生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的教學(xué)設(shè)計(jì)

1、論文 RUN WEN “生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”的教學(xué)設(shè)計(jì)-此文發(fā)表于全國(guó)教育類核心期刊生物學(xué)教學(xué)2004.3并在“全國(guó)三面向教育成果評(píng)選”中被評(píng)為一等獎(jiǎng)林菊英在“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”一節(jié)的教學(xué)中，為使學(xué)生能正確領(lǐng)悟生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性之來(lái)之不易，進(jìn)一步意識(shí)到保護(hù)生物圈1號(hào)對(duì)人類的生存和發(fā)展是多么的重要；能理解科學(xué)家建造生物圈2號(hào)這一工作，并積極鍛煉自己的實(shí)驗(yàn)和思維能力；在懂得自然生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念的基礎(chǔ)上，能分析自然生態(tài)系統(tǒng)之所以表現(xiàn)出良好穩(wěn)定性的原因，并學(xué)習(xí)用辯證的觀點(diǎn)看待自然生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，我設(shè)計(jì)了以下教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)程序。1 簡(jiǎn)介“我的實(shí)驗(yàn)”在“設(shè)計(jì)并制作小生態(tài)瓶”的實(shí)驗(yàn)中，為了探究影響生態(tài)瓶?jī)?nèi)小

2、金魚生存時(shí)間的因素，我設(shè)計(jì)了多個(gè)生態(tài)瓶作對(duì)照實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有一個(gè)生態(tài)瓶?jī)?nèi)小金魚最早死亡。我想，可以以此作為素材，將5月9日8 ：00剛設(shè)計(jì)好生態(tài)瓶時(shí)攝下的圖片與5月9日17 ：00左右小金魚死亡時(shí)攝下的圖片插入課件，作為“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”這一課的“引入”，向?qū)W生簡(jiǎn)介我的這一失敗的實(shí)驗(yàn)。目的是期望迅速引起學(xué)生對(duì)本課內(nèi)容的高度關(guān)注、興趣及解決當(dāng)前問題（這是一個(gè)滿足了生態(tài)系統(tǒng)四大成分的小型人工生態(tài)系統(tǒng)，為什么小金魚那么快死去？）的強(qiáng)烈欲望，從而激發(fā)學(xué)生的思維。2 暢談“你的設(shè)想”在學(xué)生紛紛議論、大膽猜想的基礎(chǔ)上，請(qǐng)12位同學(xué)指出造成生態(tài)瓶?jī)?nèi)小金魚死亡可能的原因。然后，教師提出質(zhì)問：“果真是這些因

3、素造成的嗎？你如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)你剛才的猜想呢？”接著，再請(qǐng)12位同學(xué)暢談自己的設(shè)想，如果學(xué)生感到困難，教師可進(jìn)一步作引導(dǎo)：“假如要證明玻璃瓶?jī)?nèi)盛滿水與小金魚死亡有關(guān)，你該怎么辦呢？” “如果要證明玻璃瓶?jī)?nèi)只放浮萍這一種浮水植物與小金魚死亡有關(guān)，你又該怎么做呢？”最后告訴學(xué)生，可以在課余到生物實(shí)驗(yàn) 論文 RUNWEN 室驗(yàn)證自己的設(shè)想。這一教學(xué)安排既是為了發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，也是為了使學(xué)生從看得到的事實(shí)或經(jīng)過(guò)自己反復(fù)考慮仍可能失敗的實(shí)驗(yàn)中深切意識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性之來(lái)之不易。3 了解“科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)” “經(jīng)過(guò)我們認(rèn)真考慮、悉心安排而建立的這一小型人工生態(tài)系到底能維持多長(zhǎng)時(shí)間呢？

4、我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中拭目以待吧！”教師在小結(jié)學(xué)生們的設(shè)想的基礎(chǔ)上提出：“現(xiàn)在，我們一起來(lái)了解科學(xué)家們是怎么設(shè)想的？”接著，利用幾幅精美而逼真的圖片向?qū)W生展示“生物圈2號(hào)”內(nèi)的生物種類配置、生態(tài)系統(tǒng)類型及科學(xué)家在其中生活的結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生討論：“生物圈2號(hào)的建立有何實(shí)際意義？為什么經(jīng)過(guò)科學(xué)家縝密考慮、合理配置的生物圈2號(hào)依然失敗了呢？這給了我們什么啟示？”這一教學(xué)按排把學(xué)生的思維從“我的設(shè)想”一下子拉到“科學(xué)家的設(shè)想”旁，使學(xué)生對(duì)“科學(xué)”產(chǎn)生一種親近感，增強(qiáng)他們的求知欲望；同時(shí)，“生物圈2號(hào)”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也令人震驚，使學(xué)生更加深切地意識(shí)到人工建立一個(gè)適于人類生存的穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)是多么的不容易。4 解讀“大自

5、然的杰作” 教師以“生態(tài)瓶維持不了幾天，生物圈2號(hào)也維持不了幾年，而生物圈1號(hào)我們的地球家園卻歷經(jīng)滄桑依然存在。這其中的奧秘是什么呢？”過(guò)渡。4.1 例說(shuō)“什么是生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性” 首先，向?qū)W生展示海洋捕撈、森林采伐、草原放牧等情景；然后，引導(dǎo)學(xué)生思考：“你認(rèn)為在海洋中進(jìn)行適時(shí)的捕撈、在森林里進(jìn)行適量的采伐、在草原上進(jìn)行適度的放牧，生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈遭破壞嗎？生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)會(huì)失常嗎？”學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)及積累的知識(shí)應(yīng)能作出正確的判斷；在此基礎(chǔ)上，教師指出：“這就是生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。”并指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)“自己說(shuō)讀課文抓核心詞舉實(shí)例”的方法準(zhǔn)確地表達(dá)和理解概念。接著，適時(shí)指出生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

6、包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。這種從實(shí)例得出概念的教學(xué)有助于學(xué)生較好地領(lǐng)會(huì)概念的實(shí)質(zhì)，同時(shí)也使學(xué)生掌握了學(xué)習(xí)概念的一種方法。4.2 重點(diǎn)分析“生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性” 先向?qū)W生講述自身經(jīng)歷的故事，故事的題目是“30年前的南官河”（注：南官河是路橋的母親河）。然后提出思考題讓學(xué)生討論：“30年前，人們對(duì)南官河的干擾有哪些？在這種干擾下，南官河生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能遭破壞了嗎？為什么？”。引導(dǎo)學(xué)生在理解生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性含義的基礎(chǔ)上分析出30年前南官河生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)出良好的抵抗力穩(wěn)定性的原因是：南官河生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自凈能力，這種自凈能力也叫自動(dòng)調(diào)節(jié)能力。再向?qū)W生展示草原生態(tài)系內(nèi)引入羊群后的簡(jiǎn)單

7、變化模型：羊增多羊吃草增多草減少羊因饑餓而死亡羊數(shù)量減少羊吃草減少草增多羊增多。教師在說(shuō)明這種負(fù)反饋調(diào)節(jié)也是一種自動(dòng)調(diào)節(jié)能力的表現(xiàn)的同時(shí)，讓學(xué)生試著討論分析：如果考慮“草羊狼”這么一條食物鏈，那么在草原生態(tài)系內(nèi)引入羊群后，又是怎樣進(jìn)行調(diào)節(jié)的？這種調(diào)節(jié)與前一種只涉及“草羊”的調(diào)節(jié)作用相比，那一種更有效？草原生態(tài)系與熱帶雨林生態(tài)系相比呢？為什么生物種類越多樣、結(jié)構(gòu)越復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)，抵抗力穩(wěn)定性越好？熱帶雨林會(huì)遭破壞嗎？我們的南論文 RUN WEN 官河生態(tài)系統(tǒng)在10多年前開始遭嚴(yán)重破壞的原因又有哪些？由此使學(xué)生得出如下結(jié)論：一般地說(shuō)，抵抗力穩(wěn)定性大小與生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜程度成正比；任何

8、生態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力都是有限度的，當(dāng)外界的干擾其能力范圍時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性就會(huì)遭破壞。這一教學(xué)過(guò)程充分應(yīng)用了實(shí)例教學(xué)的直觀性、問題教學(xué)的思維性、辯證教學(xué)的科學(xué)性，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，注意力集中，思維活躍，并能以發(fā)展的、變化的、聯(lián)系的觀點(diǎn)來(lái)深刻認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性。4.3 簡(jiǎn)要分析“生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力穩(wěn)定性”先由有關(guān)同學(xué)匯報(bào)課余調(diào)查到的近幾年政府治理南官河的有關(guān)措施，并展示學(xué)生拍攝的經(jīng)整治后的南官河的生態(tài)景觀；接著教師補(bǔ)充介紹曾經(jīng)遭受嚴(yán)重破壞的黃土高原新景象。從而指出：生態(tài)生態(tài)系遭破壞后，如果及時(shí)消除外界干擾，生態(tài)系統(tǒng)還可望恢復(fù)原狀。讓學(xué)生理解生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力穩(wěn)定性的含義。然后，教師簡(jiǎn)要分析生態(tài)系統(tǒng)具有恢復(fù)力穩(wěn)定性的原因。接著，讓學(xué)生通過(guò)觀察分析曲線圖，得出抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性的一般關(guān)系。并指出，生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性在一定范圍內(nèi)，可能隨著生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加而增加，也可能隨著生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加而降低。通過(guò)這一教學(xué)過(guò)程，一方面培養(yǎng)學(xué)生思維的全面性，使其認(rèn)識(shí)到兩種生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)系；另一方面通過(guò)調(diào)查匯報(bào)，培育學(xué)生愛惜身邊環(huán)境、關(guān)注家鄉(xiāng)發(fā)展的情感。5 思考“我們應(yīng)該怎