“生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)量和生物量”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)

高師琴 杜華佩

(浙江省寧波市北侖區(qū)明港高級(jí)中學(xué) 315800)

1 教材分析

“生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)量和生物量”選自浙科版高中生物學(xué)教材《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中第六章“生態(tài)系統(tǒng)”第二節(jié)，重點(diǎn)介紹了初級(jí)生產(chǎn)量、次級(jí)生產(chǎn)量和生物量的概念,屬于選考要求。本節(jié)內(nèi)容為后續(xù)學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)做鋪墊，也是認(rèn)識(shí)生物量金字塔的前提，在本章內(nèi)容中起著至關(guān)重要的作用?？山滩闹袥](méi)有完整地呈現(xiàn)初級(jí)生產(chǎn)量、次級(jí)生產(chǎn)量和生物量的概念內(nèi)容，并且有幾處直接給出了結(jié)論而缺少相關(guān)解釋?zhuān)焕趯W(xué)生的學(xué)習(xí)以及理解。特別是關(guān)于次級(jí)生產(chǎn)量的生產(chǎn)過(guò)程，學(xué)生會(huì)有很多的疑惑，使之成為教學(xué)難點(diǎn)。為了幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，教師在教學(xué)過(guò)程中先聯(lián)系生活設(shè)疑導(dǎo)入，將抽象概念生活化、具體化；再通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)等方式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主建構(gòu)，切身理解概念；最后結(jié)合典型實(shí)例使知識(shí)回歸生活，解決實(shí)踐中的問(wèn)題。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識(shí)目標(biāo) 舉例說(shuō)出某具體生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)生產(chǎn)量、次級(jí)生產(chǎn)量和生物量。

2.2 能力目標(biāo) 解釋教材中相關(guān)結(jié)論，分析生產(chǎn)生活中與初級(jí)生產(chǎn)量、次級(jí)生產(chǎn)量和生物量有關(guān)的數(shù)據(jù)。

2.3 情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo) 樹(shù)立人與環(huán)境和諧發(fā)展的觀念，形成生態(tài)意識(shí)和環(huán)境保護(hù)意識(shí)。

3 教學(xué)過(guò)程

3.1 自主建構(gòu)之感知概念 圖片展示兩個(gè)規(guī)模大小不同的模具生產(chǎn)車(chē)間，設(shè)問(wèn)：兩者之間如何比較生產(chǎn)能力大??？引導(dǎo)學(xué)生得出產(chǎn)量的答案。圖片展示一片森林和一個(gè)池塘，設(shè)問(wèn)：生態(tài)系統(tǒng)中的生物可以生產(chǎn)有機(jī)物嗎？如何生產(chǎn)的？不同的生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)有機(jī)物的能力大小可用什么專(zhuān)有名詞來(lái)表示？教師提出生產(chǎn)量、初級(jí)生產(chǎn)量和次級(jí)生產(chǎn)量的概念。圖片展示工廠倉(cāng)庫(kù)和一片森林，設(shè)問(wèn)：什么是庫(kù)存量？庫(kù)存量的多少與什么有關(guān)？生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)的有機(jī)物也會(huì)積累，你知道用什么專(zhuān)有名詞來(lái)表示？教師引出生物量的概念。

產(chǎn)量、庫(kù)存量、植物通過(guò)光合作用制造有機(jī)物、動(dòng)物通過(guò)吃現(xiàn)存的有機(jī)物生產(chǎn)有機(jī)物等都是學(xué)生熟悉的生活情境和知識(shí)，借助這些生活經(jīng)驗(yàn)引出生產(chǎn)量和生物量概念，可拉近學(xué)生與抽象概念之間的距離，有效激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。同時(shí)，該環(huán)節(jié)重現(xiàn)當(dāng)初科學(xué)家提出概念的過(guò)程，既滲透了科學(xué)方法，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

3.2 自主建構(gòu)之理解概念 以學(xué)案為載體，以問(wèn)題導(dǎo)學(xué)為主線，讓學(xué)生通過(guò)自主探究掌握概念的內(nèi)涵和外延，在感悟和內(nèi)化中完成對(duì)知識(shí)和能力的建構(gòu)。

3.2.1 生產(chǎn)量、初級(jí)生產(chǎn)量和次級(jí)生產(chǎn)量 學(xué)生通過(guò)閱讀教材和幻燈片上的內(nèi)容，完成學(xué)案上的內(nèi)容填充(表1)。

通過(guò)填充表格，學(xué)生學(xué)習(xí)了完整且準(zhǔn)確的概念，可清楚地認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)量分為初級(jí)生產(chǎn)量和次級(jí)生產(chǎn)量，生物分為生產(chǎn)者和次級(jí)生產(chǎn)者，生產(chǎn)量既可以表示生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)有機(jī)物的能力，也可以表示某生物種群生產(chǎn)有機(jī)物的能力等[2]。

3.2.2 生產(chǎn)量的生產(chǎn)過(guò)程 學(xué)生通過(guò)閱讀教材完成相關(guān)學(xué)案內(nèi)容。寫(xiě)出總初級(jí)生產(chǎn)量(GP)、呼吸消耗(R)和凈初級(jí)生產(chǎn)量(NP)三者之間的關(guān)系并說(shuō)出分別表示的意義。

表1 生產(chǎn)量、初級(jí)生產(chǎn)量和次級(jí)生產(chǎn)量

(注：學(xué)案上已給的表格中只有第一行和第一列內(nèi)容，其余需學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)進(jìn)行摘錄和總結(jié))

結(jié)合教材次級(jí)生產(chǎn)量的生產(chǎn)過(guò)程，舉例說(shuō)出可利用的、不可利用的、收獲的、未收獲的、吃進(jìn)的、吃剩的、同化的、糞便、次級(jí)生產(chǎn)量及呼吸消耗等部分的含義。然后回答問(wèn)題：①吃進(jìn)的為什么不等于同化的？②次級(jí)生產(chǎn)量為什么是同化的減去呼吸消耗的？次級(jí)生產(chǎn)量的生產(chǎn)過(guò)程是本節(jié)的難點(diǎn)。教師提出的問(wèn)題其實(shí)就是很多學(xué)生的疑惑，這種認(rèn)知沖突能激起學(xué)生的求知欲，促進(jìn)思考、探究和總結(jié)，促進(jìn)新知識(shí)的內(nèi)化及概念的建構(gòu)，培養(yǎng)自主解決問(wèn)題的能力。

探究疑惑①時(shí)，教師可提醒學(xué)生結(jié)合教材中的多細(xì)胞動(dòng)物的細(xì)胞與外部環(huán)境之間的物質(zhì)交換示意圖思考，食物經(jīng)過(guò)消化后是否全部被吸收？”探究疑惑②時(shí)，教師可結(jié)合舉例“動(dòng)物吸收的葡萄糖有哪些去處?”引導(dǎo)學(xué)生思考。

3.2.3 生物量 學(xué)生通過(guò)閱讀教材完成學(xué)案上的問(wèn)題：什么是生物量？?jī)羯a(chǎn)量對(duì)于自養(yǎng)生物來(lái)說(shuō)是指什么？?jī)羯a(chǎn)量對(duì)于異養(yǎng)生物來(lái)說(shuō)又是指什么？生物量的單位為什么和凈初級(jí)生產(chǎn)量或次級(jí)生產(chǎn)量的單位不同？

此環(huán)節(jié)既能讓學(xué)生理解“生物量”的概念，還能再次強(qiáng)調(diào)次級(jí)生產(chǎn)量不包括呼吸，相當(dāng)于凈初級(jí)生產(chǎn)量。其中關(guān)于單位的思考能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物量大小除了與凈生產(chǎn)量有關(guān)，還與積累時(shí)間有關(guān)。

3.3 自主建構(gòu)之完善概念 設(shè)計(jì)問(wèn)題串幫助學(xué)生通過(guò)思維加工對(duì)已建構(gòu)的概念進(jìn)行完善。

問(wèn)題：①影響初級(jí)生產(chǎn)量的環(huán)境因素有哪些？熱帶雨林與北方針葉林、北方針葉林與溫帶草原NP不同的主要環(huán)境因素是什么？②海洋面積比陸地大一倍，但其N(xiāo)P卻只有陸地的一半，為什么？③影響次級(jí)生產(chǎn)量的因素有哪些？海洋次級(jí)生產(chǎn)量相當(dāng)于陸地次級(jí)生產(chǎn)量的三倍多，原因何在？④影響生物量的因素有哪些？生物量金字塔為什么可以是倒的？⑤群落演替過(guò)程中凈生產(chǎn)量、生物量是如何變化的？

設(shè)計(jì)的問(wèn)題是為了幫助學(xué)生理解教材上的相關(guān)結(jié)論，其中問(wèn)題③還可以讓學(xué)生意識(shí)到海洋動(dòng)物利用海洋植物的效率比陸地動(dòng)物利用陸地植物的效率高，海洋次級(jí)生產(chǎn)量比陸地次級(jí)生產(chǎn)量多，研究海洋的次級(jí)生產(chǎn)量具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和生態(tài)意義[3]，引導(dǎo)學(xué)生形成保護(hù)海洋的生態(tài)意識(shí)。設(shè)計(jì)問(wèn)題⑤是為了初步檢測(cè)學(xué)生自主建構(gòu)概念的清晰性和可利用性。

采用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的方式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和討論，從而對(duì)提出問(wèn)題到解決問(wèn)題的過(guò)程有一個(gè)清楚的了解，更加容易掌握。而且學(xué)生在討論過(guò)程中的互相啟發(fā)往往也會(huì)產(chǎn)生意想不到的靈感，既能增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)以及交流的樂(lè)趣。

3.4 自主建構(gòu)之運(yùn)用概念 通過(guò)典型實(shí)例和精選習(xí)題及時(shí)反饋學(xué)生對(duì)概念的掌握及運(yùn)用情況，提高學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力(題目略)。

4 教學(xué)反思

本節(jié)課借助學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)引出概念，使課堂知識(shí)與生活經(jīng)驗(yàn)相融合，既能幫助學(xué)生更好地理解教材，也能增加知識(shí)的可接受性；將概念的內(nèi)容完整地呈現(xiàn)出來(lái)，是對(duì)教材的有效補(bǔ)充，也是學(xué)生精確掌握概念的前提；通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)和習(xí)題演練幫助學(xué)生理解概念的內(nèi)涵和外延，完成對(duì)概念的建構(gòu)。同時(shí)，教師結(jié)合教材中的圖使學(xué)生明白了次級(jí)生產(chǎn)量的生產(chǎn)過(guò)程，突破難點(diǎn)。另外，學(xué)生通過(guò)對(duì)概念的自主建構(gòu)認(rèn)識(shí)到次級(jí)生產(chǎn)量是靠消耗初級(jí)生產(chǎn)量而得到的，海洋次級(jí)生產(chǎn)量是陸地生產(chǎn)量的三倍多，從而樹(shù)立人與環(huán)境和諧發(fā)展的觀念，形成生態(tài)意識(shí)和環(huán)境保護(hù)意識(shí)。