基于生物學核心素養的“群落的演替”教學設計

周 偉

(湖南省耒陽市第一中學 耒陽 421800)

1 教材分析

“群落的演替”是人教版高中生物學教材必修3《穩態與環境》第4章第3節的內容，涉及的知識點主要有群落演替的概念、過程、類型和影響群落演替的因素，其中群落演替的過程既是教學的重點又是教學的難點。本節從群落水平闡述了生命系統的動態發展過程，對前后的種群和生態系統的學習起到承上啟下的作用。

雖然學生在日常生活中接觸過不少群落演替的實例，但是他們對事物的觀察往往是靜態的，導致無法建立概念與現象之間的聯系。鑒于此，教師可借用多媒體技術創設問題情境，引導學生將觀察到的宏觀現象與生命系統的微觀變化聯系起來思考，完成知識的自主建構，進而使學生獲得解決實際問題的探究能力和必備的思維品質。

2 教學目標

依據課程標準并圍繞培養學生核心素養的要求，制訂如下教學目標：

(1) 通過對案例的分析討論，能用進化與適應觀及穩態與平衡觀，闡述群落演替的概念和規律。

(2) 通過對“裸巖”“棄耕農田”等群落演替過程的分析討論，以及運用模型構建和列表比較的方法，能區分初生演替和次生演替。

(3) 通過小組合作交流與展示，形成自主學習和合作學習的能力；借助日常生活中群落演替現象的分析，激發對大自然的好奇心，養成細心觀察和主動探究的習慣。

(4) 關注我國實行退耕還林、還草、還湖、退牧還草的政策，增強環境保護的責任感和使命感，并結合可持續發展的理念提出相關建議[1]。

3 教學過程

3.1 以理解群落演替概念為導向，創設情境，形成生命觀念 播放“火山爆發”的視頻，然后教師邊講述邊用多媒體展示下列文字資料：印尼喀拉喀托火山于1883年爆發之后，生物死亡，土地裸露；幾年過去了，裸露的土地上長出了小草，又出現了蜘蛛……到了1934年，植物繁茂，樹木成林，動物種類增至880種。這時可以設置層層遞進的問題：①幾年后該地區生物的總和稱為什么？②1934年該地區生物的總和稱為什么？③兩者在物種組成、種間關系、空間結構等方面是一樣的嗎？通過學生對問題的回答，順勢引入群落演替的概念。

設計意圖：通過呈現富有震撼力的視頻和資料，不僅有利于學生掌握群落演替這一核心概念，而且能幫助學生形成進化與適應觀、穩態與平衡觀等生命觀念。

3.2 以構建群落演替過程為線索，層層設疑，引導合作探究 設問：火山噴出的巖漿冷卻后形成裸露的巖石，哪類植物會成為這片新土地的第一批“定居者”呢？用多媒體展示教材上有關“地衣”和“草本植物”的圖文資料，并進一步提問：這兩類植物的生命力都很頑強，到底哪類植物會占據先機呢？學生對圖文信息進行對比分析后，自然明白了土壤條件的重要性，并認識到群落演替過程中生物與無機環境之間的相互作用。

指導學生閱讀教材，并觀察采摘到的苔蘚、草本植物，討論下列層層遞進的問題：①若苔蘚在這片土地出現后，與地衣會有競爭嗎？它們誰會成為優勢種呢？②若苔蘚與草本植物生長在一起，誰又會占優勢呢？③既然草本占了優勢，為什么還會給灌木、喬木可乘之機？而且先增加的為什么不是喬木而是灌木呢？④隨著植物群落的發展變化，有沒有發生動物群落的演替呢？⑤在森林階段，群落中還能找到地衣、苔蘚、草本植物和灌木嗎？⑥就裸巖上的整個演替過程而言，土壤條件發生了什么樣的變化？植物種類的變化有什么規律？教師在教室巡視，注意每一組學生的表現，并給予適時的指導。討論結束后，選擇一個小組匯報討論得出的答案，其他小組對答案進行補充和糾正。最后教師進行知識小結，并與學生一起寫出裸巖上群落演替過程的模型，具體如下：裸巖階段→地衣階段→苔蘚階段→草本植物階段→灌木階段→森林階段。

多媒體展示棄耕農田的圖片，并提出問題：這塊棄耕的農田上，首先定居的會是什么植物？你能用關鍵詞和箭頭表示出群落演替的過程嗎？開展小組合作學習，讓各小組選派的代表用幻燈片展示繪制的圖解，然后教師進行點評。通過情境設疑，讓學生根據生活經驗和已掌握的知識來預測群落的未來，實現知識的遷移應用。

設計意圖：以問題串的形式引導學生開展小組合作式學習，不同問題之間形成小階梯，讓學生通過合作和探究獲得知識，同時培養科學探究精神和團隊協作意識。

3.3 以區分群落演替類型為核心，任務驅動，訓練科學思維 引導學生回顧發生在裸巖和棄耕農田上的演替過程，并依據這兩個實例總結出初生演替和次生演替的概念。為了準確區分這兩種演替類型，可以設計表格(表1)讓學生填寫。此外，列舉實例如：①森林火災后進行的演替；②從荒廢的牧場開始的演替；③火山巖上發生的演替；④沙丘上開始的演替，讓學生進行分析與歸類，以達到鞏固知識的效果。

表1 初生演替與次生演替的異同點

設計意圖：通過設計指向高階思維的學習任務，讓學生針對實際問題采用觀察、比較、分析、綜合、抽象與概括的思維方式，著力提升學生的創新思維品質。

3.4 以分析群落演替案例為依托，聯系生活，培養社會責任 多媒體展示校園草坪被踐踏的照片，并指出至少有兩種因素在小路周圍的雜草分布中起作用：①人的踐踏，從耐踐踏而言，車前草最強，狼尾草次之，狗尾草最弱；②植物之間的競爭，在遠離人踐踏的地方，莖稈較高的狗尾草優先獲得陽光，車前草等處于劣勢。然后引用白居易的詩句——“遠芳侵古道，晴翠接荒城”，讓學生思考詩句中所包含的生物學知識。

多媒體展示中國1998年特大洪水的圖片，并告訴學生洪災發生是圍湖造田、亂砍濫伐等人為破壞生態環境行為的直接后果，自然引入我國退耕還林、還草、還湖、退牧還草的政策和措施。然后播放有關洞庭湖退田還湖成果的新聞視頻，讓學生對退田還湖的政策進行評議。

設計意圖：讓學生從熟悉的生活入手，在真實的場景中運用生物學知識，在激發學生學習興趣的同時，也增強了學生對自然和社會的責任心和使命感，進而使精神境界得到了升華。

4 教學反思

本節課體現了新一輪課程改革中提出的“發展學生生物學核心素養”的要求。一方面通過多媒體呈現的視頻和圖片，讓學生在形象化和趣味化的教學過程中，體會到群落是一個動態的生命系統，從而幫助學生內化形成“事物總是處于動態發展之中”的哲學觀[2]；另一方面通過設計層層遞進的問題串，引導學生帶著問題進行積極的自主學習和小組合作學習，這樣不僅讓學生深刻地理解知識，而且培養了學生的科學探究能力和科學思維能力。課前若能指導學生開展生物調查活動，就能更有效地豐富課堂的教學內容和學生的科學探究體驗。