生態(tài)調(diào)查類實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)

黃開華

摘 要 以調(diào)查為出發(fā)點(diǎn)構(gòu)建種群和群落的相關(guān)知識體系；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際，以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)思想，對各種題型進(jìn)行總結(jié)分析，達(dá)到訓(xùn)練思維提升能力的功效。

關(guān)鍵詞 生態(tài)調(diào)查 種群的特征 群落的結(jié)構(gòu) 二輪專題復(fù)習(xí)

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

《2015年北京卷考試說明（理科）》中規(guī)定：“能運(yùn)用所學(xué)知識與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論。能從課外材料中獲取相關(guān)的生物學(xué)信息，并能運(yùn)用這些信息，結(jié)合所學(xué)知識解決相關(guān)的生物學(xué)問題?！憋@然高三二輪復(fù)習(xí)課上，教師應(yīng)該注意培養(yǎng)學(xué)生整體感知和整體思維的能力。知識具有系統(tǒng)性，才能提升學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力；問題具有針對性，才能使學(xué)生在原有的基礎(chǔ)上有所提高。下面以“生態(tài)調(diào)查類實(shí)驗(yàn)專題”一節(jié)復(fù)習(xí)課為例，實(shí)踐上述思考。

1 教學(xué)背景分析

調(diào)查法是進(jìn)行科學(xué)研究的主要方法，因而被廣泛應(yīng)用于生物科學(xué)研究之中。人教版高中生物教材必修三生態(tài)學(xué)調(diào)查涉及到了樣方法、黑光燈誘捕法、標(biāo)志重捕法和取樣器取樣法，在考試說明中對樣方法和取樣器取樣法提出了要求。而教材中對樣方法和標(biāo)志重捕法的介紹僅僅是用于估算種群密度，實(shí)際這兩種方法可以對生態(tài)系統(tǒng)的很多特征進(jìn)行調(diào)查，例如可以調(diào)查種群數(shù)量動態(tài)、種內(nèi)關(guān)系、種間關(guān)系、群落結(jié)構(gòu)、群落演替、物種豐富度等等。經(jīng)過了高三第一學(xué)期以落實(shí)基礎(chǔ)知識為主的一輪復(fù)習(xí)，那么二輪復(fù)習(xí)主要以專題的形式對重難點(diǎn)進(jìn)行重新構(gòu)建和整合。鑒于學(xué)生不能將調(diào)查方法與所學(xué)知識系統(tǒng)的聯(lián)系在一起，本節(jié)課通過對生態(tài)調(diào)查的實(shí)例進(jìn)行分析，讓學(xué)生建立“樣方法、標(biāo)志重捕法”與“種群及其數(shù)量變化和群落的結(jié)構(gòu)特征”之間的內(nèi)在聯(lián)系，將方法與知識聯(lián)系起來，讓學(xué)生體會調(diào)查的價(jià)值。按照考試說明（北京卷）的具體要求（表1），通過例題分析復(fù)習(xí)下列相關(guān)知識。

在進(jìn)行調(diào)查之后還需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析以獲取相關(guān)信息，但是學(xué)生處理和解釋數(shù)據(jù)的能力還有所欠缺。因此本節(jié)復(fù)習(xí)課的重難點(diǎn)是：分析、處理所給材料的數(shù)據(jù)或結(jié)果，提煉調(diào)查方法，總結(jié)解題思路。

2 教學(xué)目標(biāo)確定

基于上述對教學(xué)內(nèi)容和學(xué)情的分析，制定以下教學(xué)目標(biāo)：

（1） 知識目標(biāo)：通過閱讀資料說出種群的數(shù)量特征、種群的空間特征、群落的結(jié)構(gòu)特征；分析例題回憶種群的數(shù)量變化規(guī)律，辨別群落演替的類型；根據(jù)題干信息說出具體的調(diào)查方法及其應(yīng)用。

（2） 能力目標(biāo)：通過閱讀資料，提高獲取信息和綜合分析的能力；能夠處理、解釋數(shù)據(jù)，并利用證據(jù)做出合理判斷；能用準(zhǔn)確的術(shù)語介紹研究方法和結(jié)果，闡明觀點(diǎn)，獲取結(jié)論。

（3） 情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：認(rèn)同調(diào)查法在生物科學(xué)研究中的價(jià)值，體會調(diào)查法在環(huán)境保護(hù)中的價(jià)值。

3 教學(xué)過程組織

3.1 創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情

教師通過展示柴靜的公益調(diào)查片《穹頂之下》相關(guān)圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考環(huán)境保護(hù)的重要性，并自然而然地引出生態(tài)學(xué)調(diào)查的重要性。

3.2 分析資料以及例題，歸納調(diào)查方法及調(diào)查內(nèi)容

根據(jù)引入，教師提示學(xué)生自然界中有很多植物具有凈化空氣的功能，例如云南特有的一種喬木——馨香木蘭。學(xué)生閱讀相關(guān)資料，獲取相關(guān)信息。教師首先引導(dǎo)學(xué)生思考：研究者調(diào)查了什么內(nèi)容？包含了哪些種群與群落的相關(guān)知識？通過分析得知研究者利用樣方法調(diào)查了馨香木蘭的種群密度、種群年齡組成、種群空間分布以及該地區(qū)群落的垂直結(jié)構(gòu)和物種豐富度。然后依據(jù)資料提問：取樣的原則是什么？設(shè)計(jì)樣方最小面積的原則是什么？教師組織學(xué)生用準(zhǔn)確的語言進(jìn)行描述，并追問：上述資料說明取樣調(diào)查法可以調(diào)查很多知識，種群的數(shù)量隨著時間如何變化可以取樣調(diào)查嗎？教師出示2013年重慶理綜試題：

【例1】 某山區(qū)坡地生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重，陡坡在封山育林后若干年內(nèi)，經(jīng)歷了一年生草本、多年生草本和灌木三個階段的演替過程，對其典型物種的種群密度進(jìn)行調(diào)查，變化如圖1所示。圖中o→a，物種①密度上升，原因是在適宜條件下，物種①的 ；b→c，物種①逐漸消失，物種②密度逐漸降低到相對穩(wěn)定，原因是物種②能耐受 ；c點(diǎn)后，在適宜氣候條件下隨著群落的演替最終占主導(dǎo)地位的植被類型將是 。

同時，教師提出問題：三個種群的數(shù)量變化規(guī)律是J型曲線嗎？是S型曲線嗎？為什么會發(fā)生這樣的變化？讓學(xué)生體會樣方法可以對種群數(shù)量變化規(guī)律進(jìn)行調(diào)查，然后讓學(xué)生討論分析作答，并引導(dǎo)學(xué)生回憶有關(guān)群落演替的相關(guān)知識等內(nèi)容。

過渡：生態(tài)學(xué)調(diào)查法，除了取樣調(diào)查法，還有什么方法？又可以用來調(diào)查什么呢？教師出示2011年北京理綜試題。

【例2】 在生態(tài)學(xué)研究中，下列方法與研究目的不相符的是（ ）

A. 給海龜安裝示蹤器調(diào)查其洄游路線

B. 給大雁佩戴標(biāo)志環(huán)調(diào)查其遷徙路線

C. 用樣方法研究固著在巖礁上貝類的種群關(guān)系

D. 用標(biāo)志重捕法調(diào)查達(dá)烏爾黃鼠的豐（富）度

學(xué)生回憶標(biāo)志重捕法適用于移動范圍較大的生物的調(diào)查，理解該方法不僅可以調(diào)查種群密度還可以對種群的活動路線進(jìn)行調(diào)查。學(xué)生分析C選項(xiàng)，體會樣方法是取樣研究的一種方法，無論是研究種群密度，還是研究種群關(guān)系等，只要這些生物相對不移動或移動范圍很小，就可以采用取樣方的方法。然后教師出示表2，讓學(xué)生明白通過標(biāo)志重捕法可以對種群的性別比例進(jìn)行估算。

教師利用板書對資料以及例題中對兩種常見調(diào)查方法的調(diào)查內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)，主要包括種群的基本特征、數(shù)量動態(tài)及調(diào)節(jié)情況、種內(nèi)關(guān)系、種群之間關(guān)系等。同時引導(dǎo)學(xué)生回憶必修三教材中還涉及到取樣器取樣法和黑光燈誘捕法兩種調(diào)查方法，讓學(xué)生認(rèn)同調(diào)查法在生物科學(xué)研究中的價(jià)值，體會調(diào)查法在環(huán)境保護(hù)中的價(jià)值。

過渡：調(diào)查方法多種，調(diào)查內(nèi)容很多，調(diào)查結(jié)果的呈現(xiàn)形式也有很多。那高考會考什么？下面對高考題型進(jìn)行歸類。

3.3 高考相關(guān)題型分類

3.3.1 調(diào)查方法選取類

【例3】 （2012年海南）某小組用樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度。下列做法錯誤的是（ ）

A. 隨機(jī)取樣

B. 選擇植物生長茂盛處取樣

C. 根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)估算該種群密度

D. 根據(jù)地段的形狀確定取樣方法

本題考查了利用樣方法調(diào)查種群密度的相關(guān)知識點(diǎn)，難度不大，解題關(guān)鍵是識記和理解樣方法調(diào)查種群密度的相關(guān)知識。

3.3.2 調(diào)查數(shù)據(jù)分析類

【例4】 （2007年廣東）某地曾是著名的魚米之鄉(xiāng)，植物生長茂盛，土壤動物種類繁多。后來，由于上游地區(qū)一農(nóng)藥廠的污染廢水排入河流，造成該地農(nóng)田土壤環(huán)境持續(xù)惡化，原本常見的泥鰍、田螺等幾近銷聲匿跡。為了調(diào)查污染廢水對農(nóng)田土壤動物類群的影響，在受污染河流一側(cè)不同距離進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查結(jié)果見表3。

表中表示距污染河流不同距離土壤動物類群和個體數(shù)，請根據(jù)上述材料，回答下列問題：

（1） 遭受污染的農(nóng)田土壤仍存在一定數(shù)量的土壤動物，是因?yàn)檗r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)具有 。

（2） 從調(diào)查結(jié)果可得出以下結(jié)論：①

；

② 。

本題考查了學(xué)生對生態(tài)學(xué)主干知識的理解和運(yùn)用，要求學(xué)生具有讀表獲取與處理信息的能力、實(shí)驗(yàn)分析能力、綜合運(yùn)用生態(tài)學(xué)知識和觀點(diǎn)分析和解決實(shí)際問題的能力，同時還要求學(xué)生能夠用準(zhǔn)確的語言進(jìn)行描述。由于學(xué)生的語言描述能力有所欠缺，所以可以組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，得出統(tǒng)一的答案。通過此題還可以引導(dǎo)考生關(guān)注環(huán)境污染等社會現(xiàn)實(shí)問題。

3.4 變式訓(xùn)練

（2012年東城二模）紫莖澤蘭原產(chǎn)于中美洲，是嚴(yán)重危害我國生態(tài)環(huán)境的外來物種之一。某研究小組采用樣方法對紫莖澤蘭入侵的四種不同生態(tài)環(huán)境即闊葉林林緣、云南松林、路旁荒坡及闊葉林進(jìn)行了大量的調(diào)查研究。圖2表示部分調(diào)查的結(jié)果。

請分析回答：

該圖表示紫莖澤蘭在不同生境中的存活曲線。由圖可知紫莖澤蘭在 年齡段出現(xiàn)死亡高峰，推測可能是由于 、 等的結(jié)果；據(jù)圖推測紫莖澤蘭對四種生境的入侵順序?yàn)?→

→ → 。

本題以生態(tài)調(diào)查結(jié)果為背景考查了學(xué)生的觀察、比較、分析、綜合、推理判斷等學(xué)科思維能力。第一小空的設(shè)置要求學(xué)生能夠從圖中獲取信息，然后對其生成原因做出推測。最后一空的設(shè)置要求學(xué)生不僅要準(zhǔn)確獲取相關(guān)信息，還要進(jìn)行分析、概括和推理。

4 小結(jié)

調(diào)查是生態(tài)學(xué)研究的基礎(chǔ)工作，根據(jù)研究目的，觀測記錄種群中被調(diào)查個體數(shù)量、分布、性別、年齡、結(jié)構(gòu)和生理特征、生活習(xí)性等內(nèi)容。調(diào)查結(jié)果的展現(xiàn)形式也是多種多樣，可以是表格、柱形圖、文字描述，當(dāng)然還可以是多種變量的折線圖等等。通過對調(diào)查結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析，獲取相關(guān)信息，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論，進(jìn)而為人類的生產(chǎn)生活服務(wù)，為保護(hù)自然環(huán)境服務(wù)。