封闭生态系统。在高中阶段，教师可以通过拓展生态瓶的应用范围，引导学生进一步探究学科知识，培养学生的科学认知。

比如，教师可以让学生根据自己的偏好，制作模拟不同类型生态系统的生态瓶，在此基础上帮助学生更好地理解生境的概念和生态系统多样性的有机组成部分。如果对生态瓶进行恰当的设置，学生可以观察到土壤颗粒和植物根系的交互作用、植物群落调节瓶内水循环并影响瓶内小气候的过程。

与此同时，教师还可以指导学生对生态瓶进行人为干扰，观测人类活动对生态系统及生物多样性的影响。比如人为破坏生态瓶中部分生境后，学生可以观察栖息地破坏对动植物生存的直接影响，也可以通过食物链和食物网看到栖息地破坏对整个生态系统的影响。再如，泡腾片遇水可产生二氧化碳，通过向生态瓶中加入泡腾片粉末，可以引导学生比较水生生态系统和陆生生态系统对二氧化碳含量增加的不同反应、测量增强的温室效应，并引导学生结合课本知识分析现象背后产生的原因。

此外，教师还可以尝试引导学生用生态瓶分析解决实际问题，如通过生态瓶设计沙漠治理方案。除此之外，教师还可以引导学生将生态瓶的设计过程和其它学科的学习内容联系起来，如生态瓶材质如何影响瓶内外能量的传递等。

3 讨论

当然，在实际开展教学活动时，也有很多细节需要教师注意。如，在举办植物多样性调查反思时，课堂交流时间以多长为宜？该在什么时候给学生反思问题，是当堂提问、以作业的形式预先给出、还是两者结合？在遇到有挑战性的问题时，是否需要给出一定提示？如何综合评价学生的调查、分析、讨论和交流过程，并给学生以恰当反馈？

此外，在开展教学活动时，教师还需要注意培养学生的科学思维。如在利用生态瓶开展实验观测时，教师可以引导学生思考：怎样设置对照组？怎样保证实验的可重复性、公平性？怎样确保实验结果的可测量性？如果进行长期观测，有哪些需要事项？