生态系统的功能 “生态系统的自我调节

　　1　教材分析 　　 　　“生态系统的自我调节”是苏科版生物教材八年级上册第17章第3节的内容。学生在对生态系统的结构(食物链、食物网)和环境中生物的多样性有一定了解的基础上，从“生态系统的稳定”的角度去分析生态系统的自我调节，进一步理解生物与环境的关系。本节内容是学生对“生物与环境”的知识作深度理解与综合运用的平台，也是为学生继续学习“保护生物多样性”和“自然资源可持续利用”作好铺垫。
　　“生态系统的自我调节”属于生物课程标准中“生物与环境”一级主题，其对应的具体内容标准是“阐明生态系统的自我调节能力是有限的”，属于理解水平。教学时，教师应更关注学生的主体愿望，将学习和生活紧密联系，改变学生的学习方式，使获得基础知识与掌握技能的过程同时成为学会学习、形成正确价值观的过程。
　　
　　2　创设情景，诗意引入
　　
　　首先，展示美丽的草原风光配上优美音乐――腾格尔的《天堂》。教师娓娓道来：“不少人对美丽的草原心存向往，蓝蓝的天空，清清的湖水，绿绿的草原，让人想到‘天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊’的古老诗句”。通过富有诗意的旁白，将学生带入如诗如画的情景之中。然后画面一转，展示被破坏的草原的图片，画面上厚厚的沙尘，山羊在啃食可怜的草根。通过强烈的图片对比，学生能迅速集中注意力，并激发学习情感。此时，教师及时抛出问题：“为什么同样是草原生态系统，会有如此不同的景象呢?”
　　
　　3　核心内容的教学
　　
　　3.1　建构模型，体验学习
　　3.1.1　建构物理模型
　　草原生态系统中生物种类繁多，教师请学生建立一个理想化的模型来研究该生态系统。先将草原生态系统理想地假设成只有草、鼠、鹰三种生物，请学生思考当草原上雨量充沛、气候适宜时，草、鼠、鹰的种群数量如何变化。
　　活动规则：在磁性黑板上用绿色磁铁代表草，黄色磁铁代表老鼠，红色磁铁代表老鹰。根据各种草、鼠、鹰数量的变化，移动相应的磁铁，数量减少的就把相应的磁铁移掉一部分，数量增加的则取相应的磁铁填充到相关位置。通过移掉磁铁和增加磁铁的方法来模拟草、鼠、鹰的变化情况。
　　由于学生的知识背景与能力限制，学生往往难以全面、系统分析，直接让学生操作容易造成混乱也不利于引导学生更深入地思考和分析，导致活动流于形式。教学中教师出示以下几个问题，引导学生思考的方向：①老鼠会不会无限增加?②影响老鼠生活的生物因素是什么?③老鹰的数量该如何变化?经过师生交流，生生交流，确定了比较合理的理想化的草原生态系统的物理模型(图1)。
　　
　　
　　3.1.2　建构概念模型
　　在建构物理模型的基础上，教师先指导学生尝试用文字、箭头和关联词的形式来表示草的数量保持动态稳定的概念模型(图2)，然后学生主动思考、模仿建构老鼠数量保持动态稳定的概念模型(图3)。通过概念模型的建构，学生体验了草、鼠、鹰的数量都有增加、减少、又趋于平衡的过程，体会到这是一种动态的平衡。
　　
　　
　　3.1.3　建构数学模型
　　在建构物理模型和概念模型的基础上，让学生尝试在坐标中用曲线分别表示草、鼠、鹰的数量随时间变化而变化的趋势，进一步分析草、鼠、鹰之间的关系，教师提供数据表格(表1)。
　　
　　让学生在提供的白纸上建立好坐标系，再以描点法绘制出在1995-2001年范围内三种生物种群相对数量的动态变化曲线。选出有代表性的曲线图，请学生共同来分析、纠正，得到较合理的坐标、曲线图(图4)，从而进一步得出生态系统中各种生物之间是相互制约，相互依存的关系。
　　通过三种模型的建构，学生清晰地看到草、鼠、鹰三种生物通过捕食与被捕食的关系，互相影响、互相制约，它们的数量在一定范围内不断地变化，生物的种类和数量保持相对稳定，生态系统能够生生不息、不断发展，维持着生态系统的相对稳定。这是通过生态系统的自我调节所实现的，学生从而得出结论，生态系统具有自我调节能力。
　　
　　3.2　分析比较，内化新知
　　教师设疑，上述生态系统中，若将鹰大量捕杀，则老鼠和草的数量将会发生怎样的情况呢?学生分析得出结论，这个生态系统很快会遭到破坏。接着展示两个草原生态系统的模型：假设一个生态系统只有一条食物链，另一个有多条食物链相互交叉成食物网。比较同样是采取大量捕杀鹰行动，对草和老鼠的影响有何不同?学生通过分析得出结论：不同生态系统的自我调节能力有强有弱，生物种类越多(营养结构越复杂)，生态系统的自我调节能力越强，生态系统越稳定；生物种类越少(营养结构越简单)，生态系统的自我调节能力就越弱，生态系统越不稳定。学生也深受启发：人类应该保护生物的多样性，而不应该随意捕杀生物，应该与大自然和谐相处。
　　
　　3.3链接生活，自主学习
　　教师首先让学生分析“森林大火”的相关资料，思考下列问题：①发生森林大火的可能原因?②短期内这个森林生态系统还会处于相对平衡的状态吗?然后让学生分析“河流被污染”的资料，思考：①河流被污染的可能原因是什么?②河流严重污染后会造成怎样的危害?③这条被污染的河流还能处于原来的相对平衡状态吗?④怎样提高河流生态系统的稳定性?接着让学生自主学习“生态系统的自我调节能力是有限度的”相关内容。学生以课外兴趣小组为单位，在课堂上展示分享关于“生态系统遭受干扰或破坏”的调查资料。各学习小组分别以文字、图片、视频等媒体手段交流了关于“河流遭受轻微污染后恢复、舟曲的泥石流、黄河生态环境的破坏、太湖的蓝藻事件、墨西哥湾漏油事件”等生态灾害事件，从不同角度提出了对于问题的见解，触动学生的心灵。
　　通过上述学习，学生共同得出结论：生态系统自我调节能力是有一定限度范围的，外来干扰超过生态系统调节能力范围，生态系统的平衡就会被破坏，需要很长时间才能恢复，甚至完全不能恢复。学生也深深意识到生态环境的破坏，最终会危及到人类自身，忧患意识油然而生。
　　
　　3.4学以致用，参与决策
　　教师引导学生用所学的知识指导生产、生活实际。教师引导学生思考：人类的活动除了讲究经济效益和社会效益外，还必须注意生态效益。那么，怎样保持或提高生态系统的自我调节平衡的能力呢?让学生分析以下两个事例：①现代农民在设计新型农业生产方式时，采用了果园养鸡，你能用所学的生态学知识来分析这种设计的合理性吗?②我国政府提倡“退田还林、退田还湖”，其依据的生物学原理是什么?经过分析讨论达成共识：人类应该在遵循生态平衡规律的前提下，运用生态学原理，合理管理自然或人工生态系统，合理利用自然资源，防止人类对环境的破坏，采取措施预防和减少自然灾害。
　　在本堂课结束时，教师展示张家港优美人居环境的视频，让学生感受生活于其中的和谐与幸福，更让学生更深切地体会到保护环境的重要性，并提问如下：“为了让这种人与自然和谐相处的美丽景色常驻 我们的身边，为了更好地保护我们的家园，你有何建议?”请学生写出“爱我美丽张家港，争做合格小公民”的海报，并在学校宣传栏张贴。
　　
　　4　课后感悟与反思
　　
　　4.1　注重学习体验，让学生在做中学
　　本课的知识目标相对简单，若学生缺乏以“体验”为核心的学习过程，就不会真正理解“生态系统的自我调节能力”，也不利于学生能力的发展和情感态度价值观的达成，所以本节课的教学设计突出了让学生在体验中学习这样一个特点。教师让学生在建构模型过程中直观体验了生物之间相互联系、相互制约的关系，从而认识到生态系统具有自我调节功能。接着又通过学生课外调查、课堂讨论、课外海报制作等活动，让学生学科学、用科学、做科学。总之，在整个教学过程中力图做到不断丰富、深入、融合与升华学生的体验。
　　
　　4.2　注重模型建构，使学生逐步理解核心概念
　　物理模型、概念模型、数学模型的依次建立，有助于学生理解第一个概念――“生态系统具有自我调节能力”。建立模型的活动过程中，学生积极思考、讨论甚至激烈的争论，不同的思想碰撞交融、去伪存真，表现出较强学习兴趣和探究愿望。由于学生第一次接触数学模型，画曲线图的能力欠缺，因此教学中教师应注意数学描点法介绍与训练。但对这部分的讲解不宜太深，初中学生能画出大约的数量变化趋势即可。
　　通过比较不同的生态系统抗干扰能力的大小，则帮助学生理解第二个概念――“不同生态系统的自我调节平衡的能力不同”。学生通过链接生活、分析资料得出“生态系统的自我调节平衡能力是有一定限度的”。核心概念的依次提出、逐步深入有助于学生理解科学本质。
　　
　　4.3　注重合作学习，让学生体验分享与交流的快乐
　　每个课外兴趣小组是按照组间同质、组内异质的原则分成的。成员间分工合作，取长补短，充分展示集体的智慧。上课时每组学生围坐在一起，以便启发引导后，学生可以面对面地进行小组讨论，合作完成模型的设计和操作，最终得出结论。教师根据学生的参与程度及回答问题的质量等等，评选出最佳表现奖、最佳创意奖等集体和个人奖项，充分调动学生的积极性和责任意识。但也发现少数学生由于时间紧、家里没有电脑等原因，分配的查阅资料任务没有完成。课堂上思维活跃的学生热情高涨，胆怯和学习有困难的学生就依赖小组的其他成员，成了陪衬的旁观者。
　　
　　4.4　注重理论联系实际，让学生懂得学习要与生活实际相联系
　　“理论与实践相联系、学习与生活相统一”，是新课程的重要思想。学习“对生活有用的生物”和“对学生终身发展有用的生物”，已经成为当代生物教育的重要理念。教师选择“舟曲的泥石流、太湖蓝藻事件、墨西哥湾的漏油”等生态系统被破坏的真实事例，让学生分析人类活动对生态平衡的破坏所造成的严重后果，形成对环境问题的忧患意识和从我做起的理念。教学中，注重引导学生将所学的生态平衡知识运用到真实生活世界中去，尝试决策问题，提高社会责任感。