利用思維導圖進行“生態系統的穩態”二輪復習

許 凡 （深圳第二外國語學校 廣東深圳 518110）

現行高考的核心功能是“立德樹人、服務選才、引導教學”。高考的評價體系也從傳統的“知識立意”“能力立意”評價向“價值引領、素養導向、能力為重、知識為基”綜合評價改變［1］。考查重點也更多放在能力和素養的培養過程中必須具備的可遷移知識上，減少對靜態知識的直接考查。因此，教師在教學時應在“重知識”的同時“重能力”，在“重理解”的同時“重應用”。

1 教學背景分析

本節課是面向高三學生的二輪復習課，內容節選自選擇性必修課程中的模塊2“生物與環境”。《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（以下簡稱“課程標準”）要求學生通過學習種群和群落、生態系統、環境保護等內容，了解系統分析的思想和方法，提高對生命系統與環境關系的認識［2］。

生態學問題一般離學生的實際生活較遠，且生態修復往往是耗時較長、成果較慢的國家工程，學生很難將理論付諸實踐，因此，對生態學相關知識理解不深；在實際教學過程中很多教師只要求學生背誦、記憶知識點，忽略了對生態學原理的應用。本節課以近年對我國糧食產業影響較大的草地貪夜蛾問題作為教學素材，以繪制思維導圖的方法引導學生在面對現實存在的生態學問題時，能結合高中所學知識運用科學的思維方法，有效組織整合所學生態學相關知識，調動其科學探究能力，讓學生嘗試從不同層次認識問題、分析問題、解決問題。

2 教學目的

1）從特定情境出發，體驗如何結合所學知識理解生活中的生物學現象，并嘗試用專業術語對其進行解釋（生命觀念與科學思維）。

2）通過觀摩教師演示的思維導圖繪制過程，學習如何將模塊知識結構化（科學思維）。

3）了解利用生態工程相關知識解決實際問題需要理論聯系實際進行思考，生態學知識是開展具體工作的理論基礎（社會責任）。

4）通過對現實問題的分析，學生更有信心在未來針對生態學問題參與討論并作出理性解釋，形成生態意識，參與環境保護實踐（社會責任）。

3 教學設計

3.1 課前準備

3.1.1 布置學生觀看視頻 課前布置學生觀看《草地貪夜蛾的危害與防治》科普視頻（http://t.cn/A6zoYBn7?m=4482814940095809&u=7395299383）時長10 min，思考該視頻中的內容與所學的哪些知識點相關。

該視頻主要對即將影響我國的草地貪夜蛾的來源、特點、防治難度與防治要點進行介紹，教師可引導學生分別從種群、群落、生態系統水平對這一問題進行研究。

3.1.2 教師將視頻內容繪制成結構化的思維導圖 教師課前設計好課堂使用的思維導圖并優化（圖1）。注意要將視頻內容以高中內容展示，設置多個問題引導學生將所學與實際相聯系，提高學生運用知識的能力。

圖1 “草地貪夜蛾的危害與防治”一課的思維導圖

3.1.3 根據視頻情境，命制原創題作為課堂練習學生學科核心素養的養成離不開教師在科學思維方面的指導，課堂主要依靠學生解題情況評價學生核心素養養成情況，要求教師根據課堂情境命制高水平的原創類試題（見3.2.4），向學生演示如何利用生物學概念解決實際問題。

3.2 課堂教學過程

3.2.1 創設情境，激發學習動機 在本節課的導入環節，教師以疫情期間多地居民出現的囤糧現象為起點，讓學生感受到糧食產量是國家的重大課題，貪夜蛾的入侵不僅是糧食問題、民生問題，也可能會影響我國經濟發展。通過建立知識與生活的聯系，引起學生的學習興趣。

3.2.2 構建思維導圖，化零為整 引導學生如何將科普視頻中的內容逐步轉化為具有結構層次的思維導圖：1）構建大框架——“貪夜蛾有何危害”“我國防治難點”“防治關鍵”；2）在教學活動中通過提問不斷充實細節。思維導圖不僅可使學生對貪夜蛾問題有整體認識，還可幫助學生構建各層次中不同概念之間的聯系。

3.2.3 問題導向，知識活用 通過提問引導學生用所學的生態學知識解釋防治措施中的理論基礎，例如，視頻中提到：“在我國最初發現貪夜蛾入侵時，觀測到玉米葉片上平均幼蟲密度達到每平米0.4 只，最高密度每平米6 只。”這是從哪一層面對貪夜蛾進行研究？ 運用了何種方法進行調查？ 學生可聯系到種群層次的種群密度調查；“從種群數量變化角度分析，為什么貪夜蛾可大規模增長？”引導學生聯系種群數量變化中的J 型曲線出現的原因，與該種群食物、空間充足，氣候適宜，無天敵等有關；“為何說我國小農經濟下的單一農藥無法有效抑制貪夜蛾增長？”讓學生嘗試結合種群進化相關知識進行解釋。

通過引導式的發問，加深學生對生態學相關概念的理解，提升應用知識的能力，這是學生能用科學的觀點、知識、思路和方法面對或解決現實生活中問題的基礎。

3.2.4 課堂練習 利用課堂練習幫助學生掌握生態系統相關習題的解題方法。

習題：草地貪夜蛾是一種以玉米、小麥及水稻等80 多種作物為食的昆蟲。2016年1月在非洲首次發現，2年時間就遍及非洲44 個國家，造成了數10 億美元的損失。1）草地貪夜蛾幼蟲通常隱藏在玉米葉片背面取食，取食后葉片會形成半透明薄膜“窗孔”。若調查貪夜蛾幼蟲密度，應采用_____的調查方法。2）研究發現利用殺蟲燈可誘殺貪夜蛾成蟲，這可改變種群的___，進而降低___，達到降低種群數量的目的。3）甲腹繭雌蜂將卵產在貪夜蛾的卵中，孵化后，寄生蜂的幼蟲就會吞噬貪夜蛾幼蟲，上述種間關系為___。利用甲腹繭蜂進行防治的方法屬于_____，與化學防治相比，優點是_______（答出2 點）。4）從生態系統的功能角度分析，人為殺滅貪夜蛾的意義在于：________。

答案：1）樣方法；2）年齡組成；出生率；3）寄生；生物防治；生物防治方法可減少污染，防止種群抗藥基因頻率增加；4）調整能量關系，使能量持續有效地流向對人類最有益的部分。

在解題過程中，教師需引導學生通過題干的關鍵詞，定位知識所在層次是種群、群落還是生態系統，解決學生“不知所問”的問題。教師要注意不能只要求學生背誦知識，而忽視其歸納與分析能力的培養。

3.3 課后布置思維導圖繪制作業 課后教師要求學生將教材中種群、群落、生態系統層次的知識繪制成思維導圖，將零散、孤立的知識體系系統化、結構化、條理化，只有直觀輸出才能幫助學生梳理各個知識點之間的聯系，反映自己的薄弱環節。注意在學生繪制思維導圖后，教師要進行訂正，幫助學生發現自己的知識誤區。重知識的同時不忽視學生理解和主動構建概念能力的提高。

在筆者對學生繪制的思維導圖進行檢查時發現，學生暴露以下問題：

1）學生僅簡單羅列知識，不能將其正確歸類，

例如，將種群、群落及生態系統3 個層次的知識混淆；沒有將生態系統的組成成分與營養結構歸類為“生態系統的結構”，未將能量流動、物質循環、信息傳遞歸類為“生態系統的功能”（圖2）；“調節種間關系、維持生態系統的穩定”應該是信息傳遞的意義之一，但學生錯誤將其分為2 種（圖3）。

圖2 學生繪制思維導圖節選之一

圖3 學生繪制思維導圖節選之二

2）學生對知識有錯誤理解，例如，對能量流動過程中各能量去路的從屬關系認識不清（圖4）。

圖4 學生繪制思維導圖節選之三

由此可見，教師在教學的過程中，要讓學生有機會獨立構建知識網絡，這不僅可讓學生更深刻理解知識，還能暴露其問題所在，從而進行個性化指導。

4 利用思維導圖進行教學的關鍵

4.1 精選教學素材，創設真實的課堂情境 網絡資源良莠不齊，仍需要教師在備課時注意甄選，控制難度，既聯系現實問題，又可落地于教材內容。

4.2 思維導圖繪制需演示與實踐相結合 雖然許多教師都意識到繪制思維導圖可幫助學生構建知識網絡，但往往忽略了，這也是學生需要學習的技能。若教學過程中教師可演示思維導圖的構建過程，學生更能習得如何從問題出發，將零散的知識點歸納并整理成有層次的概念體系。思維導圖展示的是個人的思維過程，每個學生的薄弱知識點均不相同，應要求學生親自繪制，教師檢查有無出現知識性問題。

4.3 根據素材設計問題，將知識落于實踐 新課程高考倡導以能力立意為主導，強調知識、能力和核心素養一體化的命題思想。教師在課堂上剖析教學素材后，馬上利用以此為命題依據的習題進行測試，能讓學生體驗在面對學習問題情境時，如何調取、組織整合相應的知識以解決問題的過程。