基于學(xué)科核心素養(yǎng)下的生物課堂教學(xué)設(shè)計

杜芮萍

摘要：以發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為目標對“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”一節(jié)進行教學(xué)設(shè)計，以長白山國家自然保護區(qū)遭遇蟲害為主線，引導(dǎo)學(xué)生思考、分析、歸納和總結(jié)，讓學(xué)生在學(xué)習過程中形成結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀; 同時運用反饋調(diào)節(jié)原理，判斷其維持穩(wěn)定性的相對能力，闡明生態(tài)系統(tǒng)具有維持或恢復(fù)生態(tài)平衡的能力。幫助學(xué)生樹立保護生態(tài)系統(tǒng)的生命觀念。

關(guān)鍵詞 ?核心素養(yǎng) 生態(tài)平衡 反饋調(diào)節(jié)

一、教材分析

本節(jié)課是人民教育出版社高中生物選擇性必修2第三章第5節(jié)《生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性》的內(nèi)容，生態(tài)系統(tǒng)在遭到干擾時，仍然可以穩(wěn)定相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和功能，即生態(tài)平衡。任何一個生態(tài)系統(tǒng)，都具有一種維持和恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定的能力。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性實質(zhì)是一種適應(yīng)能力，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力的載體。在生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力的內(nèi)容中包含重要概念——負反饋調(diào)節(jié)。并講述生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性以及原因。這是對一個生態(tài)系統(tǒng)的高度概括，它需要本章的其他部分知識，如：生態(tài)系統(tǒng)的類型、結(jié)構(gòu)和功能、種群的增長曲線等。同時也是培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的觀點和環(huán)保意識的好素材。

二、學(xué)情分析

通過前面兩章的學(xué)習初步了解了種群數(shù)量變化的規(guī)律和條件，初步掌握了種間關(guān)系和群落的空間分布規(guī)律。通過本章的學(xué)習，學(xué)生已經(jīng)能夠初步理解生態(tài)系統(tǒng)的組成成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞這些功能。基本掌握了一些生態(tài)學(xué)術(shù)語。這些都為學(xué)習本節(jié)課奠定了基礎(chǔ)。本節(jié)課是基于生態(tài)系統(tǒng)的進一步學(xué)習，學(xué)生通過學(xué)習將會使其理性思維和科學(xué)探究能力得到進一步的鞏固和提升。

三、教學(xué)目標

1.概述生態(tài)平衡是指生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能處于相對穩(wěn)定的一種狀態(tài)。

2.基于具體的生態(tài)系統(tǒng)，運用反饋調(diào)節(jié)原理，判斷其維持穩(wěn)定性的相對能力，闡明生態(tài)系統(tǒng)具有維持或恢復(fù)生態(tài)平衡的能力。

3.舉例說明抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。

4.樹立“綠水青山就是金山銀山”的理念，關(guān)注人類活動對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。

四、教學(xué)重點、難點

1.教學(xué)重點

（1）分析生態(tài)系統(tǒng)中的負反饋調(diào)節(jié)的過程，闡明生態(tài)系統(tǒng)具有維持或恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)平衡的能力。

（2）舉例說明抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。

2.教學(xué)難點

（1）分析生態(tài)系統(tǒng)中的負反饋調(diào)節(jié)。

（2）舉例說明抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。

五、教學(xué)方法

講述法、討論法、指導(dǎo)法。

六、教學(xué)過程

（一）創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課

視頻展示長白山國家自然保護區(qū)，介紹如果遭遇蟲害，生態(tài)系統(tǒng)依然可以保持穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)視頻展示，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生態(tài)平衡以及生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。依次介紹生態(tài)平衡的概念。

（二）生態(tài)平衡的特征

在教師的引導(dǎo)下觀察并分析初生演替過程曲線圖，提問在成熟階段，群落總生產(chǎn)量和總呼吸量的關(guān)系。學(xué)生共同概括生態(tài)平衡的特征，思考、總結(jié)生態(tài)平衡的特征。聯(lián)系群落演替的內(nèi)容，理解穩(wěn)定源于群落生物與環(huán)境以及生物與生物之間的相互適應(yīng)。

（三）動態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機制

1.教師設(shè)問：生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)平衡是通過什么調(diào)節(jié)機制實現(xiàn)的呢？同時提供材料，害蟲和天敵的數(shù)量關(guān)系，繪制兩個種群隨時間變化的曲線圖。學(xué)生小組合作，嘗試用文字、方框、箭頭等符號，描述材料中的調(diào)節(jié)過程（可參考下圖）。根據(jù)學(xué)生合作的結(jié)果，教師和學(xué)生共同總結(jié)出負反饋的概念，加深理解。負反饋是指在一個系統(tǒng)中，系統(tǒng)工作的效果，反過來又作為信息調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作，并且使系統(tǒng)工作的效果減弱或受到限制，它可使系統(tǒng)保持穩(wěn)定。

2.生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力的大小與什么有關(guān)？

以長白山森林生態(tài)系統(tǒng)中的生物為例，小組合作：構(gòu)建含有兔子的食物鏈和食物網(wǎng)。教師提出問題：如果由于某種原因?qū)е峦米訑?shù)據(jù)急劇減少，會產(chǎn)生怎樣的后果？同時教師給出材料共同分析自動調(diào)節(jié)能力大小與生態(tài)系統(tǒng)的物種組成、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

材料1：長白山生態(tài)系統(tǒng)中部分純林中只生長有紅松，大量的害蟲松毛蟲不但不能吸引更多種類和數(shù)量的天敵控制和減少松毛蟲的數(shù)量，還會使松毛蟲成災(zāi)，最終導(dǎo)致樹木的凋零。

材料2：赤小峰是松毛蟲的重要天敵， 能寄生于松毛蟲卵中從而遏制松毛蟲的數(shù)量增加。 但松毛蟲不是赤小峰生存的唯一條件。 羽化的赤小峰成蟲依然需要進食以保證繁殖之需， 這時它的食物來源是某些植物的花蜜。 自然結(jié)構(gòu)簡單的純林中成蟲的食物來源少， 直接影響雌性赤小峰成蟲的產(chǎn)卵數(shù)量和質(zhì)量。而且赤小峰也有天敵需要躲避，更加復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)也會有更多的躲避場所。

學(xué)生分析后教師總結(jié)：生態(tài)系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)能力與其自身的成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)成正比。一般來說，生態(tài)系統(tǒng)的成分越單純，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡單，自動調(diào)節(jié)能力就越小，反之就越大。

教師通過實例分析，森林長蟲未成災(zāi)，生態(tài)系統(tǒng)具有抵抗力穩(wěn)定性。部分區(qū)域人類的大量砍伐樹木，使環(huán)境遭到破壞，封山育林后，被破壞的森林生態(tài)系統(tǒng)重新原來的狀態(tài)，具有恢復(fù)力穩(wěn)定性。學(xué)生通過合作探究，理解生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)平衡是通過負反饋調(diào)節(jié)來實現(xiàn)的，理解負反饋調(diào)節(jié)的作用機理。師生共同總結(jié)出自動調(diào)節(jié)能力大小與生態(tài)系統(tǒng)的物種組成、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)有關(guān)。

（四）抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性

師生共同探究：如何提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性？

1.材料：長白山森林局部純松林區(qū)域有嚴重蟲災(zāi)，當?shù)厝嗣袷褂脷⑾x劑滅蟲，剛開始殺蟲效果顯著，而后僅有10%-20%的滅蟲率，大面積毀滅性的蟲災(zāi)使原本郁郁蔥蔥的森林幾乎變成了荒山禿嶺。過量的殺蟲劑非但不能消滅蟲災(zāi)，反而加速了森林生態(tài)系統(tǒng)的滅亡。

學(xué)生思考并回答相關(guān)問題：

（1）殺蟲劑的殺蟲效果為什么越來越差？

（2）該地區(qū)蟲害大量爆發(fā)的原因是什么？

（3）小組同學(xué)討論消滅蟲災(zāi)的最佳措施。

2.教師展示全球全球環(huán)境問題視頻，對于生物圈遭遇的巨大干擾，我們應(yīng)該怎樣應(yīng)對？

小組討論后匯報，部分措施如下：

（1）適當引入其他樹種，培育混交林。

（2）封山育林，減少人類干擾。

通過以上活動培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。讓學(xué)生體驗生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要性，落實教學(xué)目標，形成社會責任感。

（五）課堂小結(jié)

一、生態(tài)平衡的概念

二、生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力

三、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

參考文獻

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