“生物群落”的教学组织，本文主要内容关键词为：群落论文,生物论文,组织论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
生物群落是生态系统的组分之一，在不同版本的高中生物学教材中，都阐述了群落的物种组成及种间关系、群落的结构特征、群落的演替等内容。本文将探讨“生物群落”部分的教学组织。
一、教学内容的组织
在高中生物学新课标必修模块“稳态与环境”的内容标准中，对“群落”的具体要求是：描述群落的结构特征、阐明群落的演替，还建议组织学生研究土壤中动物类群的丰富度，调查当地自然群落中若干种生物的生态位，探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替等活动。
依据标准的上述要求和建议，群落的单元知识点应包括：群落的概念，群落中物种组成、丰富度、生态位和优势种，以及种间关系、群落的结构特征、群落的主要类型、群落演替及类型等。本单元知识的结构如下：
二、教学目标的表述
1.知识目标
简述群落概念的内涵，知道测定群落中物种丰度是群落调查的基本内容，列举群落中种间关系的类型，说出群落中优势种的主要识别特征，举例说出群落中物种之间通过生态位分化而避免竞争和实现共存；描述一个典型群落中的生物在垂直结构或水平方向的配置状况，说出影响该群落结构的主要因素；列举地球上主要的陆地生物群落，说出各自分布区的气候特征和优势种；列举群落演替的例证，阐明原生演替与次生演替的不同，说明群落演替的趋势及结果。
2.能力目标
参与“土壤中小动物类群丰富度的研究”，初步学会野外调查土壤中物种丰度的常用方法，尝试对实验数据的处理与分析，培养处理信息的能力；参与“调查当地自然群落中若干种生物的生态位”的活动，发展分析、归纳、解决问题等综合应用能力。
3.情感态度价值观
通过对群落演替过程的分析，认同群落演替是一个长期的过程，同时关注人类活动对群落演替的影响，逐渐养成环保意识。明确研究群落动态规律的实践意义，认同生物科学研究的重要价值。
三、教学过程的组织
1.解析群落的概念，明确群落的物种特征
在上一单元，学生已经对种群的概念及特征等有了充分的了解，本单元开始，先出示几幅群落组成的相关图片，让学生从图片中辨认不同的生物种群。然后，组织学生阅读课文中有关群落的定义表述，从中找出群落与种群之间的关系，明确群落不仅具有物种特征，而且具有空间特征和时间特征。
(1)尝试进行土壤中小动物类群丰度的研究
丰度是描述群落中物种多样性的指标，群落中各个物种的相对数量通常用多度、盖度和频度表示，测定一个群落中的物种丰度则是研究群落特征的基础。测定群落中物种丰度的最简便方法，是识别组成群落的各种生物并列出它们的名录。对于学生来讲，识别各种生物有较大困难，通过“研究土壤中小动物类群丰度”这个实践活动，一是可以学习野外调查研究的基本方法，二是有助于理解群落的物种丰度与优势种之间的关系。
估计物种丰度的方法有目测估计法或记名计算法。此活动按学习小组进行，小组利用课外时间去郊野农田或弃耕地，按照规范的取样方法从2种不同环境中分别取土样1～2kg，装入塑料袋带回实验室。在实验室里各小组完成对土壤动物的分离、观察和记录，对实验数据进行整理和分析，明确物种丰度是指群落中物种数目的多少。然后，通过课堂上的小组交流，了解不同环境中土壤小动物类群丰度的差别，有哪些主要物种，为学习群落中的优势种做好铺垫。
(2)把握群落中优势种的主要识别特征
学生对群落中的优势种缺少直接经验，教学时应注重引导学生分析具体实例。教学起始，先出示不同群落的图片或展示相关录像资料，如热带雨林、草原、沙漠等，并促使他们思考：群落中的所有物种对群落性质起着同等重要的作用吗？学生通过鉴赏和思考，会认识到组成群落的众多种生物中，可能只有少数物种能够凭借其大小、数量和生产力对群落产生重大影响，这些物种常被称为群落的优势种。优势种具有高度的适应性，并常常决定着群落内部的环境条件，对其他物种的生存和生长有很大影响。因此，优势种的主要识别特征是它们的相对数量多，在群落中有竞争优势，并能通过竞争来取得占有资源的优先地位。
当学生把握优势种的主要识别特征后，可以借助图片或录像展示在一个群落中的不同层次结构，如森林群落中，乔木层、灌木层、草本层和地被层分别有各自的优势种。一方面通过形象直观强化对优势种的认识，为进一步学习群落结构特征和群落的类型奠定知识基础，另一方面领悟到在一个自然群落中优势种对整个群落具有控制性影响。去除优势种必然导致群落性质和环境的变化，去除非优势种的群落只会发生较小的或不显著的变化，而且群落中一般不可能发生稀有物种转化为优势种的事件。然后，启发学生思考：在一个长期被污染的群落中，其优势种是否可能改变呢？进而通过列举和分析湖泊富营养化对浮游植物产生的影响及后果，促使学生意识到环境污染对群落的物种组成造成的危害，领悟到保护生物多样性不仅要保护那些濒危植物，而且也要保护那些优势种。
(3)列举群落中的种间关系
群落中的种间关系包括：捕食、竞争、（互利）共生、寄生等。学生对群落中的种间关系有一些感性认识，教学时还需要再为他们提供一些必要的感性知识，或者课前让学生搜集有关资料，课堂上要引领他们将丰富而系统的感性认识上升到理性认识。因此，该知识点的教学起始应先启发学生思考：一个群落中的多个种群是否随机聚集在一起而构成群落？通过思考，学生会意识到群落中不同物种之间必然存在着直接或间接的相互作用，这就是群落中的种间关系。然后，师生共同剖析群落中种间关系类型的典型实例，找出各种类型的关键特征，用表格形式加以归纳如下：
表1 群落中的种间关系
(4)调查自然群落中几种生物的生态位
生态位是描述物种在群落中的地位和作用的概念，它不仅涉及一个物种的栖息地，而且涉及它与食物、天敌和其他生物的关系，以及它的生活空间、活动时间和行为变化等。生态位这个概念学生不易理解，但它是进一步学习食物链及营养级的知识基础，因此，教学中深入浅出地阐明这个概念是十分必要的。围绕生态位这个概念的教学主要阐明：生态位相同的2个物种不可能在同一栖息地长期共存，但在自然选择的压力下，它们之间出现了栖息环境、食物、活动时间等生态位分化，避免了竞争排斥现象，可以形成2个竞争物种共存的结局。
生态位的教学是在种间关系之后，种间竞争是学生理解生态位的知识基础。教学时，先向学生展示生活在云杉树上的3种林莺的图片（图2），它们都吃云杉树上的昆虫，请学生观察与思考：这3种林莺如何避免为有限的昆虫数量而竞争呢？学生在思考这个问题的过程中，会产生疑问：具有竞争关系的不同生物种群能够长期共存是不争的事实，否则，这个生物群落的结构不能保持稳定，那么，它们是怎样在竞争中求共存呢？由此导入生态位的教学过程。
图2 3种林莺在云杉树上的生态位
生态位的教学重在引导学生通过识图和分析，认识到每种林莺都限定于生态环境的一定部位活动，并利用特定部位的资源，3种林莺是借助空间分离而避免竞争的。在剖析典型实例的基础上，向学生阐明生态位就是指物种利用群落各种资源的幅度，以及该物种与群落中其他物种相互关系（包括生活的位置、食性、天敌）的总和。自然群落中不可能有2个物种的生态位是完全相同的，若2个物种的生态位发生部分重叠时，每个物种都会占有一部分无竞争的生态位空间，从而实现共存（如图3）。
图3 物种间通过生态位分化而避免竞争
生态位分化是生物对环境的长期适应和自然选择的结果。教学中可不必阐述这个论点，在学生初识生态位是指群落中物种的生活方式及其在时间和空间占有的地位之后，有条件的学校可以组织学生利用课余时间，调查当地自然群落中若干种动物的生态位。具体做法是：每个学习小组在校内或附近选择一处生物种类丰富的林地或草地，识别群落中的几个物种，确定几个具有竞争关系的动物作为调查对象，观察这些动物的栖息地、食物类型、天敌，以及各自活动的时间和行为变化等，必要时进行拍摄和录像，并做好生态位的调查记录。通过调查找出生态位相近的物种，确认有没有生态位完全相同的2种动物。
2.认识植物的生长型，了解群落的结构特征
(1)再认不同生长型的植物
按其自然分布区域的不同，群落可以分为：陆地生物群落、淡水生物群落和海洋生物群落。任何陆地群落都是由几种不同生长型的植物构成的，植物的不同生长型则反映出不同环境条件的特征。
学生对植物的生长型有一定的知识基础，教学时可以先出示相关图片，让学生根据植物的外貌和形态结构等特征，识别乔木、灌木、藤本植物、附生植物、草本植物和地表植物等各种生长型的植物，进而描述各种生长型植物所处的各自不同环境条件，讨论不同生长型植物与其环境之间的关系，然后，师生共同用表格形式概括植物的不同生长型（表2），分别列举本地区常见的几种植物并将其填写在相应的表格中。
表2 植物的主要生长型
(2)解释群落的空间结构特征
群落的空间结构特征是指群落的组成在垂直结构和水平结构上的配置格局，如森林群落在不同高度上呈现的分层现象，草原群落在水平方向上呈现的不均匀现象。不同版本的高中生物学课本中，在介绍群落的垂直结构时，都以森林群落为实例，并配有精选的彩图。因此，教学时先组织学生通过阅读课文，明确一个发育良好的森林群落，其地上部分自上而下依次发展为：树冠层、下木层（矮树）、灌木层、草本层和地表层（苔藓、地衣）等层次，然后，鼓励学生推测：热带雨林、温带阔叶林、寒带针叶林的层次结构差异，并尝试说出推测的依据。还可以让学生推测森林群落的地下根系的分布是否有层次性。根据已有知识和日常的观察，学生能够理解森林群落的每一个层次上都有动物栖息，他们对大多数动物只限于在1～2个层次活动感到困惑，要点拨他们从生态位的角度作出解释。也可以列举几种生活在温带阔叶林中的动物，如松鼠、猫头鹰、啄木鸟、大山雀、柳莺、野兔、鼠和蚯蚓等，让学生讨论并说出这些动物各自的栖息地和活动空间。
学生对水生群落的分层现象知之甚少，教学时先向学生呈示一个北温带湖泊的垂直结构剖面图（图4），结合图解阐明水生群落的分层现象主要是光、温度和溶氧的分层，然后让学生列举在湖泊的不同层次空间中常见的生物，如漂浮生物、浮游生物、游泳生物和底栖生物等，从而理解水生群落的分层特征。
图4 一个北温带湖泊的垂直结构
群落的组成在水平方向的成片分布（即斑块）现象，在草原、林下草地和城市绿地上明显可见，不同斑块上的生物种类及数量有所不同，并呈现镶嵌性。如北京的城市绿地自春季起，会相继出现成片的二月兰、紫花地丁、独行菜、蒲公英、刺儿菜、灰藜等景观，教学时要因时、因地制宜地引导学生进行观察和辨认，将获得的第一手资料用于教学过程。
(3)观察群落的时间结构特征
群落的组成和外貌随时间而发生有规律性的变化，主要是昼夜变化和季节变化。这个知识点的教学要重视学生通过日常观察积累的感性知识，他们能够列举昼夜间在林地或绿地活动的动物，如白天在开阔的绿地有各种蝶类、蜂类和蝇类活动，傍晚后只能看到夜蛾类和螟蛾类昆虫。白天在林地有多种鸟类，夜间有猫头鹰、布谷鸟和鼠类活动。多数学生对群落的季节变化缺乏亲身体验，教学时向学生展示温带落叶阔叶林季相图片，一年四季迥然不同的群落外貌令人神往。
3.比较陆地群落的主要类型，解释群落演替趋势和结果
(1)新课标的具体内容标准中不要求群落的类型，但群落类型是学习群落演替必备的知识基础，也是习得生态系统知识的基础。因此，在解说群落演替之前，应结合相关图片向学生介绍陆地生物群落，如森林、草原、荒漠和苔原等，并引导学生用表格将陆地群落的主要类型加以比较，如表3。
(2)观察鱼缸中群落变化，理解群落演替的内涵
表3 陆地群落的主要类型
群落处于不断的发展变化中，即群落按着一定的规律进行演替。群落演替的教学要先组织好“探究水族箱中群落演替的实验”，该实验的准备工作应在群落教学初进行，组织部分学生与教师一起将稻草或麦秸剪成寸段浸泡在清水中，3～5d后将浸泡液（含有枯草杆菌等）与从池塘取来的水（有某些原生生物），按1∶3混合倒入水族箱至容积的2/3，然后，将水族箱放置在实验室没有阳光直射的地方。2～3 d后，组织学生用显微镜观察表层水样中的生物种类和数量，1周后再次进行观察。比较2次观察的结果，分析群落发生的动态变化及原因，从而理解群落演替的内涵。
(3)剖析不同演替的实例，说明群落演替趋势及结果
群落演替分为初生演替和次生演替，前者是从未有任何生物定居过的裸岩、沙丘和湖底开始，后者从被毁灭的原有群落基质上重建。学生对群落演替知之甚少，教学要为学生提供相关图片或录像资料，引导学生剖析群落演替不同类型的典型实例，如从湖底演替为森林和从弃耕农田演替为森林的过程，通过比较（表4）明确尽管原生演替和次生演替的阶段不尽相同，但演替的趋势和结果大体相同，通过分析湖底与弃耕农田的基础和环境条件的差异，能够解释次生演替经历时间较短的原因。
表4 湖底与弃耕农田演替过程的比较
通过上述分析和讨论，学生初步认识群落的发展趋势及结果，但他们会误认为森林群落是群落发展的顶极。因此，当学生明确群落演替的速度取决于原有群落的基质和环境条件时，应进一步启发他们思考和讨论：一个森林群落是否继续演替下去？这个问题会引起学生争论不休，教师要及时地引导他们找出群落演替的动因：一是群落的组成和结构是否相对稳定，二是群落与当地的温度和降雨量等条件是否处于平衡状态。一个成熟森林的结构复杂而稳定，与其湿润或较湿润的生态环境保持高度和谐状态，只要不受外力干扰，它将永远保持原状。所以，发育成熟森林是一个顶极群落。
图5 决定顶极群落的气候因素
通过对森林群落发展趋势的分析，学生认识到温度和降雨量是决定顶极群落的两大气候因素后，向学生呈示现今地球上群落的主要类型与气候关系的图解（图5），鼓励学生识图作答，完成下列表格（表5）的填写。
表5 决定顶极群落的气候因素
