生態瓶為線索的生態系統教學

李奇勇

摘 要：生態瓶的設計和制作是浙科版必修3教材的一個內容，由于生態瓶是一個模擬的生態系統，嘗試將生態系統的教學以生態瓶為線索。

關鍵詞：生態瓶；生態系統；教材

一、教材分析

生態系統是生物群落與無機環境形成的統一整體，是生命系統中的最高層次，研究生態系統對于人類持續生存與發展具有重大意義?！吧鷳B系統”是浙科版高中生物學必修3第六章的內容，本章節的教學主要包括生態系統的概念、結構、功能和穩定性等。 “設計并制作生態瓶”是本章第四節“生態系統的穩態及其調節”的活動。本活動不僅是本節的結尾也是本章的結尾，在以往的教學中，我們往往在學習完生態系統的內容后再進行生態瓶的制作，生態瓶的功能主要指向于知識鞏固。但生態瓶本身就是一個人工模擬微型生態系統，生態瓶中體現了生態系統的結構、功能、穩態等，那么能否通過對生態瓶的制作、觀察和分析來實現生態系統內容的學習呢？就這個思考，筆者在實際教學中進行了嘗試。

二、教學目標

1.知識目標

通過對生態瓶成分、營養結構的分析，理解生態系統的結構；通過對生態瓶物質和能量的分析，理解生態系統的物質循環和能量流動；通過對生態瓶穩定性的觀察和分析，闡明生態系統的穩定性。

2.能力目標

通過對生態瓶的分析，幫助學生領悟系統分析的科學方法。

3.情感態度與價值觀

通過對生態瓶穩定性的討論，形成生態學觀點。

三、教學過程

1.課前準備

由于生態瓶的制作學生在初中就已學習，網絡上相關資料也比較豐富，學生有能力通過小組合作來完成生態瓶的制作。因此，將學生分為4人小組，將生態瓶的制作作為課前作業布置給學生。

2.生態系統學習

生態系統的學習以生態瓶為線索，將內容分為三部分，即生態系統的結構、生態系統的能量流動和物質循環、生態系統的穩定性。

（1）生態系統的結構

以小組為單位介紹、展示生態瓶，教師引導學生介紹生態瓶中的各種成分以及它們在生態瓶中的作用。各個小組介紹后學生尋找共性，總結生態瓶的成分（生產者、消費者、分解者、無機物、有機物、氣候、能源）和各成分在生態系統中所起的作用。

教師追問，為什么生態瓶中要選這些生物？為什么放的是植食性魚類，不放肉食性魚類？學生思考、討論后，總結出生態瓶中存在著營養關系，進而分析生態系統的營養結構。

（2）生態系統的能量流動和物質循環

教師提問，生態瓶應該放在什么地方？黑暗中放置行不行？教師進一步將問題細化：植物、小魚（動物）的能量來自哪里？去向哪里？學生思考、討論后構建能量流動的過程，領會能量流動逐級遞減、單方向的特點，討論如何提高生態系統的能量利用效率，將能量流動的規律應用于實際生產和生活中。

教師提問，生態瓶的瓶口是密閉的還是敞開的？密閉的行不行？以碳循環為例，教師進一步將問題細化：CO2怎么進入生物群落？生物之間的碳是如何傳遞的？碳又是如何回到無機環境的？學生思考、討論后構建碳循環的過程，領會物質循環周而復始、重復利用的特點，并進一步解釋為什么會產生溫室效應、如何有效解決溫室效應等實際問題，實現所學知識在生活中的應用。

（3）生態系統的穩定性

教師提問，經過這十天（根據課時安排，前面的教學將持續十天左右），誰的生態瓶里的小魚（或其他生物）都已經死了？誰的生態瓶里的小魚依然存活？請學生介紹各自小組生態瓶中小魚（或其他生物）的存活情況，教師著重引導學生說明生態瓶中的物種組成、各生物之間的營養關系、擺放的位置（非生物成分之間的協調關系）等。教師追問，動物的存活狀況代表著生態系統的穩定性，為什么有的生態瓶穩定性高、有的低？通過學生思考、討論后，總結影響生態系統穩定性的因素，并進一步提出如何提高生態系統的穩定性的措施。教師繼續追問，為什么這些因素都協調之后生態系統的穩定性才能高？學生思考、討論后理解生態系統存在的反饋調節是生態系統具有自我調節能力的基礎，并通過這個過程領會系統分析的方法。

四、教學反思

我們的教學目標是三維的，知識的學習可以通過傳統的講授完成，但能力的培養和情感態度價值觀的形成卻需要一定的教學情景。筆者認為，將生態系統的教學以生態瓶為線索，讓學生實踐、思考、分析，不僅可以獲得相關知識，還可以培養學生的能力，并初步形成相關的情感態度價值觀。

在實際的教學過程中，我們要對學生進行有效指導。比如，選擇生態瓶的類型，雖然也可以制作陸生生態瓶，但陸生生態瓶在后續的教學中很難比較，所以教師需要一定的引導，可以讓學生做兩種或確保做一個水生生態瓶。對于生態瓶是放在散射光下還是暗處，瓶口應該密閉還是敞開，水草是不是越多越好等問題，也要指導學生進行實踐，學生只有有了實踐的經驗，才能有效分析，達到教學目的（如圖1、圖2）。另外，教學中對生態瓶的持續觀察是教學內容得以完成的保障，教師要有效地對學生進行如何觀察、如何設計觀察表等的指導（如下表）。

參考文獻：

[1]邵永剛.生態瓶制作的改進[J].生物學教學，2011（36）.

[2]周玲.設計并制作生態瓶的實驗教學案例[J].生物學通訊，2014（49）.