創(chuàng)設(shè)“四池魚”情境 提高復(fù)習(xí)效率

胡豐華 徐金鵬

(安徽省濉溪中學(xué))

高考試題中常創(chuàng)設(shè)任務(wù)情境考查學(xué)生應(yīng)用生態(tài)學(xué)知識解決實際問題的能力。教學(xué)中筆者在生態(tài)學(xué)復(fù)習(xí)時,通過創(chuàng)設(shè)“天然魚塘” “人工魚塘” “魚池放魚”和“稻田養(yǎng)魚”這“四池魚”任務(wù)情境,綜合檢測學(xué)生對有關(guān)內(nèi)容的掌握情況。魚是餐桌常見膳食,學(xué)生對淡水養(yǎng)魚比較熟悉,筆者根據(jù)“四池魚”情境,創(chuàng)設(shè)多個問題,引導(dǎo)學(xué)生對生態(tài)學(xué)多個原理思考、表達和應(yīng)用,獲取良好教學(xué)效果。

一、創(chuàng)設(shè)“天然魚塘”情境評價生物學(xué)重要概念

天然魚塘受人類活動影響較小,魚種類較多,種間關(guān)系較復(fù)雜,各種魚自然繁殖。利用這個情境筆者提出問題,綜合評價學(xué)生對種群和群落概念的理解、種群數(shù)量增長模型的認識、生態(tài)系統(tǒng)的組成成分的判斷及具體功能的認知。創(chuàng)設(shè)情境如下:

1.此天然魚塘中全部魚能否構(gòu)成一個種群?說出你的判斷依據(jù)。

2.此天然魚塘中全部魚能否構(gòu)成一個生物群落?說出你的判斷依據(jù)。

3.一段時間內(nèi)若不捕獲某種魚,則此魚種群密度直接受哪些種群數(shù)量特征影響?不捕撈情況下,此種魚種群數(shù)量為什么不能呈現(xiàn)“J”形增長?

4.此天然魚塘中各種魚在生態(tài)系統(tǒng)中屬于何種組成成分?在生態(tài)系統(tǒng)中有何作用?

筆者呈現(xiàn)“天然魚塘”情境時,“多年天然魚塘”這一信息告訴學(xué)生魚塘中魚可繁殖;“水草茂密”既給學(xué)生提供天然魚塘的發(fā)展基礎(chǔ),又給學(xué)生展現(xiàn)“欣欣向榮”的生命美,起到讓學(xué)生熱愛自然的育人價值。“魚資源豐富”則向?qū)W生提供“魚種類豐富,數(shù)量多”的信息,讓學(xué)生真切感受到生物多樣性的直接價值。

創(chuàng)設(shè)問題任務(wù)時,筆者盡量避免低階思維,多讓學(xué)生思考生物學(xué)現(xiàn)象中蘊含的原理,并能用語言表述自己的觀點和見解。如上述問題1和問題2,著重讓學(xué)生聯(lián)系種群和群落概念內(nèi)涵,對天然魚塘中全部魚既不是一個種群也不是一個生物群落進行判斷和表述,加深對相關(guān)概念的認知。問題3引導(dǎo)學(xué)生思考天然魚塘中出生率和死亡率對種群數(shù)量變化的直接影響,同時思考種群數(shù)量特征與種群數(shù)量的關(guān)系;分析某種魚不能呈現(xiàn)“J”形增長的原因,引導(dǎo)學(xué)生分析生命現(xiàn)象背后的多因素效應(yīng),也有助于學(xué)生形成正確的世界觀。問題4則從天然魚塘是生態(tài)系統(tǒng)的事實入手,分析各種魚在魚塘中的地位和作用,關(guān)注各級消費者在生態(tài)系統(tǒng)功能中的作用,引導(dǎo)學(xué)生樹立結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)和能量觀等生命觀念。

二、創(chuàng)設(shè)“人工魚塘”情境評價人類對資源的開發(fā)利用

人工魚塘受人為因素影響較大,通常體現(xiàn)在利用不同魚生態(tài)位差異進行混養(yǎng),除去經(jīng)濟魚的天敵或競爭者,并人工投入飼料等。人工魚塘在不破壞生態(tài)學(xué)原理基礎(chǔ)上,能增加生態(tài)系統(tǒng)總能量并調(diào)整能量流動方向以提高經(jīng)濟效益。教學(xué)中筆者創(chuàng)設(shè)情境如下:

一杭出了窩棚，拾起地上一瓶滿的礦泉水向狗扔去，正中狗頭。狗嚎叫一聲，跑了。雪螢趁機把匕首放回提包，整整衣服，心有余悸地出了窩棚，懷里緊緊抱著提包，仿佛抱著一團火。

某人工魚塘混養(yǎng)青草鰱鳙四大家魚,并除去黑魚和其他雜魚,定期向魚塘投放魚飼料。思考下列問題:

1.人工魚塘通過混養(yǎng)四大家魚提高產(chǎn)量,其依據(jù)的生態(tài)學(xué)原理是什么?

2.利用標(biāo)記重捕法調(diào)查人工魚塘中草魚種群密度時,若標(biāo)記物易脫落對調(diào)查值會產(chǎn)生何種影響?若調(diào)查時兩次捕魚均用大網(wǎng)眼漁網(wǎng),則調(diào)查值會偏小的原因是什么?

3.人工魚塘中除去某種經(jīng)濟魚的天敵和競爭者對經(jīng)濟魚的K值有何影響?在其他資源量不變情況下,捕撈部分經(jīng)濟魚后對其K值有何影響?

4.假設(shè)青魚在人工魚塘中可進行“S”形數(shù)量增長,利用資源時,一般不在青魚達到K值進行捕撈的原因是什么?捕撈后通常將青魚留在K/2的原因是什么?

5.如圖1是某人工魚塘三個營養(yǎng)級間能量流動情況,字母代表不同營養(yǎng)級的能量同化數(shù)值。用字母表示以下問題:一段時間流經(jīng)人工魚塘的總能量;圖中第二營養(yǎng)級和第三營養(yǎng)級間的能量傳遞效率。

圖1

四大家魚混養(yǎng)是古代勞動人民智慧結(jié)晶,蘊含豐富生態(tài)學(xué)原理,結(jié)合人工投放飼料等現(xiàn)代養(yǎng)魚技術(shù),承古融今,可讓學(xué)生理解勞動創(chuàng)造價值的真諦,也向?qū)W生滲透了熱愛勞動的社會責(zé)任。問題1讓學(xué)生思考古人智慧,并從四種魚生態(tài)位的差異角度理解充分利用群落空間結(jié)構(gòu)、提高資源利用效率的舉措,培養(yǎng)用科學(xué)思維思考生物學(xué)現(xiàn)象的習(xí)慣。問題2著重讓學(xué)生回憶標(biāo)記重捕法的應(yīng)用及誤差分析,創(chuàng)設(shè)兩次捕魚均用大網(wǎng)眼漁網(wǎng)的情境,讓學(xué)生產(chǎn)生認知沖突,思考大網(wǎng)眼漁網(wǎng)和小網(wǎng)眼漁網(wǎng)捕魚對調(diào)查值的影響,提升學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新思維,理解調(diào)查種群密度時的誤差分析。問題3引導(dǎo)學(xué)生理解種群K值的內(nèi)涵和決定因素,讓學(xué)生明確改變K值的途徑和措施。問題4強調(diào)合理利用資源的時機與可持續(xù)發(fā)展的要求,尤其引導(dǎo)學(xué)生深度思考為何不在青魚達到K值時才進行捕撈,讓學(xué)生從資源總量和種內(nèi)競爭等角度分析因果關(guān)系,有利于科學(xué)思維鍛煉和提升。問題5則以人工魚塘特殊能量輸入為切入點,引導(dǎo)學(xué)生比較天然魚塘和人工魚塘輸入能量的途徑差異,并結(jié)合提供的能量流動簡圖,分析兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率是下一個營養(yǎng)級從上一個營養(yǎng)級那里同化的能量與上一個營養(yǎng)級總同化量的比值,學(xué)生通過思考能量傳遞效率的計算公式,即可明確圖中d部分能量不能應(yīng)用于計算公式中的緣由。

三、創(chuàng)設(shè)“魚池放魚”情境評價信息獲取和應(yīng)用

魚池為人工控制的小環(huán)境,生物種類少,不能長期穩(wěn)定運轉(zhuǎn),這種魚池常為科學(xué)研究所用。高考試題中常創(chuàng)設(shè)此類情境,考查學(xué)生通過獲取的信息進行分析問題和解決問題的能力。教學(xué)中筆者聯(lián)系往年高考試題情境,進行優(yōu)化改編,將原來的選擇題改為問答題,提升學(xué)生積極思考與表述能力。創(chuàng)設(shè)情境如下:

某水池有浮游動物和藻類兩個種群,其種群密度隨時間變化的趨勢如圖2所示。思考下列問題:

圖2

1.圖2中甲和乙為捕食關(guān)系,據(jù)圖可知乙為浮游動物,說出你的判斷依據(jù)。

2.若向水池投放大量專食浮游生物的某種魚(丙),則丙和乙的種間關(guān)系有哪些?判斷依據(jù)是什么?一段時間后,此水池甲、乙、丙三個種群中只剩一個種群,此種群應(yīng)是哪個?說出你的判斷依據(jù)。

3.上述水池重新處理后投放了一批某種魚苗,一段時間內(nèi)該魚的種群數(shù)量、個體重量和種群總重量隨時間變化趨勢如圖3所示,期間魚沒有進行繁殖,則圖3中種群數(shù)量、個體重量和種群總重量的曲線分別是哪條?說出你的判斷依據(jù)。

圖3

問題1考查學(xué)生識圖、析圖和用圖能力,理解捕食關(guān)系中捕食者和被捕食者的循環(huán)因果關(guān)系。問題2中讓學(xué)生認識到浮游動物和某種魚既是捕食關(guān)系,還有種間競爭關(guān)系,讓學(xué)生感悟到種群間可有一種以上的種間關(guān)系,并在思考中體會到種間競爭的對象不僅為有限的食物資源和生存空間,還可為本例中水體中有限氧氣等,強化了學(xué)生對重要概念內(nèi)涵的理解。在簡單水池中,讓學(xué)生分析三種生物間的短暫共存后,判斷它們消失的先后順序,這要求學(xué)生有較強邏輯思維和理性判斷能力,對于提升學(xué)生科學(xué)思維大有裨益。問題3則通過提供“期間魚沒有進行繁殖”的重要情境信息,讓學(xué)生判斷此魚池中種群數(shù)量只能為圖3中C所示,而個體重量增加速率先快后慢但不能下降,可判斷出為圖3中B所示;對于種群總重量應(yīng)為圖3中A所示,學(xué)生觀察到A曲線變化趨勢后,必然會思考此曲線先上升后下降的原因,進而聯(lián)系到種群數(shù)量、個體重量與種群總重量的因果關(guān)聯(lián),也感悟到生命現(xiàn)象中的“變化”之理和“變化”之美。

四、創(chuàng)設(shè)“稻田養(yǎng)魚”情境評價生態(tài)工程原理的應(yīng)用

生態(tài)農(nóng)業(yè)是人類學(xué)習(xí)自然生態(tài)系統(tǒng)智慧的結(jié)晶,是多學(xué)科交叉的實踐應(yīng)用。生態(tài)工程以生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力為基礎(chǔ),遵循著整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)和自生等基本生態(tài)學(xué)原理。教學(xué)中筆者沒有運用教材上學(xué)生已經(jīng)熟悉的“桑基魚塘”生態(tài)農(nóng)業(yè)為情境,而是創(chuàng)設(shè)學(xué)生相對陌生的“稻田養(yǎng)魚”這一種養(yǎng)結(jié)合的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式。學(xué)生在新情境下才會有思考的興趣和動力,并會主動總結(jié)和歸納生態(tài)農(nóng)業(yè)中具體的生態(tài)、經(jīng)濟和社會價值。教學(xué)中筆者創(chuàng)設(shè)的情境如下:

南方常利用稻田養(yǎng)魚,既可獲得魚產(chǎn)品,又可利用魚吃掉稻田中的害蟲和雜草,魚的排泄物可作為糞肥,魚翻動泥土可促進肥料分解,為水稻生長創(chuàng)造良好條件,一般可使水稻增產(chǎn)14%～24%,平均畝產(chǎn)魚50千克左右。回答下列問題:

1.相對于單一種植水稻,稻田中養(yǎng)魚的生態(tài)學(xué)意義有哪些?

2.相對于單一種植水稻,稻田中養(yǎng)魚的經(jīng)濟價值有哪些?

3.稻田養(yǎng)魚遵循了生態(tài)工程的哪些原理?

通過創(chuàng)設(shè)稻田養(yǎng)魚生態(tài)農(nóng)業(yè)情境,可讓學(xué)生融入生產(chǎn),走進社會,學(xué)以致用;既能理解“誰知盤中餐,粒粒皆辛苦”的勞動艱辛,也能產(chǎn)生“一粥一飯當(dāng)思來之不易”的情感共鳴。問題1讓學(xué)生結(jié)合信息,思考稻田養(yǎng)魚中魚對生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的影響;體會減少農(nóng)藥和化肥使用對于環(huán)境保護的作用等。問題2讓學(xué)生思考稻田養(yǎng)魚對水稻和魚均增產(chǎn)的雙贏效果,理解此舉帶來的重要經(jīng)濟效益。問題3讓學(xué)生聯(lián)系稻田養(yǎng)魚的整體過程,思考生態(tài)工程中的自生、循環(huán)和協(xié)調(diào)等原理的實際應(yīng)用,達到“知其然,并知其所以然”的認知效果,為以后進入社會和服務(wù)生產(chǎn)打下堅實的理論基礎(chǔ)。