第三节 生态系统 二 生态系统的结构

在“生态系统的结构”一节中运用“互动式”教学法

闫茂华　(江苏省连云港师范专科学校海州校区　222023)

　　“互动式”环境教育项目由联合国环境开发署(ＵＮＤＰ)于1997年引入我国,目前已取得了阶段性成果。“互动式”是教学中的一种传播方式,它强调教师与学生之间、学生之间以及师生与环境之间的相互联系、相互影响。教师作为教学过程的规划者、组织者,给学生提供问题和资料,引导学生积极参与、反应和创造,在学生已有知识的基础上运用观察、试验、探索、调查、图表与数据分析、野外考察等方法获取信息,师生间再通过讨论、辩论、角色扮演、小论文写作等方式表述、交流观点与认识,使学生逐渐养成独立思考的习惯与能力,从而激励青少年的学习兴趣,促进他们主动学习,真正成为学习的主体。笔者在“生态系统的结构”教学中应用了“互动式”教学法,现谈谈一些做法。

　　1　由竞赛导入新课,创设教学情境

　　以小组竞赛方式作为开场白,学生的积极性很容易被调动起来,活跃了课堂气氛,加强了师生间的情感交流,不知不觉中复习了旧知识,也为新知识的学习作了铺垫。在“生态系统的结构”一节导言时,在学生已掌握生态系统概念和类型的基础上,让学生以小组为单位示本组最具代表性的自制生态模型(上节课布置的课后作业),并选派本组最具实力的同学充当小讲解员讲解生态模型的构思及制作过程,以此让各小组同学亮分。此时课堂气氛顿时活跃起来,各小组同学密切配合,认真准备,竞赛中拼命为自己小组的选手加油助威。通过竞赛巩固了旧知识,增强了学生的竞争意识和团队协作意识,也为本节内容的学习埋下了伏笔。

　　2　暗示—领悟,实现知识迁移

　　教学上的暗示是教师以咨询者的身份诱导学生轻松愉快地学习,通过创造情景—参与活动—总结转化,使认识、经验转化为思想行为准则。如在各小组展示自制生态模型后,教师诱导学生观察自制的生态模型中都有哪些成分?它们之间的关系怎样?从而引出本节学习的内容———“生态系统的结构”。在学生充分讨论发言之后,教师归纳总结生态系统的成分:各种绿色植物的新陈代谢类型是自养型的,它们能自已制造有机物,因此叫生产者;各种动物自己不能直接制造有机物,必须直接或间接以各种绿色植物为食,因此叫消费者,并且以食性不同分为初级、次级、三级消费者等;细菌、真菌等微生物大多以分解动、植物尸体、排泄物和残落物为生,因此叫分解者;另外所有这些生物生活的无机环境,如阳光、空气、水、土壤等都是没有生命的,因此称为非生物的物质和能量。而且生态系统中的生产者、消费者、分解者三者之间紧密联系、缺一不可。并暗示学生将生态系统概念中的生物群落与生产者、消费者、分解者比较;将无机环境与非生物的物质和能量比较,使学生建立新旧知识的联系,实现知识的迁移。

　　3　谚语教学,画龙点睛

　　为进一步揭示生产者与消费者之间的关系,运用一些生活中的谚语、俚语启发学生思考,激发学生的求知欲,有利于知识难点的解决。如讲食物链和食物网时,列举“螳螂捕蝉,黄雀在后”、“大鱼吃小鱼,小鱼吃青虾,青虾吃烂泥(其中的浮游生物)”、“鹬蚌相争,渔翁得利”等谚语,分析谚语中各种生物之间是以食物为联系的,导出食物链的概念,再引导学生分析黄雀是否仅以螳螂为食,螳螂也是否仅以蝉为食?根据学生已有的知识不难回答:黄雀兼食其他昆虫(蝗虫)、谷物等,螳螂也兼食竹节虫等昆虫。这样就形成了多条食物链,而且这些食物链之间彼此交错,形成网状,引出食物网的概念。最后再分析每条食物链中各生物所占的营养级,所属哪一级消费者,学生容易理解。这种用学生所熟悉的谚语切入知识点,易使重点突出,难点突破,起到了画龙点睛的作用。

　　4　运用角色扮演,实现知识升华

　　角色扮演是指教师提出具体的场景,提示各角色的身份,学生经过准备,充分发挥自己的能动性、积极性,通过阅读、分析思考、明确自己所扮演的角色所处的地位,对等事物所持的态度。为了巩固食物链和食物网等知识点,采用角色扮演法,学生活动积极,教学效果十分显著。规则要求每小组选派两名学生随机进行各种生物扮演(各种生物面具课前由生物学课骨干分子准备好),扮演者要精心准备,迅速准确地找到自己的捕食对象,并与它发生联系,这样很容易结成食物网。教师指着形成的“食物网”对各小组学生提问:(1)请说出你们小组同学扮演的角色在哪条食物链的何种营养级?属几级消费者;它在不同食物链中的位置是否一致,为什么?(2)若你扮演的这个物种从地球上消失,对它所在的食物链、食物网会有何影响?(3)若你们小组扮演的生产者被破坏(该同学回座位),那么,整个食物网会怎样,该生态系统会怎样?(4)你认为应该怎样来保护生态系统中的野生动植物?通过扮演和提问,全体同学都在认真思考、积极参与。这样既达到了对所学知识的巩固,也训练了独立思考的能力,还渗透了环境教育。5　注意媒体运用,延伸知识面在“生态系统的结构”教学中,课结尾播放2段录像:《动物世界》片段;长江上游植被破 坏引发1998年特大洪涝灾害及军民奋勇抗灾片段(该片段由教师课前将有关材料录制合成),组织学生开展如何保护我们生存的生态环境,你能为我国西部开发做点什么的讨论。许多学生表示将来要做一名民间环保活动者,并以自己的实际行动影响和教育自己的学生。

生物学教学2001年第1期

脆弱的北极生态系统

　　那么北极的环境系统究竟有些什么特点呢？首先是北极脆弱生态系统的脆弱的自修复能力。所谓生态系统是指在生物圈范围内相互作用、彼此进行物质交换和能量流动的生物群落与非生物环境的综合体。

　　而任何一个生态系统都由四个方面构成：生产者、消费者、分解者、非生命物质以及能量。判断一个生态系统是否脆弱，它的自修复或自净化能力是否脆弱，应当从这四个方面的数量大小、种类多少、运行条件难易，以及这四个方面相互之间的关系来分析。而要分析它们之间的相互关系，还必须了解生态系统的能量流动概念与食物链结构。实际上，每一个完整的生态系统都是一个能量流动的固定和转换系统，生态系统中能量转换的全过程叫做能量流动。能量沿着太阳——生产者——消费者（还原者）的途径流动，并遵循两个基本规律：第一，生态系统中的能量流动逐级递减，传递效率一般为10％，其余被呼吸和尸体等消耗。第二，能量的流动是单向的，不是循环的，最终将递减，从生态系统中消失到宇宙中去。

　　现在让我们把北极地区作为一个统一的区域性生态系统，来看一看它的各个构成部分。按照定义，一个生态系统的生产者是指可以利用太阳能把无机物合成为有机物的绿色植物，以及某些藻类和根瘤菌等。

　　那么在北极地区生产者们的“健康状况”如何呢？在北极即使在北极地区最南界，绿色植物每年的生长期也只有150天；而到北冰洋腹地的岛屿上，绿色植物每年的生长期就更短，可能只有几天，甚至连一天也没有，那里的生产者们长期“冬眠”，直到某一个特别暖和的“好年头”到来。显然，北极生产者们的生产力是相当弱小的。

　　那么消费者们又如何呢？与中、低纬度相比，北极消费者的最大特点是种类太少。无论是一级消费者，亦或高级消费者的种类，都比温暖地区少一到两个数量级。尽管有些种类（如北极旅鼠）的数量非常大，但是单兵种作战，遇到某些特殊情况，就靠不住了。这好比一场战争，如果一方只有坦克部队，虽然非常强大，可万一遇到缺少燃油的情况，又无其他兵种可依靠，便毫无办法，只得坐以待毙。北极生态系统消费者的命运和生产者的差不多。由于天气寒冷，北极微生物（细菌、真菌等）及微型动物（鞭毛虫、土壤线虫等）本来就在生死线上挣扎，所以它们没有多大的工作能力。

　　至于北极非生命物质及能量方面，除了太阳能显著匮乏外，状况倒是比前三者好得多。但究竟好多少，科学家们目前还说不清楚。从北极生态系统四个构成部分的综合状态来看，说它是一个脆弱的生态系统一点也不过分。

　　为什么说北极生态系统的自修复或自净化能力也是脆弱的呢？首先因为北极生态系统本身是脆弱的，所以它的自修复或自净化能力就不可能很强。这好像一个病弱的人，总不如强壮的人更容易恢复健康一样。另外，自修复或自净化能力的强弱还主要看生态系统的能量流动和食物网链。生态系统中的能量流动，是从一种生物转移到另一种生物的，具体说就是通过食物网链来进行的。而食物网链是否“结实”，关键要看生产者和各级消费者的种类多少。由于北极生物种类相当少，因此食物网链不可能“结实”，脆弱的自修复或自净化能力也就不言而喻的了。综观全局，可以说北极自然生态系统的稳定性较低，可塑性不强，多样性单薄，系统惯性很小，因此它的生态平衡的恢复和重建是相当困难的。

　　研究“温室效应”的科学家一直警告，北极气候变暖的趋势比在中纬度地区更明显。这是因为北极地区对于全球其他地区的气候变化具有一种放大作用。1993年夏季，阿拉斯加最北端的小城巴罗（71^oN）曾出现气温高达34℃的炎热天气，连百岁老人也不知所措。爱斯基摩人抱怨在永冻土层中挖掘的贮存冻鲸肉的地窖在不断融化，他们不得不向更深层去挖掘。

生态系统拆开看

　　一块农田是农田生态系统，一片草原是草原生态系统，一片森林是森林生态系统，这些不同的生态系统在组成成分上的共同之处是什么呢？我们不妨把它们分解开，不同的生态系统都由非生物部分与生物部分组成。

　　非生物部分是生命支持系统，即非生物环境部分，主要由气候与土壤组成。气候包括光照、温度、水、风、太阳能等，而土壤包括土壤水、无机盐、氮、磷、钾等营养元素。

　　而生物部分，按照其在生态系统中的功能与特征，可分为三部分：生产者、分解者、消费者。生产者，在草原，是草原植物，在森林是乔木、灌木与草本植物，而在农田则是各种不同的农作物。消费者不能直接利用太阳能，只能以植物或者动物为食。分解者则是微生物与土壤动物，它们使死亡的有机体分解，释放出能量和简单的无机物，使之再为植物利用。