利用思维导图进行“生态系统的稳态”二轮复习

许 凡 （深圳第二外国语学校 广东深圳 518110）

现行高考的核心功能是“立德树人、服务选才、引导教学”。高考的评价体系也从传统的“知识立意”“能力立意”评价向“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”综合评价改变［1］。考查重点也更多放在能力和素养的培养过程中必须具备的可迁移知识上，减少对静态知识的直接考查。因此，教师在教学时应在“重知识”的同时“重能力”，在“重理解”的同时“重应用”。

1 教学背景分析

本节课是面向高三学生的二轮复习课，内容节选自选择性必修课程中的模块2“生物与环境”。《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称“课程标准”）要求学生通过学习种群和群落、生态系统、环境保护等内容，了解系统分析的思想和方法，提高对生命系统与环境关系的认识［2］。

生态学问题一般离学生的实际生活较远，且生态修复往往是耗时较长、成果较慢的国家工程，学生很难将理论付诸实践，因此，对生态学相关知识理解不深；在实际教学过程中很多教师只要求学生背诵、记忆知识点，忽略了对生态学原理的应用。本节课以近年对我国粮食产业影响较大的草地贪夜蛾问题作为教学素材，以绘制思维导图的方法引导学生在面对现实存在的生态学问题时，能结合高中所学知识运用科学的思维方法，有效组织整合所学生态学相关知识，调动其科学探究能力，让学生尝试从不同层次认识问题、分析问题、解决问题。

2 教学目的

1）从特定情境出发，体验如何结合所学知识理解生活中的生物学现象，并尝试用专业术语对其进行解释（生命观念与科学思维）。

2）通过观摩教师演示的思维导图绘制过程，学习如何将模块知识结构化（科学思维）。

3）了解利用生态工程相关知识解决实际问题需要理论联系实际进行思考，生态学知识是开展具体工作的理论基础（社会责任）。

4）通过对现实问题的分析，学生更有信心在未来针对生态学问题参与讨论并作出理性解释，形成生态意识，参与环境保护实践（社会责任）。

3 教学设计

3.1 课前准备

3.1.1 布置学生观看视频 课前布置学生观看《草地贪夜蛾的危害与防治》科普视频（http://t.cn/A6zoYBn7?m=4482814940095809&u=7395299383）时长10 min，思考该视频中的内容与所学的哪些知识点相关。

该视频主要对即将影响我国的草地贪夜蛾的来源、特点、防治难度与防治要点进行介绍，教师可引导学生分别从种群、群落、生态系统水平对这一问题进行研究。

3.1.2 教师将视频内容绘制成结构化的思维导图 教师课前设计好课堂使用的思维导图并优化（图1）。注意要将视频内容以高中内容展示，设置多个问题引导学生将所学与实际相联系，提高学生运用知识的能力。

图1 “草地贪夜蛾的危害与防治”一课的思维导图

3.1.3 根据视频情境，命制原创题作为课堂练习学生学科核心素养的养成离不开教师在科学思维方面的指导，课堂主要依靠学生解题情况评价学生核心素养养成情况，要求教师根据课堂情境命制高水平的原创类试题（见3.2.4），向学生演示如何利用生物学概念解决实际问题。

3.2 课堂教学过程

3.2.1 创设情境，激发学习动机 在本节课的导入环节，教师以疫情期间多地居民出现的囤粮现象为起点，让学生感受到粮食产量是国家的重大课题，贪夜蛾的入侵不仅是粮食问题、民生问题，也可能会影响我国经济发展。通过建立知识与生活的联系，引起学生的学习兴趣。

3.2.2 构建思维导图，化零为整 引导学生如何将科普视频中的内容逐步转化为具有结构层次的思维导图：1）构建大框架——“贪夜蛾有何危害”“我国防治难点”“防治关键”；2）在教学活动中通过提问不断充实细节。思维导图不仅可使学生对贪夜蛾问题有整体认识，还可帮助学生构建各层次中不同概念之间的联系。

3.2.3 问题导向，知识活用 通过提问引导学生用所学的生态学知识解释防治措施中的理论基础，例如，视频中提到：“在我国最初发现贪夜蛾入侵时，观测到玉米叶片上平均幼虫密度达到每平米0.4 只，最高密度每平米6 只。”这是从哪一层面对贪夜蛾进行研究？ 运用了何种方法进行调查？ 学生可联系到种群层次的种群密度调查；“从种群数量变化角度分析，为什么贪夜蛾可大规模增长？”引导学生联系种群数量变化中的J 型曲线出现的原因，与该种群食物、空间充足，气候适宜，无天敌等有关；“为何说我国小农经济下的单一农药无法有效抑制贪夜蛾增长？”让学生尝试结合种群进化相关知识进行解释。

通过引导式的发问，加深学生对生态学相关概念的理解，提升应用知识的能力，这是学生能用科学的观点、知识、思路和方法面对或解决现实生活中问题的基础。

3.2.4 课堂练习 利用课堂练习帮助学生掌握生态系统相关习题的解题方法。

习题：草地贪夜蛾是一种以玉米、小麦及水稻等80 多种作物为食的昆虫。2016年1月在非洲首次发现，2年时间就遍及非洲44 个国家，造成了数10 亿美元的损失。1）草地贪夜蛾幼虫通常隐藏在玉米叶片背面取食，取食后叶片会形成半透明薄膜“窗孔”。若调查贪夜蛾幼虫密度，应采用_____的调查方法。2）研究发现利用杀虫灯可诱杀贪夜蛾成虫，这可改变种群的___，进而降低___，达到降低种群数量的目的。3）甲腹茧雌蜂将卵产在贪夜蛾的卵中，孵化后，寄生蜂的幼虫就会吞噬贪夜蛾幼虫，上述种间关系为___。利用甲腹茧蜂进行防治的方法属于_____，与化学防治相比，优点是_______（答出2 点）。4）从生态系统的功能角度分析，人为杀灭贪夜蛾的意义在于：________。

答案：1）样方法；2）年龄组成；出生率；3）寄生；生物防治；生物防治方法可减少污染，防止种群抗药基因频率增加；4）调整能量关系，使能量持续有效地流向对人类最有益的部分。

在解题过程中，教师需引导学生通过题干的关键词，定位知识所在层次是种群、群落还是生态系统，解决学生“不知所问”的问题。教师要注意不能只要求学生背诵知识，而忽视其归纳与分析能力的培养。

3.3 课后布置思维导图绘制作业 课后教师要求学生将教材中种群、群落、生态系统层次的知识绘制成思维导图，将零散、孤立的知识体系系统化、结构化、条理化，只有直观输出才能帮助学生梳理各个知识点之间的联系，反映自己的薄弱环节。注意在学生绘制思维导图后，教师要进行订正，帮助学生发现自己的知识误区。重知识的同时不忽视学生理解和主动构建概念能力的提高。

在笔者对学生绘制的思维导图进行检查时发现，学生暴露以下问题：

1）学生仅简单罗列知识，不能将其正确归类，

例如，将种群、群落及生态系统3 个层次的知识混淆；没有将生态系统的组成成分与营养结构归类为“生态系统的结构”，未将能量流动、物质循环、信息传递归类为“生态系统的功能”（图2）；“调节种间关系、维持生态系统的稳定”应该是信息传递的意义之一，但学生错误将其分为2 种（图3）。

图2 学生绘制思维导图节选之一

图3 学生绘制思维导图节选之二

2）学生对知识有错误理解，例如，对能量流动过程中各能量去路的从属关系认识不清（图4）。

图4 学生绘制思维导图节选之三

由此可见，教师在教学的过程中，要让学生有机会独立构建知识网络，这不仅可让学生更深刻理解知识，还能暴露其问题所在，从而进行个性化指导。

4 利用思维导图进行教学的关键

4.1 精选教学素材，创设真实的课堂情境 网络资源良莠不齐，仍需要教师在备课时注意甄选，控制难度，既联系现实问题，又可落地于教材内容。

4.2 思维导图绘制需演示与实践相结合 虽然许多教师都意识到绘制思维导图可帮助学生构建知识网络，但往往忽略了，这也是学生需要学习的技能。若教学过程中教师可演示思维导图的构建过程，学生更能习得如何从问题出发，将零散的知识点归纳并整理成有层次的概念体系。思维导图展示的是个人的思维过程，每个学生的薄弱知识点均不相同，应要求学生亲自绘制，教师检查有无出现知识性问题。

4.3 根据素材设计问题，将知识落于实践 新课程高考倡导以能力立意为主导，强调知识、能力和核心素养一体化的命题思想。教师在课堂上剖析教学素材后，马上利用以此为命题依据的习题进行测试，能让学生体验在面对学习问题情境时，如何调取、组织整合相应的知识以解决问题的过程。