“群落的演替”一節(jié)情境教學(xué)設(shè)計(jì)

任智安 胡玉華

（1 北京市通州區(qū)永樂店中學(xué) 北京 101105 2 北京教育學(xué)院 北京 100044）

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版2020年修訂）》指出：“生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在生物學(xué)課程學(xué)習(xí)過程中逐漸發(fā)展起來的，在解決真實(shí)情境中的實(shí)際問題時(shí)所表現(xiàn)出的價(jià)值觀、必備品格與關(guān)鍵能力，是學(xué)生知識(shí)、能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀的綜合體現(xiàn)”[1]。強(qiáng)調(diào)選擇真實(shí)情境，即要促進(jìn)學(xué)生“在真實(shí)的情境中解決真實(shí)的問題，促進(jìn)學(xué)生真實(shí)的發(fā)展”[2]。本文以“群落的演替”一節(jié)為例進(jìn)行情境教學(xué)設(shè)計(jì)。

1 教學(xué)內(nèi)容分析

在2017 版課程標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的概念體系中，“群落的演替”在概念體系構(gòu)建中處于承前啟后的節(jié)點(diǎn)位置。本模塊能作為優(yōu)質(zhì)的知識(shí)和情境載體發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。其中包含2 個(gè)重要概念：“2.1 不同種群的生物在長期適應(yīng)環(huán)境和彼此相互適應(yīng)的過程中形成動(dòng)態(tài)的生物群落”“2.2 生物群落與非生物的環(huán)境因素相互作用形成多樣化的生態(tài)系統(tǒng)，完成物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞”。在上述概念中，從生命層次角度分析，“群落”處于“種群”和“生態(tài)系統(tǒng)”之間；從生命活動(dòng)角度分析，“群落演替”處于“種群數(shù)量變化”與“生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性”之間（圖1）。

圖1 “群落的演替”單元知識(shí)層次圖

2 教學(xué)目標(biāo)

1）通過對(duì)情境案例的分析討論，能用進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀及結(jié)構(gòu)與功能觀闡述群落演替的本質(zhì)和機(jī)理。

2）對(duì)由情境案例引出的問題，進(jìn)行歸因和推理分析。

3）對(duì)由人類活動(dòng)和物種入侵引起的群落逆行演替進(jìn)行調(diào)查和分析。

4）通過自主學(xué)習(xí)、小組合作學(xué)習(xí)與展示，提高自主學(xué)習(xí)能力，關(guān)注外來物種入侵，養(yǎng)成愛護(hù)環(huán)境的意識(shí)，樹立能與自然和諧共處的社會(huì)責(zé)任。

3 教學(xué)重、難點(diǎn)

1）重點(diǎn)：演替的本質(zhì)和機(jī)理。

2）難點(diǎn)：情境案例的分析。

4 教學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)思路

經(jīng)文獻(xiàn)檢索顯示，在已發(fā)表的“群落演替”教學(xué)設(shè)計(jì)案例中，主要突出利用不同的方式和情境資源突破“演替”重、難點(diǎn)知識(shí)，部分案例涉及發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的設(shè)計(jì)。案例中，存在教學(xué)目標(biāo)依然偏重于知識(shí)的識(shí)記和理解、教學(xué)目標(biāo)生命觀念統(tǒng)攝、情境創(chuàng)設(shè)遠(yuǎn)離學(xué)生的生活體驗(yàn)、達(dá)成目標(biāo)的過程主線不明晰、在發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)方面支撐力不足等問題。據(jù)此，結(jié)合學(xué)情對(duì)本節(jié)課進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要突出3 個(gè)方面策略（圖2）。

圖2 教學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)思路圖

以“穩(wěn)態(tài)與平衡”“進(jìn)化與適應(yīng)”“結(jié)構(gòu)與功能”和“系統(tǒng)性”生命觀念作為統(tǒng)攝，引領(lǐng)教學(xué)的整體設(shè)計(jì)，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)，在課堂問題答案的評(píng)價(jià)和引領(lǐng)下，構(gòu)建本節(jié)演替的概念、機(jī)理和過程等知識(shí)體系。

將學(xué)習(xí)目標(biāo)由“靜”轉(zhuǎn)為“動(dòng)”，將知識(shí)體系構(gòu)建轉(zhuǎn)化為情境分析，教學(xué)重心放在學(xué)生熟悉的真實(shí)情境。在“北京香山植被群落”情境中，從進(jìn)化與適應(yīng)觀分析，理解群落演替中的“靜”與“動(dòng)”，在分析概括的過程中，發(fā)展生命觀念和科學(xué)思維。在“塞罕壩人工林區(qū)”發(fā)展歷程中，教師通過問題引領(lǐng)學(xué)生分析，分析人為因素對(duì)群落演替的影響，發(fā)展學(xué)生批判、辯證的能力，提升社會(huì)責(zé)任，發(fā)展社會(huì)主義核心價(jià)值觀，進(jìn)行立德樹人教育。

學(xué)生以小組形式課前調(diào)查“我國近年外來物種入侵問題”，課上匯報(bào)調(diào)查成果，各組相互分享交流。

5 主要教學(xué)環(huán)節(jié)

5.1 環(huán)節(jié)1：構(gòu)建知識(shí)體系 人教版教材內(nèi)容在設(shè)計(jì)上圖文并茂、層次清晰、可讀性強(qiáng)。本節(jié)知識(shí)含量較少、理解難度較小，可安排學(xué)生課堂自主學(xué)習(xí)。教師依據(jù)教材中從裸巖開始的初生演替范例，設(shè)計(jì)問題驅(qū)動(dòng)學(xué)生對(duì)演替的思考和理解，引導(dǎo)其構(gòu)建知識(shí)體系。知識(shí)體系是結(jié)構(gòu)化的內(nèi)容，而不是碎片化知識(shí)的堆砌。本節(jié)教學(xué)中，應(yīng)將“演替的定義”“演替的類型”“演替類型的比較”等知識(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化（圖3）。

圖3 “群落的演替”知識(shí)結(jié)構(gòu)圖

5.2 環(huán)節(jié)2：以真實(shí)情境分析演替本質(zhì)與機(jī)理

群落演替的本質(zhì)是一定區(qū)域內(nèi)因環(huán)境變化而引起群落有序、定向的更替。群落演替的機(jī)理是生物與環(huán)境在長期的相互作用中，隨環(huán)境的改變，通過自然選擇，群落的物種種類、數(shù)量和優(yōu)勢種等因素按一定規(guī)律和方向發(fā)生改變，直至形成頂級(jí)群落。綜上分析，群落演替是宏觀的動(dòng)態(tài)過程。既需要從進(jìn)化論的角度分析演替的本質(zhì)和機(jī)理，也需要從真實(shí)的情境分析加以闡明和感悟。以學(xué)生熟悉的“北京香山景區(qū)”為真實(shí)情境，設(shè)計(jì)系列問題，驅(qū)動(dòng)學(xué)生對(duì)真實(shí)問題進(jìn)行思考?！霸谀阌斡[香山的十幾年中，香山植被的種類、數(shù)量是否有明顯變化？引起‘香山紅葉’的樹種有無明顯變化？”“你認(rèn)為在什么情況下，香山群落的植被種類和優(yōu)勢種會(huì)發(fā)生變化？”教師從進(jìn)化與適應(yīng)觀、結(jié)構(gòu)與功能觀等角度引領(lǐng)分析，使學(xué)生生成群落演替本質(zhì)和機(jī)理的概念。

5.3 環(huán)節(jié)3：通過真實(shí)情境辯證看問題，領(lǐng)悟社會(huì)責(zé)任 人類對(duì)賴以生存的生態(tài)系統(tǒng)有重要的影響，人類可改變?nèi)郝溲萏娴姆较蚝退俣取Ｒ跃┍比斯ち帧叭眽巍钡陌l(fā)展為情境，教師通過問題引領(lǐng)分析：從清朝至今，人類對(duì)塞罕壩林區(qū)的變遷起著什么樣的作用？”“人類對(duì)群落演替產(chǎn)生什么影響？”從皇家狩獵圍場，到沙塵暴的發(fā)源地，再到郁郁蔥蔥的繁茂林區(qū)，引導(dǎo)學(xué)生辯證地看待人類與環(huán)境的關(guān)系，認(rèn)識(shí)人類對(duì)演替的影響，進(jìn)一步理解演替的本質(zhì)和機(jī)理，領(lǐng)悟保護(hù)環(huán)境、保護(hù)地球的使命和社會(huì)責(zé)任。

5.4 環(huán)節(jié)4：小組匯報(bào)，關(guān)注物種入侵 課前布置近年我國外來物種入侵情況的調(diào)查作業(yè)，每組匯報(bào)典型的入侵案例。該環(huán)節(jié)可留給學(xué)生較多的時(shí)間充分展示，當(dāng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性充分發(fā)揮時(shí)，課堂往往會(huì)有更多的“意外”生成。例如，在例舉通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)查我國的主要入侵物種時(shí)，有一組學(xué)生關(guān)注到了美國白蛾的危害和生物防治辦法。在學(xué)校周邊的公園和行道樹上，容易觀察到美國白蛾對(duì)楊樹的危害。該小組還匯報(bào)了附近公園中放置周氏嚙小蜂的裝置，解釋了生物防治美國白蛾的原理。另一組的匯報(bào)提到了本班某學(xué)生喜歡飼養(yǎng)昆蟲的實(shí)例，該生及其“發(fā)燒友”存在通過網(wǎng)絡(luò)購買國外活體寵物昆蟲的情況。據(jù)此，教師在課堂中進(jìn)行必要的教育和引導(dǎo)?！耙馔狻钡纳稍鰪?qiáng)了本節(jié)課的情境真實(shí)性，也更激發(fā)學(xué)生對(duì)身邊入侵物種的關(guān)注，建立不網(wǎng)購境外活體生物的社會(huì)責(zé)任。結(jié)合小組匯報(bào)的情況和本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)，教師引導(dǎo)學(xué)生分析外來物種入侵對(duì)本地群落演替的影響。

本環(huán)節(jié)還需將上述學(xué)生體驗(yàn)度高的真實(shí)演替情境案例加以歸納和比較。在未經(jīng)干擾的自然條件下，群落從結(jié)構(gòu)簡單發(fā)展到結(jié)構(gòu)復(fù)雜、更加穩(wěn)定的頂級(jí)群落過程稱為進(jìn)展演替；與進(jìn)展演替相反，在人類的干擾下或極端氣候影響下，群落演替向結(jié)構(gòu)簡單化、生產(chǎn)力逐漸下降的方向發(fā)展，這是逆行演替。進(jìn)展演替和逆行演替是按演替的方向劃分的。例如，本節(jié)課中，“香山群落的形成就屬于長期進(jìn)展演替形成”，而“塞罕壩群落的退化”和“外來物種入侵”又是在人為干擾下發(fā)生的逆行演替。當(dāng)然，“塞罕壩群落”的恢復(fù)是在人參與下導(dǎo)致的進(jìn)展演替。明確了2 種演替的方向，學(xué)生對(duì)于人為干擾下的逆行演替認(rèn)識(shí)更加深刻，對(duì)于人類與自然和諧相處的社會(huì)責(zé)任更加明確。

6 總結(jié)與反思

真實(shí)的情境能培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，也能考查學(xué)生的核心素養(yǎng)。知識(shí)需要融入情境中，才能彰顯活力和美感。僅靠講解知識(shí)無法真正地發(fā)展核心素養(yǎng)。核心素養(yǎng)中最重要的是關(guān)鍵能力，而關(guān)鍵能力必須在真實(shí)的情境中，通過學(xué)生的思考、分析和探究等活動(dòng)得到發(fā)展[3]。

“群落的演替”這節(jié)課，從內(nèi)容上分析，知識(shí)含量少、理解難度小。在模塊中，后續(xù)的“生態(tài)系統(tǒng)”部分，正好相反，知識(shí)含量多、理解難度較大，正因?yàn)槿绱?，這節(jié)課往往會(huì)被開設(shè)為一節(jié)很平庸、淺顯的課，一節(jié)快節(jié)奏的知識(shí)鋪墊課。從核心素養(yǎng)發(fā)展的角度分析，本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)又值得挖掘，例如，教材知識(shí)的自主學(xué)習(xí)；重、難點(diǎn)突出演替的本質(zhì)和原理；創(chuàng)設(shè)學(xué)生體驗(yàn)度高的真實(shí)情境；設(shè)計(jì)小組合作調(diào)查活動(dòng)發(fā)展科學(xué)探究能力；激發(fā)學(xué)生關(guān)注外來物種入侵，提高社會(huì)責(zé)任。