以“錯誤”為線索進行“種群的特征”一節的教學設計

邵丹瑋

(浙江省寧波濱海國際合作學校 315830)

1 教材分析

人教版高中生物學教材《穩態與環境》第4章第1節“種群的特征”是引導學生從微觀、個體水平的生命活動學習進入宏觀、群體水平的生態學的學習的重點章節。主要內容包括種群密度的調查方法和種群的數量特征。其中抽樣調查的方法及種群各數量特征之間的關系是本節課的重難點所在。從學生學情來分析，雖然他們已在初中階段和必修2“生物的進化”一章中接觸了“種群”這一概念，但前面的學習不夠系統，使得學生在本節課的學習中就容易出現如下的問題：在判斷“一個教室中的全體師生”是否屬于種群時極容易犯錯，沒有真正理解種群概念的內涵；未能很好地掌握抽樣調查種群密度的隨機性原則及具體方法，混淆種群的出生率和死亡率、年齡結構、性別比例等各項特征的區別與聯系等。筆者以上述的常見錯誤為線索，在本節教學中對錯誤資源開展了實踐研究。

2 教學目標

2.1 知識目標 理解種群核心概念的外延和內涵，列舉種群密度和種群的幾個基本特征；明確種群的幾個特征之間的內在關系。

2.2 能力目標 模擬用標志重捕法開展種群密度的調查并進行誤差的分析，初步學會調查種群密度的方法，分析種群的其他特征對于種群密度的影響。

2.3 情感態度與價值觀目標 在種群概念的討論過程中逐步形成對生物學概念的內涵和外延的全面認識，嘗試用種群的相關知識解決生產、生活的實際問題。

3 教學過程

3.1 善于識錯，自然生成“種群的概念” 由于學生已接觸過種群這一概念，通過導學案中精心設計的問題“判斷以下哪幾個選項屬于種群？”，嘗試把學生在理解種群的概念中易出現的錯誤暴露出來。隨后，師生共同探討：①校園內某個花壇中各種各樣的草；②某農戶屋前后兩個池塘中全部的鯽魚；③蝗災發生地上東亞飛蝗的全部幼蟲；④一個教室中的全體師生等。通過這些反例的討論，學生頭腦中關于“種群的概念”逐步明晰化：種群作為宏觀和群體水平上研究生物的基本單位，它絕不是個體的簡單累加，種群內的個體之間通過特定關系構成一個整體。明確“種群是物種的具體存在單位、繁殖單位和進化單位”這一概念的本質。

設計意圖：通過易錯例題分析來解析種群概念的本質。

3.2 引導思錯，深化理解 學生利用教材中“在一定的自然區域內，同種生物的全部個體形成種群”這一定義，很容易判定“一個教室中的全體師生”屬于種群，這樣的推斷過程看似沒有問題。那“錯”究竟在哪里？此時教師如果直接采用機械式的“撥亂反正”，將無法達到其應有的教學價值。

教師可引導學生思考：這里的“錯”其實與生物學概念自身的特點有很大的關系。概念是人類在認識過程中，將感覺器官感覺到的事物的共同特點，從感性概括上升到理性概括，抽出本質屬性而成[1]。而生物學概念是在大量觀察生物現象的基礎上形成的，是對復雜的生命現象和活動規律的高度概括和精煉總結。正因為我們面對的生物學概念的外延如此豐富，所以要概括出生物學概念的內涵(即本質屬性)就困難得多，往往會面臨概念界定不全面的問題。而“在一定的自然區域內，同種生物的全部個體形成種群”這個種群的定義恰是說明這類問題的絕好實例。提醒學生在學習過程中因沒有掌握概念的內涵(即本質屬性)而出現“概念不清楚”“概念掌握不完整”或“概念理解錯誤”等問題，就會導致出現一系列判斷、推理及結論的錯誤。

設計意圖: 進一步引導學生對錯誤的分析，引出對概念的內涵與外延掌握的重要性。

3.3 自主糾錯，辨析提升 自然環境中生物的生長方式和種群分布型是多種多樣的，這也就決定了不同種群的抽樣調查方式不盡相同。因此，如何獲得不受主觀因素影響、真正具有代表性樣本的信息才是掌握抽樣調查種群密度方法的關鍵。在實施教材中的探究活動“用樣方法調查草地上某種雙子葉植物的種群密度”有較大困難的情況下，借助于教材“課后練習”中的第一題開展對估算法的教學。該題屬于基礎題，大部分學生很快就發現解題的關鍵思路是抓住前后兩次捕獲的帶標記的鯉魚比例保持不變：第一次取樣并標記的數目106：種群中鯽魚的總數X=第二次取樣被標記的數目25：第二次取樣的數目91，即可計算得出種群中鯽魚的總數X為385.84，該池塘中約有386條鯽魚。教師在此基礎上進一步追問：要得出正確的結論，捕撈至少幾次？多捕撈幾次的估算結果會不會更準確些？如果要做第三次捕撈，那第二次捕撈上來的魚作何處理？給鯽魚帶標記的時候需要注意什么問題？第一次捕撈和第二次捕撈之間需不需要時間間隔？每一次捕撈的數量有沒有具體的要求？讓這些問題引導學生去思考抽樣調查的隨機性原則及相關的誤差分析。在這些問題的討論逐漸形成共識后，教師適時又提供給學生用紅豆和綠豆去實戰模擬標志重捕法。在真正領悟了抽樣調查法的精髓之后，學生理解后繼的樣方法和標志重捕法的區別、五點取樣法、等距取樣法、邊緣效應等則更容易一些。

設計意圖: 通過一系列精心設計的問題串的引領，學生的學習興趣和分析探究的主動性得到了激發，并在師生、生生探討溝通的過程中切實掌握“抽樣調查”的科學研究方法。

3.4 梳理記錯，強化記憶 種群的各數量特征及各特征之間的內在邏輯聯系和層次區分是本節課的教學難點之一。種群的很多特征是種群內個體特征的統計值，如出生率、死亡率、年齡組成和性別比例等，而種群密度和空間特征則是種群所特有的，加深學生對“種群不是個體的簡單累加”的理解。可結合近期發布的“全面放開二胎政策”，與學生開展討論：什么是種群最基本的數量特征？直接決定種群密度大小的是什么因素？為什么年齡組成可以預測種群未來數量的動態信息？噴灑害蟲的性引誘劑是如何達到種群密度明顯下降的目的的？在探討中明確種群密度、年齡組成、性別比例、遷入率和遷出率、出生率和死亡率都會影響種群數量的變化，但年齡組成是通過影響出生率和死亡率影響種群數量變化的，性別比例是通過影響出生率影響種群數量變化的。

設計意圖：教師留給學生自主探究的空間，充分發揮同伴互助效應。通過他們之間的信息溝通、彼此解惑，來得出正確答案。

4 教學反思

課堂中的錯誤資源并非都是顯性的且能被直接發現的，一些問題可能是隱形的，還可能被學生下意識的行為所掩蓋。據調查顯示，半數以上的學生認為錯誤就等同于失敗或是恥辱，而且隨著年齡的增長對這種態度的認同感越強[2]。當然，學生的這種隱藏也并非悄無聲息，往往會通過學生的表情、動作、語言等方面傳遞出來。如果教師觀察得不夠仔細，極容易錯失利用時機或處理得不夠妥帖。教師通過善于認錯，引導思錯、自主糾錯、梳理記錯等環節，幫助學生在思考解決問題的過程中掌握“種群的特征”相關知識點，形成和提高探索能力和思辨能力。