[摘 要]文章以“物种在群落中占据一定的生态位”为例,从明晰单元概念层级、分解单元复习目标、设计单元复习流程、组织课时教学活动、落实课时学习评价五个方面,阐述了单元整体复习教学视域下的课时教学设计流程。
[关键词]单元整体复习;课时教学;生态位
[中图分类号]" " G633.91" " " " " " " " [文献标识码]" " A" " " " " " " " [文章编号]" " 1674-6058(2024)35-0078-04
高三生物复习课是对高中生物学科内容的全面整合和巩固,其主要任务是引导学生构建系统化的知识网络,并在此基础上实现知识的迁移和应用,发展学生的生物学学科核心素养。高质量的复习课可以有效实现学生的全面提升,其重要性不言而喻。然而,教学实践中仍有部分教师对复习课存在错误认知,将复习课看作“炒冷饭+刷题”的复合体。这样的认知忽视了学生思维和能力的培养,不利于学生学科核心素养的提升。聚焦重要概念的单元整体复习教学设计能有效避免知识的碎片化,淡化记忆背诵的要求。如何在大单元思想的统领下,实现从“课时+知识点”转向“单元+结构化概念体系”,从“死记硬背知识点+题海战术”转向“理解概念+解决新情境问题”的目标,以及课时教学如何开展才能聚焦重要概念,并有效对接单元教学是一线教师在复习教学中亟待解决的问题。本文以“物种在群落中占据一定的生态位”这一课时为例,探析单元整体复习教学视域下的课时教学设计。
一、明晰单元概念层级
单元整体复习教学强调概念的形成应基于真实情境,整合关联知识,形成良好的内容结构。《普通高中生物学课程标准(2017 年版2020年修订)》(以下简称课程标准)以发展学生生物学学科核心素养为目标提出“次位概念→重要概念 →大概念”三级概念进阶体系。其中,大概念处于学科中心位置。要引领学生学习,教师首先要把握大概念与大概念之间、大概念与生命观念之间的联系;其次要从重要概念出发,结合单元内容和学情,厘清哪些次位概念的学习有助于形成重要概念、本单元重要概念与其他单元重要概念之间的内在逻辑关系,以及本单元重要概念对大概念的形成有何支撑作用等。因此,教师应在研读课程标准的基础上,明晰单元概念层级,并结合教材及教学资源,整合教学内容。本单元以“不同种群的生物在长期适应环境和彼此相互适应的过程中形成动态的生物群落”为主题,其概念体系如图1所示。
二、分解单元复习目标
在单元整体复习教学设计中,单元复习目标的制订是核心,应指向学科核心素养的达成。而单元中每一课时也应紧紧围绕单元复习目标展开。教师应深度解读课程标准,了解课程目标、学业质量标准、内容要求等,结合学情实际,制订科学可行的单元复习目标。在此基础上,教师还应根据次位概念之间的联系,将单元复习目标分解成课时目标;而将不同课时目标进一步结构化、纲领化,应可对接单元复习目标。基于上述分析确定本单元复习目标(如图2),其中加粗字体为“物种在群落中占据一定的生态位”这一课时的目标。
三、设计单元复习流程
根据单元复习目标,设计以“情境—问题—活动”为主线的教学活动。教师首先创设能够为整个单元内容提供支撑的真实情境,打破传统复习课“炒冷饭”的枯燥模式,然后基于情境,将本单元要复习的内容放在单元任务(核心问题)中,将单元任务分解成系统化、层次化的子任务(子问题)并落实到每一课时。根据任务设计学习活动时,要注意活动之间的连续性、进阶性和内部逻辑性,从而实现单元复习目标,提升学生的核心素养。本单元复习流程如图3所示。
四、组织课时教学活动
在上述单元复习流程的统领下,教师组织学生开展本单元课时2“物种在群落中占据一定的生态位”的学习。教师先播放视频,引导学生回忆本单元课时1的相关知识内容:2020年,福建省建阳区麻沙镇水南村“稻—萍—鱼示范基地”喜获丰收。稻—萍—鱼立体种养模式是一种科学、合理的种养模式,是基于“物种在群落中占据一定的生态位”这一生态学原理建立的。
设计意图:围绕单元情境“稻—萍—鱼立体种养模式”,引出课时2的概念“生态位”,激发学生的探究兴趣。
(一)活动1:深度复习“生态位”概念
教师基于稻—萍—鱼立体种养模式这一真实情境,介绍该模式利用了“物种在群落中占据一定的生态位”这一生态学原理,以此引导学生复习生态位的定义,并组织学生列表分析影响某植物或动物生态位的生态因素(如表1)。
问题1:群落的垂直结构、水平结构与群落中各物种占据的生态位有什么关系?
思维活动:群落中的生物在垂直和水平方向上不同的配置状况为群落的垂直结构和水平结构。而群落中的不同物种在垂直和水平方向上占据不同的生态位,体现了群落的空间结构特征。
问题2:群落中各物种的生态位会随时间改变吗?请举例。
思维活动:群落具有动态性,由于气候的周期性和昼夜的节律性会作用于生物,因此群落中不同物种的生态位会随季节和昼夜发生改变,如大雁南迁,北大西洋浮游甲壳类的昼夜分布等,这些都体现了群落的时间结构特征。
设计意图:通过问题串的形式,引导学生思考群落的空间结构、时间结构和群落中不同物种生态位之间的联系,让学生重新建构群落的时空结构与生态位之间的概念体系,并初步认识生态位具有动态性。
问题3:群落演替过程中各物种的生态位是否会发生变化?请根据苔藓阶段苔藓的生态位曲线图,构建森林阶段苔藓的生态位曲线图。
教师引导:以苔藓可利用的温度、光照强度、CO2浓度三个资源为例,分析苔藓阶段和森林阶段苔藓对这三个资源的利用宽度。
思维活动:由苔藓阶段和森林阶段土壤温度不同(苔藓阶段环境开放,阳光直射,土壤温度变化剧烈;森林阶段土壤温度变化较小)可知,苔藓阶段的苔藓能适应温度变化剧烈的土壤,因而对土壤温度资源的利用宽度较大;而森林阶段土壤温度变化较小,该阶段的苔藓同样能适应该环境,因而对土壤温度资源的利用宽度较小。光照强度亦如此。
教师引导:苔藓阶段受风力的影响,苔藓周围的CO2浓度接近大气中的CO2浓度,而演替到森林阶段后,苔藓处于地表层,周围的CO2浓度高于大气中的CO2浓度(地表动物、地下根系的呼吸作用及土壤微生物的分解作用,使得森林中的CO2浓度在垂直方向上有明显的不同,越接近地表,CO2浓度越高)。
思维活动:在一定的CO2浓度范围内,CO2浓度越高,苔藓的光合作用就越强。苔藓阶段的苔藓周围CO2浓度低,它能适应此环境,当提高环境中CO2的浓度时,它自然也能适应。然而,森林阶段的苔藓适应CO2浓度高的环境后,当环境中的CO2浓度降低时,它可能就无法适应了。因此,苔藓对CO2的利用宽度也是苔藓阶段大而森林阶段小。
教师引导:演替早期,环境相对开放,环境因子变化剧烈,苔藓适应该环境,可利用的资源较多,但资源利用率不高;而演替后期,环境相对封闭,苔藓可利用的资源减少,但由于长期的自适应,其对资源的利用率反而会提高。
思维活动:综合以上分析,用横坐标代表苔藓可利用的资源,纵坐标代表资源的利用率,可得出苔藓阶段、森林阶段苔藓的生态位曲线图(如图4)。
设计意图:解决这组问题,学生需要运用高阶思维,通过对演替过程中某物种生态位变化的动态分析,深入理解群落的动态性不仅体现在群落内部动态即群落的时间结构上,还体现在群落间的动态即群落演替上。群落的动态性均可体现在构成该群落的物种的生态位变化中。
(二)活动2:构建物种的生态位变化模型
教师引导:当资源无限时,即使生态位发生重叠,物种也不会发生改变。当资源有限,两个物种生态位重叠时,物种往往会通过减少或排除竞争实现共存,即生态位分化;但也有可能是竞争力强的一方把另一方彻底排除掉,即竞争排斥。实际上,在资源有限的自然群落中两个物种间通常不会出现竞争排斥,只有在资源有限的实验室群落中才会出现竞争排斥。相关的物种生态位变化模型整理如表2所示。
问题4:生物在生态位上的分化方式主要有哪些?
思维活动:动物在生态位上的分化方式主要有改变食物的种类、形成不同的食性、划分分布区域和活动范围、错开活动时间等。
教师引导:分析2022年浙江高考真题可知,植物可以通过增加叶绿素的含量、优先分配光合产物到叶片等方式来适应弱光的环境。分析2022年11月绍兴一模试题可知,植物通过增加根长、根系相对表面积,增加液泡内脯氨酸等物质的含量,增加脱落酸含量等方式来适应干旱的环境。基于植物对环境的适应性分析,可归纳出植物的生态位分化方式:改变形态结构、改变生理特性等。
设计意图:当群落中不同物种的生态位发生重叠时,相关生物为求生存势必会朝不同的空间或在不同的时间去寻求资源,因而会发生相应的变化来适应新环境。对于这部分内容,要求学生能熟练掌握某类生物对象在不同时空内的变化及发展规律,并在剖析生态位变化的过程中逐步形成进化与适应观,领悟生物的适应性是长期进化的结果。
(三)活动3:生态位的应用——稻—萍—鱼立体种养模式的生态学意义
问题5:利用物种生态位的不同建立立体农业有何意义?
思维活动:解读“以稻遮阴,保萍越夏,以鱼治虫,以萍养鱼,以萍压草,鱼粪肥田,萍鱼养稻,共存互利”的生态学意义;基于“物种在群落中占据一定的生态位”这一生态学原理建立的立体农业,能够充分利用太阳能、水分和矿质元素,从而获得较高的经济效益和生态效益。
设计意图:创设稻—萍—鱼立体种养模式的真实情境,引导学生用生态位的相关知识解决真实情境中的问题,有助于发展学生利用生物学知识分析、解决实际问题的能力,提升其核心素养。
(四)课堂小结,承前启后
学生结合板书对本节课进行小结,并提出疑问。全班学生讨论解决共性问题。教师以群落的动态性做总结,并由此过渡到下一课时“群落随时间变化有序地演替”。
五、落实课时学习评价
“物种在群落中占据一定的生态位”属于本单元第二课时,对该课时的评价应立足上述三个学习活动。评价内容:能用生命观念解释群落中不同生物的生态位关系,理解不同群落中的生物具有与该群落环境相适应的形态结构、生理特征和分布特点,并领悟生物的适应性是长期进化的结果,即具备生命观念三级水平;能从不同的生命现象出发,基于事实和证据,运用归纳的方法概括不同情况下生态位变化的模型,并能运用生物学规律和原理作出解释,即具备科学思维三级水平;能体悟稻—萍—鱼立体种养模式的生态学意义,从而更好地利用和保护生物资源,并为生产实践提供理论依据,提升社会责任意识,即具备社会责任四级水平。
综上所述,单元整体复习教学设计这一教学设计理念和策略,强调围绕重要概念设置学习单元。一个单元的教学内容即一个整体,教师在单元整体的视角下进行单个课时的教学实践,从而使整个教学过程具有整体性、连续性、结构性。在单元整体复习教学中,教师需厘清不同层级概念之间的进阶关系,以单元复习目标为核心,生成课时目标,并以“情境—问题—活动”为主线设计单元复习流程;在组织课时教学活动时,要基于“单元核心任务—课时子任务”这一任务链;在落实课时学习评价时,应聚焦学生对概念的理解,重视课堂形成性评价,并引导学生通过评价反思自己的思维过程,慎重选择解决问题的方案。这样,学生才能实现从浅层复习向深度复习的过渡,不再重复机械地背诵知识点。
[" "参" "考" "文" "献" "]
[1]" 周初霞.聚焦生物学重要概念的单元整体教学设计实践研究[J].生物学教学,2019,44(4):7-10.
[2]" 中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准:2017年版2020年修订[M].北京:人民教育出版社,2020.
(责任编辑" " 罗 艳)