生態調查類實驗專題復習

黃開華

摘 要 以調查為出發點構建種群和群落的相關知識體系；在此基礎上，結合學生學習實際，以建構主義學習理論為指導思想，對各種題型進行總結分析，達到訓練思維提升能力的功效。

關鍵詞 生態調查 種群的特征 群落的結構 二輪專題復習

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

《2015年北京卷考試說明（理科）》中規定：“能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結論。能從課外材料中獲取相關的生物學信息，并能運用這些信息，結合所學知識解決相關的生物學問題。”顯然高三二輪復習課上，教師應該注意培養學生整體感知和整體思維的能力。知識具有系統性，才能提升學生綜合運用所學知識的能力；問題具有針對性，才能使學生在原有的基礎上有所提高。下面以“生態調查類實驗專題”一節復習課為例，實踐上述思考。

1 教學背景分析

調查法是進行科學研究的主要方法，因而被廣泛應用于生物科學研究之中。人教版高中生物教材必修三生態學調查涉及到了樣方法、黑光燈誘捕法、標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志重捕法的介紹僅僅是用于估算種群密度，實際這兩種方法可以對生態系統的很多特征進行調查，例如可以調查種群數量動態、種內關系、種間關系、群落結構、群落演替、物種豐富度等等。經過了高三第一學期以落實基礎知識為主的一輪復習，那么二輪復習主要以專題的形式對重難點進行重新構建和整合。鑒于學生不能將調查方法與所學知識系統的聯系在一起，本節課通過對生態調查的實例進行分析，讓學生建立“樣方法、標志重捕法”與“種群及其數量變化和群落的結構特征”之間的內在聯系，將方法與知識聯系起來，讓學生體會調查的價值。按照考試說明（北京卷）的具體要求（表1），通過例題分析復習下列相關知識。

在進行調查之后還需要對數據進行統計分析以獲取相關信息，但是學生處理和解釋數據的能力還有所欠缺。因此本節復習課的重難點是：分析、處理所給材料的數據或結果，提煉調查方法，總結解題思路。

2 教學目標確定

基于上述對教學內容和學情的分析，制定以下教學目標：

（1） 知識目標：通過閱讀資料說出種群的數量特征、種群的空間特征、群落的結構特征；分析例題回憶種群的數量變化規律，辨別群落演替的類型；根據題干信息說出具體的調查方法及其應用。

（2） 能力目標：通過閱讀資料，提高獲取信息和綜合分析的能力；能夠處理、解釋數據，并利用證據做出合理判斷；能用準確的術語介紹研究方法和結果，闡明觀點，獲取結論。

（3） 情感、態度與價值觀目標：認同調查法在生物科學研究中的價值，體會調查法在環境保護中的價值。

3 教學過程組織

3.1 創設情境，激發學生學習熱情

教師通過展示柴靜的公益調查片《穹頂之下》相關圖片，引導學生思考環境保護的重要性，并自然而然地引出生態學調查的重要性。

3.2 分析資料以及例題，歸納調查方法及調查內容

根據引入，教師提示學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。學生閱讀相關資料，獲取相關信息。教師首先引導學生思考：研究者調查了什么內容？包含了哪些種群與群落的相關知識？通過分析得知研究者利用樣方法調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群落的垂直結構和物種豐富度。然后依據資料提問：取樣的原則是什么？設計樣方最小面積的原則是什么？教師組織學生用準確的語言進行描述，并追問：上述資料說明取樣調查法可以調查很多知識，種群的數量隨著時間如何變化可以取樣調查嗎？教師出示2013年重慶理綜試題：

【例1】 某山區坡地生態環境破壞嚴重，陡坡在封山育林后若干年內，經歷了一年生草本、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行調查，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定，原因是物種②能耐受 ；c點后，在適宜氣候條件下隨著群落的演替最終占主導地位的植被類型將是 。

同時，教師提出問題：三個種群的數量變化規律是J型曲線嗎？是S型曲線嗎？為什么會發生這樣的變化？讓學生體會樣方法可以對種群數量變化規律進行調查，然后讓學生討論分析作答，并引導學生回憶有關群落演替的相關知識等內容。

過渡：生態學調查法，除了取樣調查法，還有什么方法？又可以用來調查什么呢？教師出示2011年北京理綜試題。

【例2】 在生態學研究中，下列方法與研究目的不相符的是（ ）

A. 給海龜安裝示蹤器調查其洄游路線

B. 給大雁佩戴標志環調查其遷徙路線

C. 用樣方法研究固著在巖礁上貝類的種群關系

D. 用標志重捕法調查達烏爾黃鼠的豐（富）度

學生回憶標志重捕法適用于移動范圍較大的生物的調查，理解該方法不僅可以調查種群密度還可以對種群的活動路線進行調查。學生分析C選項，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，讓學生明白通過標志重捕法可以對種群的性別比例進行估算。

教師利用板書對資料以及例題中對兩種常見調查方法的調查內容進行小結，主要包括種群的基本特征、數量動態及調節情況、種內關系、種群之間關系等。同時引導學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查方法，讓學生認同調查法在生物科學研究中的價值，體會調查法在環境保護中的價值。

過渡：調查方法多種，調查內容很多，調查結果的呈現形式也有很多。那高考會考什么？下面對高考題型進行歸類。

3.3 高考相關題型分類

3.3.1 調查方法選取類

【例3】 （2012年海南）某小組用樣方法調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. 隨機取樣

B. 選擇植物生長茂盛處取樣

C. 根據調查數據估算該種群密度

D. 根據地段的形狀確定取樣方法

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

3.3.2 調查數據分析類

【例4】 （2007年廣東）某地曾是著名的魚米之鄉，植物生長茂盛，土壤動物種類繁多。后來，由于上游地區一農藥廠的污染廢水排入河流，造成該地農田土壤環境持續惡化，原本常見的泥鰍、田螺等幾近銷聲匿跡。為了調查污染廢水對農田土壤動物類群的影響，在受污染河流一側不同距離進行調查，調查結果見表3。

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

（1） 遭受污染的農田土壤仍存在一定數量的土壤動物，是因為農田生態系統具有 。

（2） 從調查結果可得出以下結論：①

；

② 。

本題考查了學生對生態學主干知識的理解和運用，要求學生具有讀表獲取與處理信息的能力、實驗分析能力、綜合運用生態學知識和觀點分析和解決實際問題的能力，同時還要求學生能夠用準確的語言進行描述。由于學生的語言描述能力有所欠缺，所以可以組織學生進行小組討論，得出統一的答案。通過此題還可以引導考生關注環境污染等社會現實問題。

3.4 變式訓練

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

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 年齡段出現死亡高峰，推測可能是由于 、 等的結果；據圖推測紫莖澤蘭對四種生境的入侵順序為 →

→ → 。

本題以生態調查結果為背景考查了學生的觀察、比較、分析、綜合、推理判斷等學科思維能力。第一小空的設置要求學生能夠從圖中獲取信息，然后對其生成原因做出推測。最后一空的設置要求學生不僅要準確獲取相關信息，還要進行分析、概括和推理。

4 小結

調查是生態學研究的基礎工作，根據研究目的，觀測記錄種群中被調查個體數量、分布、性別、年齡、結構和生理特征、生活習性等內容。調查結果的展現形式也是多種多樣，可以是表格、柱形圖、文字描述，當然還可以是多種變量的折線圖等等。通過對調查結果的統計分析，獲取相關信息，獲得實驗結論，進而為人類的生產生活服務，為保護自然環境服務。