“入境、入理、入題”的高三微專題復(fù)習(xí)
——以“生態(tài)系統(tǒng)的功能”為例

（江蘇省淮陰中學(xué) 江蘇淮安 223001）

在高考二輪復(fù)習(xí)中，教師需要幫助學(xué)生在知識點(diǎn)基本掌握和理解的基礎(chǔ)上，通過專題訓(xùn)練培養(yǎng)其知識遷移能力、信息提取能力和綜合運(yùn)用能力，以能夠“用所學(xué)知識和生物語言嘗試探究和解釋與生命科學(xué)相關(guān)的突出成就及熱點(diǎn)問題”。下面以“生態(tài)系統(tǒng)的功能”為例，圍繞“如何落實(shí)新課標(biāo)核心素養(yǎng)要求？如何激發(fā)學(xué)生積極的復(fù)習(xí)狀態(tài)？是否有效解決專題訓(xùn)練所反饋的不足以及如何提升學(xué)生的高考綜合能力？”等問題進(jìn)行思考，設(shè)計(jì)“入境、入理、入題”的專題教學(xué)，以此促進(jìn)學(xué)生深刻理解并綜合應(yīng)用必備知識，靈活判斷易混、易錯(cuò)點(diǎn)，進(jìn)而提升復(fù)習(xí)教學(xué)的效果。

本節(jié)課采用系統(tǒng)分析的方法，從不同生命系統(tǒng)層次，聚焦穩(wěn)態(tài)與平衡觀，采取建模思想與實(shí)例分析相結(jié)合，以問題情境為載體，選擇真實(shí)案例，圍繞典例，呈現(xiàn)試題編制的基礎(chǔ)性、綜合性，設(shè)計(jì)探究活動，以圖示方式表征生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)、能量流動的過程及特征，嘗試定性與定量的研究生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動的基本規(guī)律及其應(yīng)用，考查學(xué)生學(xué)以致用、應(yīng)對生活實(shí)踐問題的學(xué)科素養(yǎng)，使學(xué)生形成結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀，并提供有價(jià)值的復(fù)習(xí)建議。具體教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施過程如下。

1 入境——“創(chuàng)設(shè)情境體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)知能整合”

許多學(xué)者提出：“發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)需要依賴于一定的情境創(chuàng)設(shè)，在解決真實(shí)情境中的實(shí)際問題，融入情境進(jìn)行核心概念的學(xué)習(xí)，其過程中建立生命觀念，逐漸發(fā)展學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)?！鼻榫车膭?chuàng)設(shè)從“生命之美——我們來發(fā)現(xiàn)”導(dǎo)入，到“生命之網(wǎng)——我們來守護(hù)”構(gòu)建，拓展至“生命之劫——我們需反思”，層層深入，入境深思。首先，教師播放視頻展示從蔚藍(lán)地球到美麗淮安進(jìn)入和諧淮中，池邊綠樹，明媚陽光，展現(xiàn)了歲月靜好的和諧畫面，引導(dǎo)學(xué)生回顧：生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是怎樣的？它的功能又是如何實(shí)現(xiàn)的呢？并點(diǎn)評與交流課前學(xué)生所建立的概念圖引導(dǎo)學(xué)生挖掘、細(xì)化、辨析和梳理核心概念的能力。其次，教師聯(lián)系電影《流浪地球》的經(jīng)典場景，提出問題：“在無數(shù)歲月中作為人類精神支柱和地球能量之源而存在的太陽不久的未來即將毀滅，沒有日月交替，不知何為四季，人類將葬身無邊的寒冷與黑暗中。作者說到飛船太小無法維持一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)而選擇帶著地球一起流浪。你認(rèn)為可行嗎？劇烈變化下地球生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)如何維持？”以此引導(dǎo)學(xué)生積極參與生態(tài)系統(tǒng)的功能的系統(tǒng)分析，促進(jìn)學(xué)生通過建構(gòu)模型來深入思考問題，從而使學(xué)生分析結(jié)構(gòu)與功能之間的聯(lián)系。最后，教師聯(lián)系學(xué)生生活，設(shè)計(jì)“母親河的吶喊”及“觸目驚心的校園餐飲垃圾”等情境引起學(xué)生對自身行為的反思，使學(xué)生在對比中感受生態(tài)系統(tǒng)和諧的重要性。

另外，在復(fù)習(xí)課中，教師還可以選取科研素材，創(chuàng)設(shè)情境。例如，在本節(jié)課上，筆者聯(lián)系垃圾分類與處理這個(gè)熱點(diǎn)社會問題，視頻展示餐廚垃圾處理的最新研究（圖1），創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，引發(fā)學(xué)生思考與討論，使學(xué)生在問題的解決中提升綜合分析能力。

圖1 餐廚垃圾處理的最新研究示意圖

2 入理——“聚焦問題解決，培養(yǎng)科學(xué)思維”

科學(xué)思維的培養(yǎng)應(yīng)該融入到每一節(jié)課中。在“生態(tài)系統(tǒng)的功能”微專題復(fù)習(xí)課上，教師首先利用“生態(tài)系統(tǒng)”思維導(dǎo)圖（圖2）來進(jìn)行核心概念的挖掘和體系構(gòu)建，促進(jìn)學(xué)生理清概念之間的關(guān)系。并提出問題，引導(dǎo)學(xué)生通過建構(gòu)模型分析與比較：與個(gè)體、細(xì)胞等生命系統(tǒng)層次相比，生態(tài)系統(tǒng)層次的能量流動的特殊途徑（渠道）是什么？能量數(shù)值隨著營養(yǎng)級的升高有什么變化？生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動、轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？學(xué)生在對問題的逐步深入思考中，對能量流動概念模型進(jìn)行解讀，進(jìn)而思考生態(tài)系統(tǒng)層次的能量流動的過程。教師引導(dǎo)學(xué)生利用問題的演繹與推理，對各個(gè)營養(yǎng)級能量流動去向進(jìn)行分析與綜合：輸入第一營養(yǎng)級的能量主要來源是什么？第一營養(yǎng)級的能量流動去向有哪些？輸入第二營養(yǎng)級的能量來源一般來自于哪里？什么是營養(yǎng)級的同化量？糞便量是否屬于某營養(yǎng)級的同化量？用于生長發(fā)育繁殖的能量可以如何表示？第二營養(yǎng)級的同化量可以如何表示？教師引導(dǎo)學(xué)生從不同角度討論同化量：碳由大氣進(jìn)入生產(chǎn)者的途徑和形式分別是什么？該過程伴隨什么的合成和什么的存儲？碳從生物群落返回大氣的途徑和形式分別是？該過程伴隨什么的分解和什么的散失？將CO2化作為有機(jī)物的“原動力”是什么？光合作用固定的太陽能存儲在什么中，由此說明能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系是？你能嘗試表述采用模型法判斷碳循環(huán)中的各種成分的方法？各小組通過討論，不斷完善碳循環(huán)的模型（圖3），并思考、交流餐飲垃圾的處理。

圖2 有關(guān)“生態(tài)系統(tǒng)”的思維導(dǎo)圖

圖3 碳循環(huán)的模型

3 入題——“切入專項(xiàng)題型，提升解決能力”

高三復(fù)習(xí)需要教師在夯實(shí)基礎(chǔ)的同時(shí)，深入研究考綱和考題，找準(zhǔn)問題的切口，增加專項(xiàng)問題的解決能力。首先，筆者通過梳理和研究2007～2019年江蘇高考題，發(fā)現(xiàn)定性與定量地考查生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動的基本規(guī)律是常態(tài)。因此，在本節(jié)課上，教師設(shè)計(jì)辨析同類變式和拓展，以問題串形式引導(dǎo)學(xué)生深入辨析能量傳遞效率問題“處于同一營養(yǎng)級所有生物能量總值而不是某一個(gè)種群”，促進(jìn)學(xué)生聚焦人工生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞效率的計(jì)算處理的不同。學(xué)生在辨析中明確靈活計(jì)算能量傳遞效率的關(guān)鍵細(xì)節(jié)，在對比中總結(jié)出：能量傳遞效率=第（N+1）營養(yǎng)級同化量/第N營養(yǎng)級同化量；（特別是人工生態(tài)系統(tǒng)）能量傳遞效率=流出某一營養(yǎng)級的能量/流入某一營養(yǎng)級的能量計(jì)算傳遞效率；能量傳遞效率≠能量利用率。

教師圍繞“餐廚垃圾處理”研究案例，以生態(tài)農(nóng)場中的能量輸入、廢物資源化、生態(tài)功能的應(yīng)用以及合理化建議等問題為落腳點(diǎn)，讓學(xué)生在問題的討論中對本專項(xiàng)進(jìn)行問題系列化分析與總結(jié)；

最近，杭州媒體報(bào)道了一件事：浙大的一位老教授靠撿垃圾，居然實(shí)現(xiàn)了年入百萬。張教授在杭州建了一個(gè)農(nóng)場，在農(nóng)場里，他每天將餐廚垃圾，喂給養(yǎng)殖的“黑水虻”，將蟲子喂給雞鴨鵝，當(dāng)蟲糞反應(yīng)成有機(jī)肥后，給蔬菜施肥，形成農(nóng)場良性生物環(huán)保鏈。這個(gè)技術(shù)的最大特點(diǎn)，就是把高蛋白的富有營養(yǎng)價(jià)值的東西，轉(zhuǎn)化為蟲子的飼料，蟲子可以變成動物的飼料，蟲子的糞便可以變?yōu)榉柿?。整個(gè)過程中間沒有任何的污染，也沒有任何二次污染的排放。餐廚垃圾減量化、無害化和資源化，既是食品安全問題，也是資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會建設(shè)的重要課題。

（1）“黑水虻”生命活動所需的能量來自于生活垃圾中的_____________。

（2）張教授的生態(tài)農(nóng)場中的能量輸入來源包括_____________。

（3）餐廚垃圾處理過程中往往需要生物除臭處理，生物除臭濾床中的微生物也是該生態(tài)系統(tǒng)的_________________________________________________。

（4）將餐廚垃圾喂給養(yǎng)殖的蟲子，將蟲子喂給雞、鴨、鵝。當(dāng)蟲糞反應(yīng)成有機(jī)肥后，給蔬菜施肥，該過程實(shí)現(xiàn)了廢物資源化，實(shí)現(xiàn)了__________循環(huán)利用和能量的__________利用，提高了能量的_________率。

（5）養(yǎng)殖黑水虻的過程中，注意溫度和空氣環(huán)境的控制，及時(shí)消滅蚊蠅，以保證黑水虻的生長和繁殖，從而調(diào)整該生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)__________________的方向，從而達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

（6）若要采用生物方法處理生活垃圾，在確定處理生活垃圾的方案時(shí)，通常需要考慮的因素有哪些，如_________________________________________。

（7）該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用需要普通居民如何配合：____________________________________________。

（8）你還能提出哪些考查方向______________？_____________________________________________。

此外，在以前的高考中關(guān)于“水體富營養(yǎng)化”問題的考查形式多種，情境新穎，考查頻率高。因此，教師給學(xué)生提供高考真題的相關(guān)題目，指導(dǎo)學(xué)生小組共討論、思考：水體富營養(yǎng)化的原因和危害分別是什么？目前水體富營養(yǎng)化的生態(tài)修復(fù)方法有哪些？這些方案應(yīng)用了哪些生態(tài)學(xué)原理？教師以題帶點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生在不同題境的分析中關(guān)注細(xì)節(jié)差異，幫助學(xué)生養(yǎng)成研究與梳理考題，形成有較強(qiáng)的知識遷移能力、信息提取能力和綜合運(yùn)用能力。教師利用的經(jīng)典試題，精選資料，使學(xué)生分析得出結(jié)論“生命系統(tǒng)維持穩(wěn)態(tài)離不開調(diào)控，調(diào)控依賴于信息傳遞”，進(jìn)而使學(xué)生形成“生命系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)離不開信息的傳遞”的生命觀念。

總之，設(shè)計(jì)高考二輪復(fù)習(xí)課時(shí)，教師要有問題意識，需要在思考整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，“寓課于境”。情境的創(chuàng)設(shè)可以是對剖析熱點(diǎn)事件和身邊的“生物現(xiàn)象”，用生物學(xué)的觀點(diǎn)“剖析生活”；基于試題情境的設(shè)計(jì)要合理設(shè)問，具有清晰的層次，要盡量新穎、真實(shí)、科學(xué)、恰當(dāng)，要有一定的信息量和適當(dāng)?shù)膹?fù)雜度，能夠指向核心素養(yǎng)的不同水平。教師可以從情境創(chuàng)設(shè)、內(nèi)容解讀、問題追蹤和學(xué)以致用等方面開展教學(xué)，創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用模型結(jié)構(gòu)、演繹推理等思維方式深入解讀生物學(xué)概念，提升應(yīng)用知識的能力，進(jìn)而能用科學(xué)的觀點(diǎn)、知識、思路和方法，探討或解決現(xiàn)實(shí)生活中的某些問題，作出科學(xué)解釋和判斷。