“入境、入理、入题”的高三微专题复习——以“生态系统的功能”为例

（江苏省淮阴中学 江苏淮安 223001）

在高考二轮复习中，教师需要帮助学生在知识点基本掌握和理解的基础上，通过专题训练培养其知识迁移能力、信息提取能力和综合运用能力，以能够“用所学知识和生物语言尝试探究和解释与生命科学相关的突出成就及热点问题”。下面以“生态系统的功能”为例，围绕“如何落实新课标核心素养要求？如何激发学生积极的复习状态？是否有效解决专题训练所反馈的不足以及如何提升学生的高考综合能力？”等问题进行思考，设计“入境、入理、入题”的专题教学，以此促进学生深刻理解并综合应用必备知识，灵活判断易混、易错点，进而提升复习教学的效果。

本节课采用系统分析的方法，从不同生命系统层次，聚焦稳态与平衡观，采取建模思想与实例分析相结合，以问题情境为载体，选择真实案例，围绕典例，呈现试题编制的基础性、综合性，设计探究活动，以图示方式表征生态系统中的物质循环、能量流动的过程及特征，尝试定性与定量的研究生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用，考查学生学以致用、应对生活实践问题的学科素养，使学生形成结构与功能观、物质与能量观，并提供有价值的复习建议。具体教学设计与实施过程如下。

1 入境——“创设情境体验，实现知能整合”

许多学者提出：“发展学生核心素养需要依赖于一定的情境创设，在解决真实情境中的实际问题，融入情境进行核心概念的学习，其过程中建立生命观念，逐渐发展学生生物学学科核心素养。”情境的创设从“生命之美——我们来发现”导入，到“生命之网——我们来守护”构建，拓展至“生命之劫——我们需反思”，层层深入，入境深思。首先，教师播放视频展示从蔚蓝地球到美丽淮安进入和谐淮中，池边绿树，明媚阳光，展现了岁月静好的和谐画面，引导学生回顾：生态系统的结构是怎样的？它的功能又是如何实现的呢？并点评与交流课前学生所建立的概念图引导学生挖掘、细化、辨析和梳理核心概念的能力。其次，教师联系电影《流浪地球》的经典场景，提出问题：“在无数岁月中作为人类精神支柱和地球能量之源而存在的太阳不久的未来即将毁灭，没有日月交替，不知何为四季，人类将葬身无边的寒冷与黑暗中。作者说到飞船太小无法维持一个完整的生态系统而选择带着地球一起流浪。你认为可行吗？剧烈变化下地球生态系统的稳态如何维持？”以此引导学生积极参与生态系统的功能的系统分析，促进学生通过建构模型来深入思考问题，从而使学生分析结构与功能之间的联系。最后，教师联系学生生活，设计“母亲河的呐喊”及“触目惊心的校园餐饮垃圾”等情境引起学生对自身行为的反思，使学生在对比中感受生态系统和谐的重要性。

另外，在复习课中，教师还可以选取科研素材，创设情境。例如，在本节课上，笔者联系垃圾分类与处理这个热点社会问题，视频展示餐厨垃圾处理的最新研究（图1），创设真实的问题情境，引发学生思考与讨论，使学生在问题的解决中提升综合分析能力。

图1 餐厨垃圾处理的最新研究示意图

2 入理——“聚焦问题解决，培养科学思维”

科学思维的培养应该融入到每一节课中。在“生态系统的功能”微专题复习课上，教师首先利用“生态系统”思维导图（图2）来进行核心概念的挖掘和体系构建，促进学生理清概念之间的关系。并提出问题，引导学生通过建构模型分析与比较：与个体、细胞等生命系统层次相比，生态系统层次的能量流动的特殊途径（渠道）是什么？能量数值随着营养级的升高有什么变化？生态系统中能量的流动、转化是否遵循能量守恒定律？学生在对问题的逐步深入思考中，对能量流动概念模型进行解读，进而思考生态系统层次的能量流动的过程。教师引导学生利用问题的演绎与推理，对各个营养级能量流动去向进行分析与综合：输入第一营养级的能量主要来源是什么？第一营养级的能量流动去向有哪些？输入第二营养级的能量来源一般来自于哪里？什么是营养级的同化量？粪便量是否属于某营养级的同化量？用于生长发育繁殖的能量可以如何表示？第二营养级的同化量可以如何表示？教师引导学生从不同角度讨论同化量：碳由大气进入生产者的途径和形式分别是什么？该过程伴随什么的合成和什么的存储？碳从生物群落返回大气的途径和形式分别是？该过程伴随什么的分解和什么的散失？将CO2化作为有机物的“原动力”是什么？光合作用固定的太阳能存储在什么中，由此说明能量流动和物质循环的关系是？你能尝试表述采用模型法判断碳循环中的各种成分的方法？各小组通过讨论，不断完善碳循环的模型（图3），并思考、交流餐饮垃圾的处理。

图2 有关“生态系统”的思维导图

图3 碳循环的模型

3 入题——“切入专项题型，提升解决能力”

高三复习需要教师在夯实基础的同时，深入研究考纲和考题，找准问题的切口，增加专项问题的解决能力。首先，笔者通过梳理和研究2007～2019年江苏高考题，发现定性与定量地考查生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律是常态。因此，在本节课上，教师设计辨析同类变式和拓展，以问题串形式引导学生深入辨析能量传递效率问题“处于同一营养级所有生物能量总值而不是某一个种群”，促进学生聚焦人工生态系统与自然生态系统能量传递效率的计算处理的不同。学生在辨析中明确灵活计算能量传递效率的关键细节，在对比中总结出：能量传递效率=第（N+1）营养级同化量/第N营养级同化量；（特别是人工生态系统）能量传递效率=流出某一营养级的能量/流入某一营养级的能量计算传递效率；能量传递效率≠能量利用率。

教师围绕“餐厨垃圾处理”研究案例，以生态农场中的能量输入、废物资源化、生态功能的应用以及合理化建议等问题为落脚点，让学生在问题的讨论中对本专项进行问题系列化分析与总结；

最近，杭州媒体报道了一件事：浙大的一位老教授靠捡垃圾，居然实现了年入百万。张教授在杭州建了一个农场，在农场里，他每天将餐厨垃圾，喂给养殖的“黑水虻”，将虫子喂给鸡鸭鹅，当虫粪反应成有机肥后，给蔬菜施肥，形成农场良性生物环保链。这个技术的最大特点，就是把高蛋白的富有营养价值的东西，转化为虫子的饲料，虫子可以变成动物的饲料，虫子的粪便可以变为肥料。整个过程中间没有任何的污染，也没有任何二次污染的排放。餐厨垃圾减量化、无害化和资源化，既是食品安全问题，也是资源节约型和环境友好型社会建设的重要课题。

（1）“黑水虻”生命活动所需的能量来自于生活垃圾中的_____________。

（2）张教授的生态农场中的能量输入来源包括_____________。

（3）餐厨垃圾处理过程中往往需要生物除臭处理，生物除臭滤床中的微生物也是该生态系统的_________________________________________________。

（4）将餐厨垃圾喂给养殖的虫子，将虫子喂给鸡、鸭、鹅。当虫粪反应成有机肥后，给蔬菜施肥，该过程实现了废物资源化，实现了__________循环利用和能量的__________利用，提高了能量的_________率。

（5）养殖黑水虻的过程中，注意温度和空气环境的控制，及时消灭蚊蝇，以保证黑水虻的生长和繁殖，从而调整该生态系统相关__________________的方向，从而达到提高经济效益的目的。

（6）若要采用生物方法处理生活垃圾，在确定处理生活垃圾的方案时，通常需要考虑的因素有哪些，如_________________________________________。

（7）该项技术的应用需要普通居民如何配合：____________________________________________。

（8）你还能提出哪些考查方向______________？_____________________________________________。

此外，在以前的高考中关于“水体富营养化”问题的考查形式多种，情境新颖，考查频率高。因此，教师给学生提供高考真题的相关题目，指导学生小组共讨论、思考：水体富营养化的原因和危害分别是什么？目前水体富营养化的生态修复方法有哪些？这些方案应用了哪些生态学原理？教师以题带点，引导学生在不同题境的分析中关注细节差异，帮助学生养成研究与梳理考题，形成有较强的知识迁移能力、信息提取能力和综合运用能力。教师利用的经典试题，精选资料，使学生分析得出结论“生命系统维持稳态离不开调控，调控依赖于信息传递”，进而使学生形成“生命系统的正常运转离不开信息的传递”的生命观念。

总之，设计高考二轮复习课时，教师要有问题意识，需要在思考整体结构的基础上，“寓课于境”。情境的创设可以是对剖析热点事件和身边的“生物现象”，用生物学的观点“剖析生活”；基于试题情境的设计要合理设问，具有清晰的层次，要尽量新颖、真实、科学、恰当，要有一定的信息量和适当的复杂度，能够指向核心素养的不同水平。教师可以从情境创设、内容解读、问题追踪和学以致用等方面开展教学，创设问题情境，引导学生运用模型结构、演绎推理等思维方式深入解读生物学概念，提升应用知识的能力，进而能用科学的观点、知识、思路和方法，探讨或解决现实生活中的某些问题，作出科学解释和判断。