由知識理解到問題解決
——淺談“種群和群落”的復(fù)習(xí)策略

安徽 蘇維維 侯勤堂

為落實立德育人的根本任務(wù)，促進人的全面發(fā)展，高考生物試題在命題立意上重點考查學(xué)生的必備知識、關(guān)鍵能力、核心素養(yǎng)，既體現(xiàn)基礎(chǔ)性又體現(xiàn)綜合性、實踐性。每一年的高考試題必然催生出新的課堂，所以高三復(fù)習(xí)教學(xué)也要做出相應(yīng)的改變，下面筆者以“種群和群落”的內(nèi)容為例，結(jié)合近兩年高考全國卷命題立意淺談對高三復(fù)習(xí)教學(xué)的思考。

1.研究高考試題命題立意，明確高考怎么考

1.1 重視對重要概念的理解

表1 2018、2019 年全國卷對“種群和群落”的考查情況

從表1 可以看出在全國卷中對“種群和群落”的考查頻率非常高，在6 套高考試題中除了2019 年全國卷Ⅱ外，其余5 套試題都有不同程度的考查，特別是全國卷Ⅰ連續(xù)兩年在選擇題和非選擇題中都對此知識點進行了考查。選擇題集中考查學(xué)生對種群密度、種群“S”型增長曲線和環(huán)境容納量等概念的理解，非選擇題重點考查種群特征、捕食和競爭等概念以及它們與種群數(shù)量變化的關(guān)系。不難看出高考試題主要圍繞種群密度、環(huán)境容納量、種間關(guān)系等生態(tài)學(xué)核心概念考查學(xué)生的理解能力和綜合運用能力，同時也能發(fā)現(xiàn)對這些概念的考查都圍繞種群數(shù)量變化進行敘述和設(shè)問，考查學(xué)生的穩(wěn)態(tài)和平衡觀。

1.2 重視對科學(xué)方法和實踐應(yīng)用的考查

“種群”和“群落”是生態(tài)學(xué)中的兩個重要組成部分，蘊含研究生態(tài)學(xué)的一般科學(xué)方法，如實驗法、調(diào)查法、數(shù)學(xué)建模法等。這些方法在高考試題中也被重點考查，如 2018 年全國卷Ⅲ考查了黑光燈誘捕法；2019 年全國卷Ⅰ考查了影響細菌甲種群數(shù)量增長因素的探究實驗；2017 年全國卷Ⅰ第5 題和2019 年全國卷Ⅰ第6 題則考查了利用數(shù)學(xué)曲線模型分析問題，該部分內(nèi)容也包含了大量實踐應(yīng)用的內(nèi)容，如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、生態(tài)保護等；2019 年全國卷Ⅰ第31 題就是以果園為例考查學(xué)生利用生態(tài)學(xué)原理解決生產(chǎn)應(yīng)用的問題。

2.回歸教材，明確學(xué)生怎么學(xué)

“種群和群落”的相關(guān)考點既是以個體的生長發(fā)育、新陳代謝為基礎(chǔ)，又是進一步學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，起著至關(guān)重要的承上啟下作用，但由于此部分知識不像細胞、生理、遺傳的內(nèi)容那么微觀和抽象，而是相對直觀形象，所以容易在學(xué)生心中產(chǎn)生簡單易學(xué)的認知。例如生長率、死亡率、性別比例、年齡組成、豐富度等概念好像一學(xué)就會，實際上由于自認為簡單而不去深度領(lǐng)悟?qū)е潞芏鄬W(xué)生對這些概念的理解尚處于前概念認知階段，或者處于淺層的記憶概念階段。缺乏對概念的深度理解，無法做到有效整合、融會貫通，從而達不到《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）和高考試題對本章內(nèi)容的考查要求，另外本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)還能幫助學(xué)生樹立正確的生態(tài)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀。所以筆者認為對本內(nèi)容的復(fù)習(xí)應(yīng)該強調(diào)從概念的理解到實現(xiàn)問題解決的一個完整過程（如圖1 所示）。

圖1 知識理解到問題解決過程示意圖

2.1 分層次理解概念，建立概念間的深度聯(lián)系并用于生產(chǎn)實踐

教師在組織學(xué)生復(fù)習(xí)時要重點圍繞種群密度、環(huán)境容納量、種間關(guān)系、群落結(jié)構(gòu)等概念，尋找概念間的內(nèi)在聯(lián)系，把握概念的本質(zhì)?？梢詮囊韵聨追矫孢M行復(fù)習(xí)：（1）分清種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)三者間的包含關(guān)系；（2）確定各個概念分屬的層次，避免概念混淆，例如穩(wěn)定型屬于種群層次而穩(wěn)定性屬于生態(tài)系統(tǒng)層次；（3）分別建立種群和群落單個系統(tǒng)內(nèi)概念之間的聯(lián)系；（4）以種群的數(shù)量變化為主線建立系統(tǒng)間的概念聯(lián)系。教師在上課時由于概念較多要避免羅列概念而造成教學(xué)的支離破碎和枯燥乏味，可以農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)為例，以此貫穿所有概念，突出重點概念，結(jié)合“問題串”引導(dǎo)學(xué)生思考，這樣可以直接在一個生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)分析種群問題和群落問題，有助于學(xué)生系統(tǒng)及整體地把握概念，也實現(xiàn)了把生態(tài)學(xué)相關(guān)原理用于生產(chǎn)實踐的目的?？梢栽O(shè)置如下“問題串”：（1）請說出農(nóng)田中包含哪些主要種群？如果想了解農(nóng)田中某害蟲的發(fā)展情況，你最關(guān)心該種群的哪些方面？（通過分析讓學(xué)生理解研究種群主要是關(guān)心種群的數(shù)量變化）（2）反映害蟲數(shù)量多少的最基本特征是什么？能反映害蟲種群變化趨勢嗎?種群還有哪些特征？（通過構(gòu)建這些特征之間的聯(lián)系讓學(xué)生理解種群密度是最基本的數(shù)量特征，其他特征通過直接或者間接的方式影響種群密度來影響種群數(shù)量變化）（3）害蟲的增長符合哪一種種群增長曲線？什么是環(huán)境容納量？環(huán)境容納量對種群數(shù)量增長有什么影響？環(huán)境容納量受哪些因素影響？如何根據(jù)環(huán)境容納量控制害蟲的種群數(shù)量？（通過分析讓學(xué)生理解環(huán)境容納量對種群數(shù)量變化的調(diào)控作用）（4）農(nóng)田群落的結(jié)構(gòu)指什么？蛇和田鼠是什么關(guān)系？雜草和農(nóng)作物是什么關(guān)系？它們在數(shù)量上如何相互影響？各種群分布是雜亂的還是有序的？農(nóng)田的空間結(jié)構(gòu)指什么，對資源利用有何意義？立體農(nóng)業(yè)的生態(tài)學(xué)原理是什么？如果農(nóng)田失去管理會怎樣變化？屬于哪種演替類型？說明退耕還林還草的意義。（通過構(gòu)建群落相關(guān)概念的關(guān)系讓學(xué)生理解群落是通過合理的空間布局來分配資源、調(diào)整種間關(guān)系和各個種群的數(shù)量變化，從而使群落穩(wěn)定或者發(fā)生演替，樹立人和環(huán)境和諧發(fā)展的生態(tài)觀）（5）在農(nóng)作物、田鼠、蛇構(gòu)成的食物鏈中各個種群的數(shù)量變化如何相互影響，對生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力有何影響？（以此使學(xué)生理解食物鏈中種群之間數(shù)量的相互制約關(guān)系是形成生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)，對于維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要意義）

環(huán)境容納量調(diào)節(jié)種群數(shù)量變化，群落又通過空間結(jié)構(gòu)使各種群占有相應(yīng)的資源和空間進而調(diào)節(jié)各種群的數(shù)量變化，各種群的數(shù)量變化又是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力形成的基礎(chǔ)（如圖2 所示）。從而建構(gòu)以種群數(shù)量變化為主線，以種群密度、環(huán)境容納量、群落結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力等概念為關(guān)鍵點的種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)三者之間關(guān)系的概念圖，也有利于學(xué)生形成穩(wěn)態(tài)和平衡觀。而且通過以農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的具體事例進行分析，訓(xùn)練了學(xué)生知識遷移、學(xué)以致用的能力。

圖2 種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系

【例1】某興趣小組通過培養(yǎng)酵母菌來探究酵母菌種群數(shù)量變化和時間的關(guān)系，下列說法正確的是（ ）

A.酵母菌種群密度的大小體現(xiàn)了酵母菌數(shù)量的變化趨勢

B.酵母菌的環(huán)境容納量受酵母菌種群密度的制約

C.酵母菌的數(shù)量越多其種群的豐富度越大

D.用血細胞計數(shù)板對酵母菌的計數(shù)屬于抽樣調(diào)查法

【答案】D

【分析】本題以重要概念為載體綜合考查學(xué)生對概念的理解能力。種群密度的大小體現(xiàn)出種群的大小，不能體現(xiàn)出種群數(shù)量的變化趨勢，A 項錯誤；環(huán)境容納量與環(huán)境的資源空間有關(guān)，與種群自身無關(guān)，B 項錯誤；豐富度是群落范疇的概念，C 項錯誤；血細胞計數(shù)板的計數(shù)是抽樣檢測，D 項正確。

2.2 重視一般科學(xué)方法的學(xué)習(xí)，提升學(xué)科核心素養(yǎng)

2019 年全國卷高考生物試題在整體的命題立意上凸顯了對實驗探究過程和實驗探究方法的考查。這就要求教師在教學(xué)過程中要利用教材中的相關(guān)內(nèi)容強化對學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究這兩個學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。本內(nèi)容中的一般科學(xué)方法主要有三個：（1）調(diào)查法，教師在教學(xué)中可以以某一個生態(tài)系統(tǒng)為例來串講用樣方法、標(biāo)志重捕法調(diào)查動植物的種群密度或者用取樣器取樣法來調(diào)查土壤中小動物的豐富度，讓學(xué)生掌握抽樣調(diào)查法的取樣原則、取樣方法、數(shù)據(jù)記錄和分析、表達與交流；（2）實驗法，通過酵母菌的培養(yǎng)和計數(shù)的實驗要求學(xué)生掌握完整的實驗探究要素和實驗設(shè)計原則，加強科學(xué)探究和科學(xué)思維的訓(xùn)練；（3）數(shù)學(xué)建模，讓學(xué)生通過教材中細菌繁殖和引入環(huán)頸雉的例子指導(dǎo)學(xué)生完成種群增長模型的建模過程以及利用模型描述、解釋、預(yù)測種群數(shù)量變化，比較“J”型和“S”型種群增長模型的差異，理解K 值和K/2 的生態(tài)學(xué)意義以及在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。展示競爭、捕食、互利共生的種間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，體會兩個種群數(shù)量之間的影響關(guān)系。

【例2】某城市大力治理被工業(yè)污水污染的河道，在河道中央建造狹長的生態(tài)浮床，在浮床上種植菖蒲、蘆葦?shù)韧λ参镂瘴廴疚飦砀纳扑|(zhì)，對河道進行修復(fù)。

（1）工作人員要定期了解浮床各類植物的種群密度，那么較適宜的取樣方法為_____。

（2）工作人員對某種植物某次取樣結(jié)果如表2 所示（樣方為1 m2）：

表2

根據(jù)表2 中的數(shù)據(jù)可計算出該植物種群密度為______。

（3）河道修復(fù)過程屬于群落的______演替，說明人類活動能改變?nèi)郝溲萏娴腳______。

（4）該浮床上的植物易遭受一種具有趨光性的蛾類害蟲捕食，那么請?zhí)峁﹥煞N無污染的捕殺該類害蟲的方法____________________________________________。

【答案】（1）等距取樣法（2）7 棵/m2（3）次生 速度和方向（4）黑光燈誘捕法、性引誘劑、天敵防治等（任答兩點即可）

【分析】本題考查生態(tài)學(xué)方法和原理的應(yīng)用，意在考查科學(xué)探究和社會責(zé)任素養(yǎng)。（1）由題干信息可知浮床呈狹長型分布，所以應(yīng)采用等距取樣法；（2）由表2 中數(shù)據(jù)計算平均值為7 棵/ m2，注意作答時要帶單位；（3）河道在修復(fù)之前存在一些原有生物，屬于次生演替，人類活動可以改變?nèi)郝溲萏娴乃俣群头较?；?）利用趨光性進行黑光燈誘捕或用性引誘劑破壞性別比例或利用相應(yīng)的天敵防治均能達到目的。

2.3 精選習(xí)題，總結(jié)解題對策

一輪復(fù)習(xí)過程中，教師可精選本考點對應(yīng)的習(xí)題，并基于對習(xí)題的作答，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)相應(yīng)的解題策略。首先，思想重視。忌不讀完題就輕下結(jié)論，忌不明問題指向亂下結(jié)論；其次，信息加工、邏輯推理、合理“搭橋”。該部分內(nèi)容通?？疾楦拍铋g的邏輯關(guān)系，概念較多、需要一些文字表達為其“搭橋”，從而建立邏輯關(guān)系，所以很多時候讓人感覺不那么“理性”而很“感性”。做題時需要像學(xué)習(xí)語文一樣去找“關(guān)鍵詞”，去分析句子“主干”，去聯(lián)系“上下文”，即進行信息的加工，然后思維才能由“感性”變得“理性”起來，通過信息中給出了什么條件，出現(xiàn)了什么結(jié)果進行抽象概括、分析綜合、歸納演譯等科學(xué)思維方式在“條件”和“結(jié)果”之間搭建橋梁關(guān)系，再組織語言進行相關(guān)邏輯表達。

綜上，教師在課堂上要通過有序地組織教學(xué)，讓學(xué)生深度理解概念，掌握科學(xué)方法，并能夠?qū)W以致用地解決問題，這不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，還可以從容應(yīng)對高考。