由知識理解到問題解決
——淺談“種群和群落”的復習策略

安徽 蘇維維 侯勤堂

為落實立德育人的根本任務，促進人的全面發展，高考生物試題在命題立意上重點考查學生的必備知識、關鍵能力、核心素養，既體現基礎性又體現綜合性、實踐性。每一年的高考試題必然催生出新的課堂，所以高三復習教學也要做出相應的改變，下面筆者以“種群和群落”的內容為例，結合近兩年高考全國卷命題立意淺談對高三復習教學的思考。

1.研究高考試題命題立意，明確高考怎么考

1.1 重視對重要概念的理解

表1 2018、2019 年全國卷對“種群和群落”的考查情況

從表1 可以看出在全國卷中對“種群和群落”的考查頻率非常高，在6 套高考試題中除了2019 年全國卷Ⅱ外，其余5 套試題都有不同程度的考查，特別是全國卷Ⅰ連續兩年在選擇題和非選擇題中都對此知識點進行了考查。選擇題集中考查學生對種群密度、種群“S”型增長曲線和環境容納量等概念的理解，非選擇題重點考查種群特征、捕食和競爭等概念以及它們與種群數量變化的關系。不難看出高考試題主要圍繞種群密度、環境容納量、種間關系等生態學核心概念考查學生的理解能力和綜合運用能力，同時也能發現對這些概念的考查都圍繞種群數量變化進行敘述和設問，考查學生的穩態和平衡觀。

1.2 重視對科學方法和實踐應用的考查

“種群”和“群落”是生態學中的兩個重要組成部分，蘊含研究生態學的一般科學方法，如實驗法、調查法、數學建模法等。這些方法在高考試題中也被重點考查，如 2018 年全國卷Ⅲ考查了黑光燈誘捕法；2019 年全國卷Ⅰ考查了影響細菌甲種群數量增長因素的探究實驗；2017 年全國卷Ⅰ第5 題和2019 年全國卷Ⅰ第6 題則考查了利用數學曲線模型分析問題，該部分內容也包含了大量實踐應用的內容，如農業生產、水產養殖、生態保護等；2019 年全國卷Ⅰ第31 題就是以果園為例考查學生利用生態學原理解決生產應用的問題。

2.回歸教材，明確學生怎么學

“種群和群落”的相關考點既是以個體的生長發育、新陳代謝為基礎，又是進一步學習生態系統的基礎，起著至關重要的承上啟下作用，但由于此部分知識不像細胞、生理、遺傳的內容那么微觀和抽象，而是相對直觀形象，所以容易在學生心中產生簡單易學的認知。例如生長率、死亡率、性別比例、年齡組成、豐富度等概念好像一學就會，實際上由于自認為簡單而不去深度領悟導致很多學生對這些概念的理解尚處于前概念認知階段，或者處于淺層的記憶概念階段。缺乏對概念的深度理解，無法做到有效整合、融會貫通，從而達不到《普通高中生物學課程標準（2017 年版）》（以下簡稱《課程標準》）和高考試題對本章內容的考查要求，另外本章內容的學習還能幫助學生樹立正確的生態觀、穩態與平衡觀。所以筆者認為對本內容的復習應該強調從概念的理解到實現問題解決的一個完整過程（如圖1 所示）。

圖1 知識理解到問題解決過程示意圖

2.1 分層次理解概念，建立概念間的深度聯系并用于生產實踐

教師在組織學生復習時要重點圍繞種群密度、環境容納量、種間關系、群落結構等概念，尋找概念間的內在聯系，把握概念的本質。可以從以下幾方面進行復習：（1）分清種群、群落和生態系統三者間的包含關系；（2）確定各個概念分屬的層次，避免概念混淆，例如穩定型屬于種群層次而穩定性屬于生態系統層次；（3）分別建立種群和群落單個系統內概念之間的聯系；（4）以種群的數量變化為主線建立系統間的概念聯系。教師在上課時由于概念較多要避免羅列概念而造成教學的支離破碎和枯燥乏味，可以農田生態系統為例，以此貫穿所有概念，突出重點概念，結合“問題串”引導學生思考，這樣可以直接在一個生態系統內分析種群問題和群落問題，有助于學生系統及整體地把握概念，也實現了把生態學相關原理用于生產實踐的目的。可以設置如下“問題串”：（1）請說出農田中包含哪些主要種群？如果想了解農田中某害蟲的發展情況，你最關心該種群的哪些方面？（通過分析讓學生理解研究種群主要是關心種群的數量變化）（2）反映害蟲數量多少的最基本特征是什么？能反映害蟲種群變化趨勢嗎?種群還有哪些特征？（通過構建這些特征之間的聯系讓學生理解種群密度是最基本的數量特征，其他特征通過直接或者間接的方式影響種群密度來影響種群數量變化）（3）害蟲的增長符合哪一種種群增長曲線？什么是環境容納量？環境容納量對種群數量增長有什么影響？環境容納量受哪些因素影響？如何根據環境容納量控制害蟲的種群數量？（通過分析讓學生理解環境容納量對種群數量變化的調控作用）（4）農田群落的結構指什么？蛇和田鼠是什么關系？雜草和農作物是什么關系？它們在數量上如何相互影響？各種群分布是雜亂的還是有序的？農田的空間結構指什么，對資源利用有何意義？立體農業的生態學原理是什么？如果農田失去管理會怎樣變化？屬于哪種演替類型？說明退耕還林還草的意義。（通過構建群落相關概念的關系讓學生理解群落是通過合理的空間布局來分配資源、調整種間關系和各個種群的數量變化，從而使群落穩定或者發生演替，樹立人和環境和諧發展的生態觀）（5）在農作物、田鼠、蛇構成的食物鏈中各個種群的數量變化如何相互影響，對生態系統的自我調節能力有何影響？（以此使學生理解食物鏈中種群之間數量的相互制約關系是形成生態系統自我調節能力的基礎，對于維持生態系統的穩定性具有重要意義）

環境容納量調節種群數量變化，群落又通過空間結構使各種群占有相應的資源和空間進而調節各種群的數量變化，各種群的數量變化又是生態系統自我調節能力形成的基礎（如圖2 所示）。從而建構以種群數量變化為主線，以種群密度、環境容納量、群落結構、生態系統的自我調節能力等概念為關鍵點的種群、群落和生態系統三者之間關系的概念圖，也有利于學生形成穩態和平衡觀。而且通過以農田生態系統的具體事例進行分析，訓練了學生知識遷移、學以致用的能力。

圖2 種群、群落和生態系統的關系

【例1】某興趣小組通過培養酵母菌來探究酵母菌種群數量變化和時間的關系，下列說法正確的是（ ）

A.酵母菌種群密度的大小體現了酵母菌數量的變化趨勢

B.酵母菌的環境容納量受酵母菌種群密度的制約

C.酵母菌的數量越多其種群的豐富度越大

D.用血細胞計數板對酵母菌的計數屬于抽樣調查法

【答案】D

【分析】本題以重要概念為載體綜合考查學生對概念的理解能力。種群密度的大小體現出種群的大小，不能體現出種群數量的變化趨勢，A 項錯誤；環境容納量與環境的資源空間有關，與種群自身無關，B 項錯誤；豐富度是群落范疇的概念，C 項錯誤；血細胞計數板的計數是抽樣檢測，D 項正確。

2.2 重視一般科學方法的學習，提升學科核心素養

2019 年全國卷高考生物試題在整體的命題立意上凸顯了對實驗探究過程和實驗探究方法的考查。這就要求教師在教學過程中要利用教材中的相關內容強化對學生科學思維和科學探究這兩個學科核心素養的培養。本內容中的一般科學方法主要有三個：（1）調查法，教師在教學中可以以某一個生態系統為例來串講用樣方法、標志重捕法調查動植物的種群密度或者用取樣器取樣法來調查土壤中小動物的豐富度，讓學生掌握抽樣調查法的取樣原則、取樣方法、數據記錄和分析、表達與交流；（2）實驗法，通過酵母菌的培養和計數的實驗要求學生掌握完整的實驗探究要素和實驗設計原則，加強科學探究和科學思維的訓練；（3）數學建模，讓學生通過教材中細菌繁殖和引入環頸雉的例子指導學生完成種群增長模型的建模過程以及利用模型描述、解釋、預測種群數量變化，比較“J”型和“S”型種群增長模型的差異，理解K 值和K/2 的生態學意義以及在生產實踐中的應用。展示競爭、捕食、互利共生的種間關系的數學模型，體會兩個種群數量之間的影響關系。

【例2】某城市大力治理被工業污水污染的河道，在河道中央建造狹長的生態浮床，在浮床上種植菖蒲、蘆葦等挺水植物吸收污染物來改善水質，對河道進行修復。

（1）工作人員要定期了解浮床各類植物的種群密度，那么較適宜的取樣方法為_____。

（2）工作人員對某種植物某次取樣結果如表2 所示（樣方為1 m2）：

表2

根據表2 中的數據可計算出該植物種群密度為______。

（3）河道修復過程屬于群落的______演替，說明人類活動能改變群落演替的_______。

（4）該浮床上的植物易遭受一種具有趨光性的蛾類害蟲捕食，那么請提供兩種無污染的捕殺該類害蟲的方法____________________________________________。

【答案】（1）等距取樣法（2）7 棵/m2（3）次生 速度和方向（4）黑光燈誘捕法、性引誘劑、天敵防治等（任答兩點即可）

【分析】本題考查生態學方法和原理的應用，意在考查科學探究和社會責任素養。（1）由題干信息可知浮床呈狹長型分布，所以應采用等距取樣法；（2）由表2 中數據計算平均值為7 棵/ m2，注意作答時要帶單位；（3）河道在修復之前存在一些原有生物，屬于次生演替，人類活動可以改變群落演替的速度和方向；（4）利用趨光性進行黑光燈誘捕或用性引誘劑破壞性別比例或利用相應的天敵防治均能達到目的。

2.3 精選習題，總結解題對策

一輪復習過程中，教師可精選本考點對應的習題，并基于對習題的作答，引導學生總結相應的解題策略。首先，思想重視。忌不讀完題就輕下結論，忌不明問題指向亂下結論；其次，信息加工、邏輯推理、合理“搭橋”。該部分內容通常考查概念間的邏輯關系，概念較多、需要一些文字表達為其“搭橋”，從而建立邏輯關系，所以很多時候讓人感覺不那么“理性”而很“感性”。做題時需要像學習語文一樣去找“關鍵詞”，去分析句子“主干”，去聯系“上下文”，即進行信息的加工，然后思維才能由“感性”變得“理性”起來，通過信息中給出了什么條件，出現了什么結果進行抽象概括、分析綜合、歸納演譯等科學思維方式在“條件”和“結果”之間搭建橋梁關系，再組織語言進行相關邏輯表達。

綜上，教師在課堂上要通過有序地組織教學，讓學生深度理解概念，掌握科學方法，并能夠學以致用地解決問題，這不僅可以培養學生的學科核心素養，還可以從容應對高考。