以实际问题实现“教学碎片”的联结
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
江苏省高考生物命题的指导思想是“以能力立意为主导，考查考生对所学相关课程基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验的整体掌握程度和综合运用所学知识发现问题、提出问题、分析、解决实际问题的能力”；“重视理论联系实际，关注科学技术、社会经济和生态环境的协调发展，联系生产与现实生活中的实际问题”。因此在历年的生物高考中都有众多以实际问题分析和解决为背景的试题。学生在解答这类题型时候，往往无从下手，好像平时所学的知识根本用不上。究其原因主要是?W生不能综合、灵活应用所学知识到新的实际问题情境中。由此反思现在的教学，在每一节的课堂教学中给予学生的是章节化的、模型化的、简化处理的知识，学生往往单独地学习复杂生物现象或对象的某一个部分，忽视了概念要素相互作用、关联的一面，就像“盲人摸象”，将会使学生产生碎片化的、机械的认识。如果在高三专题复习时，学生还是孤立地看待概念及要素、特征及研究方法，将无法对知识形成一个整体的、综合的认识，势必造成学生不能灵活运用所学知识解决实际问题，遇到相关习题就只会生搬硬套。
鉴于此，以实际问题的认识和解决为教学设计的主线构建高三二轮基本知识、基本技能、基本思想和方法的专题复习，让学生在体验所学知识价值的基础上增强学生灵活应用知识解决实际问题的能力。下面以实际问题“草地退化”为例，整合并综合运用种群、群落、生态系统相关知识，构建高三二轮“生物与环境”的专题复习。
1 走近实际问题，构建专题知识框架
教师以视频的形式创设实际问题情境“草地退化”；从而引入课题，以问题的形式指导学生从种群、群落、生态系统等不同层面围绕“草地退化”这个实际问题进行分析和思考，完成相关知识整合，形成“生物与环境”专题的框架。
例如，草地退化的过程在种群水平发生了哪些变化？教师结合这个问题，指导学生深入思考和探讨，让学生感受到种群密度等种群特征及种群数量变化相关知识的现实意义，并对种群水平应研究的相关问题有了实际体验和深刻理解。就种群密度的研究对于草地退化而言，学生除了需要知道一些优良牧草和其他杂草（如冷蒿等为主的菊科）的种群密度，还需要知道草地中一些动物（比如野兔、草地螟等）的种群密度。如何调查植物的种群密度？如何调查像野兔这样动物的种群密度？这些实际问题的解决最终将落实到种群密度的调查方法上。教师要让学生在有解决问题的现实需求中明确样方法和标志重捕法的适用对象的区别、具体操作过程、相关注意事项。教师也可适当延伸到微生物的计数方法上。如果在一定的时间跨度内研究各个种群数量变化，教师就可以有机结合“J型”曲线和“S型”曲线。在实际问题中让学生构建种群数量变化两种增长曲线的适用环境条件、增长率变化及原因分析等。
如果要进一步研究各个种群数量变化的相关性，那就要构建群落的概念。由此，让学生体验种群和群落的概念及所研究问题的区别。从群落水平研究草地退化现象，就要考虑物种组成、丰富度退化趋势及数量关系。比如在某退化草地的植物组成中羊草占比为由30%变为9%，冷蒿等为主的菊科由10%变为31%。在研究各个种群数量变化相关性时，学生很自然地就会关注种间关系。如，草地螟寄生蝇与草地螟是寄生关系，对草地螟有较好的控制作用。以此为基础，教师引导学生理解在群落中某些物种过多的生长将会对其他物种以各种形式产生严重影响，从而让学生实际体验群落水平研究生态问题的必要性。
草地的退化，既是生物种群数量的变化、生物群落演替，也是生物群落赖以生存环境的退化。它不仅反映在构成草地生态系统的生物群落上，也反映在构成草地生态系统的无机环境上。教师由此整合生态系统的概念、结构等相关知识。同时草地退化是草原生态系统能量流动与物质循环等功能的退化，稳定性受到根本影响。教师由此引导学生构建生态系统的功能及稳定性相关知识，使种群、群落、生态系统等相关知识与实际问题紧密结合，整合成“生物与环境”专题。
2 走进实际问题，深化专题知识理解
对于“草地退化”问题的分析与思考，除了了解生物的数量、组成、生态系统的状态等之外，更需要从物质和能量角度深入的理性思维，使学生实现对专题知识的深度理解。
从能量角度分析草地退化是草原生态系统中各营养级能量的输入和输出间失去平衡。从第一营养级能量输入角度：教师可以指导学生从牧草种群密度、草地覆盖率等角度思考和分析可能原因。如草地光合面积变小，第一营养级固定太阳能变少，生产力下降；再如群落的草群组成中优质牧草比例下降，第一营养级可流向人类的能量部分所占比例下降，草地牧草品质降低。从第一营养级能量输出角度：教师可以结合图1让学生分析草地退化的可能原因。如流入下一营养级这个部分可能由于虫害、过度放牧以及滥挖、滥割等不合理利用的因素使得能量输出变多。
结合第一营养级的能量输入、输出情况，教师可指导学生探讨未利用部分的变化与草地发展状况的关系，让学生理解能量收支不平衡可能是草地退化的重要原因之一。由此辐射到其他营养级能量角度的分析，从而使学生对整个生态系统能量流动有深刻的认识。
从物质循环角度分析，教师可以提供一些草地退化的资料，如土壤性质改变，土壤有机物下降，土壤微生物减少，土壤的盐碱化和沙化，土壤养分循环功能降低。学生热烈讨论草地退化对生态系统物质循环的影响，在思维碰撞和知识应用中加深理解，形成归纳-总结等能力。
3 解决实际问题，提升专题知识应用
如何缓解“草地退化”问题呢？教师可以引导学生综合运用所学知识，提出解决草地退化的具体措施。在实际问题的解决中，学生体验所学专题的知识价值，提升综合、灵活运用知识的能力。 比如，某地方制定草地利用长期规划时，要求每年的牛羊头数增长率保持在8%。教师引导学生分析该要求是否合理。学生必然会将每年牛羊头数增长率8%和“J型”增长曲线联系。“J型”增长要求的环境条件是无限资源，用有限的草地资源去保证“J型”增长必将导致草地资源的严重破坏。学生切实感受到要合理利用草地资源就要符合种群数量变化规律，确定合理载畜量。
从能量流动角度分析，教师可组织学生合作探讨增加第一营养级能量的输入即固定太阳能总量的措施。比如合理补播多种优质牧草籽等，既能实现退化草地的快速恢复，增强优质牧草的竞争能力，提高草地的覆盖率，又遵循物种的多样性原理，增加植物的种类，提高草地的稳定性。教师可利用资料展示一些措施的效果，如在土壤条件较好的退化草地上补播优质牧草能使其在2～3年内恢复较高的载畜能力，补播可使草地生产力增加2～3倍。在此基础上，教师再组织学生讨论合理利用好第一营养级能量输出的措施。如结合“S型”曲线确定环境容纳量，避免超载放牧。通过定量研究能量流动特点，利用林德曼的10%定律实现草畜平衡。同时调整能量流动关系，使能量持续高效流向对人类最有益的部分，如进行虫害、鼠害的防治。学生体验到研究生态系统能量流动价值和意义，并形成综合运用相关知识解决问题的能力。
从物质循环角度分析，草地枯落物通过分解向土壤释放营养元素是维持草地植被生长所需营养物质的重要来源，也是植物体将营养物质归还的主要途径，同时从土壤流出CO2在全球陆地碳循环中起非常重要的作用。在此基础上，教师组织学生讨论改善生态系统物质循环的措施。如通过松土的方式来加快土壤微生物分解作用，同时促进植物根部的呼吸作用，增强对土壤中矿质元素的吸收和利用。再资料展示效果：在羊草退化草地进行的松土?验结果显示，羊草地上生物量增加了49%，其他禾草比例由43%上升到57.2%，豆科比例由6.2%上升到12.3%，而菊科由41.14%下降到16.6%。学生在提出或了解这些具体措施时，实现了专题知识的综合运用。
传统高三生物的专题复习以生物的基本知识、基本技能和基本方法的纵横联系，构建出知识结构网。但这样的知识体系往往是理想化的、模式化的，学生不能把由此形成的知识体系与实际问题的解决很好地结合起来。如果以实际问题的多个方面相联系的知识来构建专题复习体系，形成实际问题和专题知识体系有机结合。每一个知识都是在一个有意义、有价值、具体的实际问题情境中相互联系构建的，知识和实际问题都不会处于“游离”状态。学生在构建专题知识的同时，对所学知识形成深刻的理解，并能运用这些知识解决实际问题，发展能力。
