“群落的演替”一節情境教學設計

任智安 胡玉華

（1 北京市通州區永樂店中學 北京 101105 2 北京教育學院 北京 100044）

《普通高中生物學課程標準（2017 年版2020年修訂）》指出：“生物學學科核心素養是學生在生物學課程學習過程中逐漸發展起來的，在解決真實情境中的實際問題時所表現出的價值觀、必備品格與關鍵能力，是學生知識、能力、情感態度與價值觀的綜合體現”[1]。強調選擇真實情境，即要促進學生“在真實的情境中解決真實的問題，促進學生真實的發展”[2]。本文以“群落的演替”一節為例進行情境教學設計。

1 教學內容分析

在2017 版課程標準相關內容標準的概念體系中，“群落的演替”在概念體系構建中處于承前啟后的節點位置。本模塊能作為優質的知識和情境載體發展學生的核心素養。其中包含2 個重要概念：“2.1 不同種群的生物在長期適應環境和彼此相互適應的過程中形成動態的生物群落”“2.2 生物群落與非生物的環境因素相互作用形成多樣化的生態系統，完成物質循環、能量流動和信息傳遞”。在上述概念中，從生命層次角度分析，“群落”處于“種群”和“生態系統”之間；從生命活動角度分析，“群落演替”處于“種群數量變化”與“生態系統穩定性”之間（圖1）。

圖1 “群落的演替”單元知識層次圖

2 教學目標

1）通過對情境案例的分析討論，能用進化與適應觀、穩態與平衡觀及結構與功能觀闡述群落演替的本質和機理。

2）對由情境案例引出的問題，進行歸因和推理分析。

3）對由人類活動和物種入侵引起的群落逆行演替進行調查和分析。

4）通過自主學習、小組合作學習與展示，提高自主學習能力，關注外來物種入侵，養成愛護環境的意識，樹立能與自然和諧共處的社會責任。

3 教學重、難點

1）重點：演替的本質和機理。

2）難點：情境案例的分析。

4 教學優化設計思路

經文獻檢索顯示，在已發表的“群落演替”教學設計案例中，主要突出利用不同的方式和情境資源突破“演替”重、難點知識，部分案例涉及發展學生核心素養的設計。案例中，存在教學目標依然偏重于知識的識記和理解、教學目標生命觀念統攝、情境創設遠離學生的生活體驗、達成目標的過程主線不明晰、在發展學生核心素養方面支撐力不足等問題。據此，結合學情對本節課進行優化設計，主要突出3 個方面策略（圖2）。

圖2 教學優化設計思路圖

以“穩態與平衡”“進化與適應”“結構與功能”和“系統性”生命觀念作為統攝，引領教學的整體設計，學生通過自主學習，在課堂問題答案的評價和引領下，構建本節演替的概念、機理和過程等知識體系。

將學習目標由“靜”轉為“動”，將知識體系構建轉化為情境分析，教學重心放在學生熟悉的真實情境。在“北京香山植被群落”情境中，從進化與適應觀分析，理解群落演替中的“靜”與“動”，在分析概括的過程中，發展生命觀念和科學思維。在“塞罕壩人工林區”發展歷程中，教師通過問題引領學生分析，分析人為因素對群落演替的影響，發展學生批判、辯證的能力，提升社會責任，發展社會主義核心價值觀，進行立德樹人教育。

學生以小組形式課前調查“我國近年外來物種入侵問題”，課上匯報調查成果，各組相互分享交流。

5 主要教學環節

5.1 環節1：構建知識體系 人教版教材內容在設計上圖文并茂、層次清晰、可讀性強。本節知識含量較少、理解難度較小，可安排學生課堂自主學習。教師依據教材中從裸巖開始的初生演替范例，設計問題驅動學生對演替的思考和理解，引導其構建知識體系。知識體系是結構化的內容，而不是碎片化知識的堆砌。本節教學中，應將“演替的定義”“演替的類型”“演替類型的比較”等知識進行結構化（圖3）。

圖3 “群落的演替”知識結構圖

5.2 環節2：以真實情境分析演替本質與機理

群落演替的本質是一定區域內因環境變化而引起群落有序、定向的更替。群落演替的機理是生物與環境在長期的相互作用中，隨環境的改變，通過自然選擇，群落的物種種類、數量和優勢種等因素按一定規律和方向發生改變，直至形成頂級群落。綜上分析，群落演替是宏觀的動態過程。既需要從進化論的角度分析演替的本質和機理，也需要從真實的情境分析加以闡明和感悟。以學生熟悉的“北京香山景區”為真實情境，設計系列問題，驅動學生對真實問題進行思考。“在你游覽香山的十幾年中，香山植被的種類、數量是否有明顯變化？引起‘香山紅葉’的樹種有無明顯變化？”“你認為在什么情況下，香山群落的植被種類和優勢種會發生變化？”教師從進化與適應觀、結構與功能觀等角度引領分析，使學生生成群落演替本質和機理的概念。

5.3 環節3：通過真實情境辯證看問題，領悟社會責任 人類對賴以生存的生態系統有重要的影響，人類可改變群落演替的方向和速度。以京北人工林“塞罕壩”的發展為情境，教師通過問題引領分析：從清朝至今，人類對塞罕壩林區的變遷起著什么樣的作用？”“人類對群落演替產生什么影響？”從皇家狩獵圍場，到沙塵暴的發源地，再到郁郁蔥蔥的繁茂林區，引導學生辯證地看待人類與環境的關系，認識人類對演替的影響，進一步理解演替的本質和機理，領悟保護環境、保護地球的使命和社會責任。

5.4 環節4：小組匯報，關注物種入侵 課前布置近年我國外來物種入侵情況的調查作業，每組匯報典型的入侵案例。該環節可留給學生較多的時間充分展示，當學生的學習主觀能動性充分發揮時，課堂往往會有更多的“意外”生成。例如，在例舉通過網絡調查我國的主要入侵物種時，有一組學生關注到了美國白蛾的危害和生物防治辦法。在學校周邊的公園和行道樹上，容易觀察到美國白蛾對楊樹的危害。該小組還匯報了附近公園中放置周氏嚙小蜂的裝置，解釋了生物防治美國白蛾的原理。另一組的匯報提到了本班某學生喜歡飼養昆蟲的實例，該生及其“發燒友”存在通過網絡購買國外活體寵物昆蟲的情況。據此，教師在課堂中進行必要的教育和引導。“意外”的生成增強了本節課的情境真實性，也更激發學生對身邊入侵物種的關注，建立不網購境外活體生物的社會責任。結合小組匯報的情況和本節課的學習目標，教師引導學生分析外來物種入侵對本地群落演替的影響。

本環節還需將上述學生體驗度高的真實演替情境案例加以歸納和比較。在未經干擾的自然條件下，群落從結構簡單發展到結構復雜、更加穩定的頂級群落過程稱為進展演替；與進展演替相反，在人類的干擾下或極端氣候影響下，群落演替向結構簡單化、生產力逐漸下降的方向發展，這是逆行演替。進展演替和逆行演替是按演替的方向劃分的。例如，本節課中，“香山群落的形成就屬于長期進展演替形成”，而“塞罕壩群落的退化”和“外來物種入侵”又是在人為干擾下發生的逆行演替。當然，“塞罕壩群落”的恢復是在人參與下導致的進展演替。明確了2 種演替的方向，學生對于人為干擾下的逆行演替認識更加深刻，對于人類與自然和諧相處的社會責任更加明確。

6 總結與反思

真實的情境能培養學生的核心素養，也能考查學生的核心素養。知識需要融入情境中，才能彰顯活力和美感。僅靠講解知識無法真正地發展核心素養。核心素養中最重要的是關鍵能力，而關鍵能力必須在真實的情境中，通過學生的思考、分析和探究等活動得到發展[3]。

“群落的演替”這節課，從內容上分析，知識含量少、理解難度小。在模塊中，后續的“生態系統”部分，正好相反，知識含量多、理解難度較大，正因為如此，這節課往往會被開設為一節很平庸、淺顯的課，一節快節奏的知識鋪墊課。從核心素養發展的角度分析，本節課的教學設計又值得挖掘，例如，教材知識的自主學習；重、難點突出演替的本質和原理；創設學生體驗度高的真實情境；設計小組合作調查活動發展科學探究能力；激發學生關注外來物種入侵，提高社會責任。