黄雅婷
一、课标解读与教材分析
随着《普通高中地理课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称新课标)的颁布,地理学科的育人价值日益凸显,为建构以地理核心素养培育为主导的课程,课标对课程结构及课程内容进行了重组与优化,以必修课程中的地理一模块为例,新增了“1.10 通过野外观察或运用视频、图像,识别主要植物,说明其与自然环境的关系”等内容要求。
事实上,在旧版人教版教材“自然地理环境的整体性与差异性”章节中多次涉及植物相关内容,而此次新课标和新教材中的调整,笔者认为出发点主要如下。
第一,从培育地理核心素养的视角看,新增植被的内容要求中提出的“野外观察”学习方式,能够助推学生“地理实践力”的提升,而“识别主要植物,说明其与自然环境的关系”则侧重于强化学生的“综合思维”与“区域认知”。
第二,从“学科大概念”的知识体系构建看,有助于强化学生对生物圈的认知,理解生物是自然地理环境中必不可少的要素之一。生物圈内具有生命的有机体绝大部分为植物,植物是地球上主要的生產者。在植物生长过程中会受土壤、空气、水分、光照等多种自然条件的影响,并且植物也会改变其所处环境,起到相互影响、相互制约的功能。各种植物会在适宜其生长的环境中按一定规律组合分布,形成具有特殊空间结构的植物群落——植被,并且因其便于直接观察,是人类辨识自然环境特征和分析环境演变趋势的重要指示物[1]。
综上,尽管课标中要求“识别主要植物”,但其侧重点实际在于通过认识某一植被类型中的几种典型植物,更好地理解植物(植被)与地理环境间的关系。因此,教材的处理实际上是按照植物群落即植被的不同类别来组织学习内容,这也为后续选择性必修课程中关于植被分布规律等内容的学习做好了相关铺垫。
二、活动构思与板书设计
课标在“教学建议”部分倡导,教师要调用多种资源使教学活动多样化,积极开展地理实践教学。常规的教学资源多为依托网络查询的文字、图片、影像等资料,而对乡土教学资源的充分开挖与使用,于学生而言更具备熟悉感与真实感,甚至在适当条件下可以将课堂置于野外真实环境中展开,真正提升学生的地理学科素养。
故而本次“植被”一课的教学设计遵循课标的内容要求,以“野外观察”作为落实地理核心素养培育的途径,充分挖掘乡土教学资源。在教学活动设计前,首先需要确定野外观察的空间场所,在有限的活动范围内想要观察到更多种类的植物,理想的去处以植物园最佳,而笔者所处的城市拥有中国第一座国立植物园——南京中山植物园,其保存植物3 000种以上,分南北两个园区,北区以中国中亚、北亚热带植物为研究保护重点,南区则是以热带植物宫为主的博览园。出于对学生健康安全的考量、囿于时间空间和资金的限制,以“教师拍摄视频,学生云端游览,辅以标本感受”的形式展开教学活动。
依据前文分析思路,以“某一植被类型中的几种典型植物”为认知抓手,教学设计的主线为“观察不同植物个体特征→分析特征如何适应环境→说明某一气候区域植被应有特征”,从而帮助学生理解不同种类植被在地理环境中的空间分布与变化规律,能够对某些典型植物所属的植被类型进行归纳,“植被”一课的板书设计如图1所示。
三、教学过程设计
1.概念辨析,认知区域环境特征
教材关于植被的定义为“自然界成群生长的各种植物的整体”,可分为自然植被和人工植被。首先,在进入植物园观察前,学生需要认识到一种单株植物并不能称之为植被,因此并不能通过一次野外观察活动就能全面地概括出某一植被的全部特征。其次,关于本次观察活动的区域认知,南京属于亚热带季风气候区,年平均气温14.7 ℃,年平均降雨量1 000 mm左右,且主要集中在6~9月,植物园中不仅生长着地带性植被——亚热带落叶阔叶林,还混生有落叶阔叶树种。此外,部分场馆通过搭建温室、修建水塘等方式人为改造了部分植物的生长的环境,甚至培育了热带雨林和热带荒漠中的植株。
2.野外观察,解释植物特征对环境的适应
不同植物的形态与结构复杂多样,为了尽可能区分和统一描述,引导学生自主设计观察表,可以按照植物的根、茎、叶、花等部位真实记录各个植物特征等形式。除教师引导观察的几种典型植物,在有条件带领学生实地参观植物园时,也可布置开放性作业,鼓励学生自主使用辅助识别植物的手机软件,通过拍照识图,认知更多种类的植物,培养学生“选择适宜的野外实践工具,进行细微观察和调查,获取和处理信息”的地理实践能力。准确记录下各种植物特征后,再结合区域的环境特征和植物的生长习性等信息,引导学生说明其对于环境的适应。
观察场景一:热带植物宫
进入场馆需要掀开门口设置的隔温带,观察者体表能够明确感受到闷热和潮湿的环境特点。接着映入眼帘的是高低错落、颜色葱翠的各种热带雨林植物,在此设置学生关于“垂直分层”现象的讨论探究。
再通过拍摄视频,展示以下热带雨林中部分植物具备的特征(图2)。
提供热带雨林气候的气温降水统计图,学生回顾已学的气候相关知识,能够概括出全年高温多雨的特征,从而解释雨林因水热条件充足,生物循环旺盛,植物种类多样,叶片呈深绿色,以及为了防止叶片长期被水浸润而腐烂,生长着镂空叶片、滴水叶尖的特殊形态。一些形态高大的乔木为了支撑地面以上部分和获取足够的养分而发育板状根和便于媒介传粉的茎花;一些在高度上不占优势的植物,如藤本植物通过攀附于高大树木之上而使其更好地接收光照,部分还会存在‘绞杀现象;附生植物仅需少量的腐殖质和水分即可存活,不会掠夺所附着植物的营养与水分,一般不会对寄主造成损害。
观察场景二:北园——树木园
从视频中可以观察到,尽管此时已是冬季,但树木园中的植物仍然呈现出深绿色的状态,这种植被特征常被概括为“常绿”。常绿并非永不凋落,每年春天有新叶长出,部分老叶自然脱落,但茎上一年四季都保持有绿叶。再播放近距离拍摄的革质叶片视频,为便于学生直观感受,分发在校园里提前采摘的广玉兰叶片给学生,通过触摸和多角度观察,记录叶片的软硬度、表面粗糙程度等特征。
提供亚热带季风气候的气温降水统计图,学生能够从雨热同期的角度解释“常绿”的原因,并归纳出革质叶片在夏季通过光泽表面来反射日光以减少灼伤和水分蒸发,在冬季通过较厚的角质层保护叶细胞不受损伤的适应性特征。
观察场景三:北园西侧——池杉林
视频中(图3)观察到的池杉,其主干挺直,树冠呈尖塔形,叶片枯黄甚至部分凋落。树干基部膨大,在低湿地生长有裸露于地面的屈膝状树根。
提供温带季风气候的气温降水统计图,学生通过类比亚热带季风气候,能够解释出这里夏季温暖,阔叶适宜生长。但冬季寒冷,因热量不足导致光合作用缓慢,为减少消耗,树木将叶子脱落而暂停生长。与此同时,低湿地带土壤中空气缺乏,根部呼吸困难,为适应环境,根露出地面有利于植物呼吸。
观察场景四:多肉多浆植物区
多肉植物是指植物营养器官的某一部分,如茎或叶或根(少数种类兼有两部分)具有发达的薄壁组织用以贮藏水分,在外形上显得肥厚多汁的一类植物。场馆通过模拟热带干旱荒漠地区生态环境,还原了多种仙人掌科、大戟科等植物的特殊形态,如叶片退化成针状,茎干变态成球状或柱状。
提供热带荒漠气候的气温降水统计图,学生能够说明植物通过缩小叶片表面积,而增大茎干体积的形态特征,来增加机体储水量,减少叶片水分蒸发,以适应严酷的干旱环境。
3.迁移应用,通过植物特征分析自然环境特点
在有条件的情况下,实物展示(或提供照片、视频)一些不同植被类型的其他典型植物,引导学生记录这些植株的特征,结合提供的相关文字材料,推测其自然生长的地理环境特征,识别其所属的植被类型,将其照片放置在黑板绘制的亚欧大陆轮廓示意图中适宜的区域。
4.课后调研,了解特殊的指示植物分布现状
中山植物园分设有蕨类植物园,收集保存了蕨類植物近300种,还有国家重点保护蕨类。蕨类植物对外界自然条件(土壤、气候等)具有高度敏感性,可作为反映环境条件的指示植物,如芒萁示酸性土壤,铁线蕨指示碱性土壤(表1)。
引导学生通过调查植物园中的一些珍稀濒危物种的分布状况与相应的保护措施,树立保护植物多样性的人地协调观念,培养乡土情怀。同时可以适当了解目前园区所采取的在开发中保护的方式,如以枯木、吸水石和多种蕨类相组合,营造蕨类吊床、观赏蕨类旋转楼梯等多处景观,提升景点的观赏价值,强化自然环境的文化服务功能,为后期学习内容铺垫。
四、总结与反思
本节课以学生熟知的中山植物园为教学背景,通过深入挖掘园内的教学资源精心设计了线上“野外考察”的学习之旅,同时准备了真实的植物植株和叶片等教具,帮助学生调动多感官认识植物特征,便于其感悟植物与环境的相互关系,调动学生的学习热情与探究问题的积极性。
此外,笔者在教学实践中仍发现了可改进之处:植被与环境尤其是与气候的关系,可以在教学设计中再突出强调,以便学生理解植被的分布与变化规律;植物园中的几种典型植物的特征并不能完全概括为其所属植被的特征,在逻辑上采用“演绎法”比“归纳法”更适宜;以及,由于热带植物宫里的植物几乎为人工移植、栽培,故其所展示的“板根”“茎花”等雨林中独有的现象不够明显与典型,物种多样性仍比较欠缺,未能完全还原自然环境中热带雨林植被的特征等,可再补充一些真实雨林的影像资料。
参考文献:
[1] 武吉华,张坤.植物地理学[M].北京:高等教育出版社,2015.