发布时间:2023-10-10 15:34:05
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇生态系统的稳定性的概念,期待它们能激发您的灵感。
关键词 恢复力稳定性 抵抗力稳定性 自我调节能力 生态系统
中图分类号 G-633.91 文献标志码 B
“生态系统的稳定性”人教版是高中生物必修3的内容,在教学过程中,有很多问题一直困扰着教师和学生,如自我调节能力的含义、稳定性与复杂性的关系、恢复力稳定性和抵抗力稳定性的关系等,然而教材中并没有给出这些问题的答案。
1 “生态系统的稳定性”的含义
人教版生物必修3“生态系统的稳定性”一节中,给出的生态系统稳定性的定义为,生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,叫做生态系统的稳定性。
按照这个定义,生态系统的稳定性包括以下3个方面的含义:
① 生态系统未受到外界干扰的情况下,生态系统的结构和功能保持动态平衡;
② 生态系统受到干扰时,抵抗干扰,维持原有平衡的能力(抵抗力稳定性);
③ 生态系统受到干扰,遭到破坏后(偏离平衡后),恢复到原有平衡状态的能力(恢复力稳定性)。
2 生态系统“自我调节能力”的含义
人教版生物必修3中,并未给出“生态系统的自我调节能力”的定义,只提到“生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力”,也就是说生态系统稳定性的原因是生态系统具有自我调节能力。很少有文献给出“自我调节能力”的定义,只有少量文献给出“生态系统作为具有耗散结构的开放系统,在系统内通过一系列的反馈作用,对外界的干扰进行内部结构和功能的调整,以保持系统的稳定与平衡能力,称为生态系统的自我调节能力”。这样的定义倾向于将生态系统的自我调节能力理解为抵抗力稳定性。但是生态系统的自我调节能力远不只这一方面,其至少包括以下2个方面的含义:
① 未受到干扰时,生态系统通过自我调节能力,调节固有的动态平衡。
② 受到干扰后,通过自我调节能力对内部结构和功能进行调整,保持或者恢复原有平衡。
2.1 通过自我调节能力,调节固有的动态平衡
生态系统在未受到干扰时,其功能和结构保持着固有的动态平衡,这个固有的动态平衡状态是靠自我调节能力来实现的,主要表现在以下3个方面:
① 同种生物(种群内部),通过密度自动调节种群数量的稳定。当密度增高并超过平均密度时,种群自身的出生率降低,死亡率增高,或者加强迁出等作用(负反馈作用),使种群密度恢复或接近原有状态,反之,当密度向低于平均密度的方向偏离时,种群自身又通过加速生长发育,提高出生率,降低死亡率等反馈途径,使种群密度再恢复或接近原有的水平。种群内部自动调节种群密度的途径很多,主要可通过行为、内分泌和遗传等方式调节。
② 异种生物通过种间关系彼此相互制约,维持相对稳定。生态系统中各种生物之间的关系是复杂的,异种生物之间可以通过捕食、寄生、种间竞争等相互影响彼此的种群密度。如当兔的数量上升后,由于食物变得丰富,猞猁的发育速度加快,出生率上升,所以数量上升;又由于猞猁数量上升,吃掉大量的兔子,所以兔子的数量又会下降,猞猁由于缺少食物,从而种群数量也下降。
③ 生物与非生物相互影响,使生态系统保持平衡状态。
非生物环境,如光照、温度、降水、气候等在一定程度上决定了某一地区生态系统的类型。生物可通过不同的生态对策适应环境。在多变的、不确定的和难以预测气候的环境下,种群一般选择遇到良好环境就快速发育,具有很高的出生率。这样的物种一般体型较小,寿命短,一生中只生殖一次,如寒带或者干旱地区的生物、一年生草本植物、蝗虫。在稳定的、较确定的和可预测的环境下,种群一般选择缓慢发育,增长率不大,这样的生物一般体型较大,寿命长,一生中可多次生殖,如热带雨林地区的生物、大象。
生物也可通过改变非生物环境,以提高自身的调节能力。如群落的演替过程中,演替不同阶段的生物不断的改良土壤环境,使生物群落朝着复杂化的方向发展,在群落的演替过程中,生态系统的自我调节能力也不断加强。
2.2 通过自我调节能力,保持或者恢复原有平衡
当生态系统受到外界干扰时,生态系统可以通过自我调节能力抵抗干扰,如森林遇到持续的干旱气候,树木往往扩展根系在空间的分布,以保证获得足够的水分,维持生态系统正常的功能;当生态系统由于受到干扰偏离平衡位置时,可通过自我调节能力,恢复到平衡状态,如草原火灾后,由于草根和种子的再生能力很强,所以草原很快会恢复到原来的繁盛状态。
但是生态系统的自我调节能力是有限的,一旦外界干扰超过限度,生态系统的自我调节能力将很快丧失。如过度放牧导致草原退化,由于草根等都被破坏,失去再生能力,很难恢复。
3 复杂性与稳定性的关系
3.1 复杂性与自我调节能力的关系
人教版生物必修3“生态系统的稳定性”一节中,给出“一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力也就越强”。如前所述,自我调节能力主要包含生态系统未受到干扰时调节动态平衡,与受到干扰时抵抗干扰和恢复平衡的能力。一般来说,生态系统的营养结构越复杂,种间关系以及生物与非生物环境之间的关系就越复杂,将有更多的途径维持自身的动态平衡。例如,当生态系统受到外界干扰时,某一种生物的数量减少,如果营养结构越复杂,将会有同一营养级的其他生物补偿或代替这一生物的功能,从而维持生态系统的稳定状态。
3.2 复杂性与抵抗力稳定性的关系
复杂性与抵抗力稳定性的关系是复杂的。如人教版生物必修3“生态系统的稳定性”一节所述,“一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力也就越强,抵抗力稳定性就越高”。但是,在实验研究中得出了不同的结论,如在非洲塞伦盖蒂平原的研究结果表明,在群落中增加了水牛的草食作用以后,群落的稳定性下降了,也就说明物种丰富度高的群落,其抵抗力较差;而在美国黄石公园的研究结果表明,物种丰富度高的草原与物种丰富度低的草原相比,更能抵抗干旱的环境。
3.3 复杂性与恢复力稳定性的关系
复杂性与恢复力稳定性的关系是复杂的。人教版生物教材中,并没有直接给出恢复力稳定性与复杂性的关系,一般认为,群落或者生态系统的复杂程度越高,恢复力稳定性越弱。例如森林和草原在同样遭受火灾之后,草原生态系统恢复的相对要快一些。
但是,生态系统的恢复力稳定性不仅决定于生态系统的复杂性,生态系统所处的自然条件和遭受的破坏程度同样影响恢复力稳定性。例如在同等强度的干扰下,草原生态系统比沙漠生态系统的恢复速度快,虽然草原生态系统结构更为复杂,但是由于其气候条件(尤其是降雨)比沙漠好,所以受到干扰以后恢复较快。同一生态系统受到不同干扰时,恢复速度也不一样。当干扰较弱时,恢复速度较快,干扰较强时,恢复速度较慢。但是,当破坏程度超过了生态系统的自我调节能力时,恢复力稳定性将遭到破坏,此时恢复的时间将更漫长。这个恢复的过程已经不属于恢复力稳定性的范畴,应该属于群落演替的范畴。
3.4 恢复力稳定性与抵抗力稳定性的关系
一般认为,同一个生态系统抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈现相反的关系。一个生态系统的营养结构越复杂,抵抗力稳定性就越高。但遭受干扰后,恢复的时间将较长,也就是说恢复力稳定性越弱。
由于抵抗力稳定性和恢复力稳定性与复杂性的关系极其复杂,因此直接将抵抗力稳定性与恢复力稳定性相比较,是不合适的。例如,热带雨林物种丰富度很高,抵抗力稳定性很强,然而,遭受一定程度的干扰后,也能较快的恢复;北极苔原物种丰富度很低,营养结构非常简单,抵抗力稳定性很低,在遭受到外界干扰后,由于气候恶劣,恢复的时间也比较漫长。
参考文献:
[1] 朱正威,赵占良.普通高中课程标准实验教科书:生物・必修3・稳态与环境[M].北京:人民教育出版社,2007.
[2] 殷维君.环境保护基础[M].武汉:武汉工业大学出版社,1998.
[3] 孙儒泳.动物生态学原理[M].北京:北京师范大学出版社,2012.
关键词:土壤生态系统;稳定性;研究
前言:土壤生态系统的稳定性主要表现在土壤生态系统的抵抗力和恢复力,其主要作用是衡量土壤的健康程度,土壤生态系统稳定性的评价,对于土壤的健康评价有着重要作用。土壤是人们赖以生存的重要保障,随着经济水平的不断提高和科学技术的大力发展,土壤污染问题日益严重,土壤的健康程度越来越受到各界的关注,这也使土壤生态系统研究得到了进一步的发展。
1 土壤生态系统稳定性的概念
土壤生态系统的稳定性一直是生态学中重点讨论的理论问题之一[1]。在生态学研究中,对土壤生态系统稳定性的概念一般有两种解释。一种认为土壤生态系统稳定性是指土壤系统的抗干扰能力,另一种解释是生态系统的动态稳定性。其中土壤系统的抗干扰能力的具体解释是抵抗力和恢复力,指土壤在经受多种因素干扰后,依旧能够保持原有状态不变的能力和受到干扰并引起变化后,能够恢复到原有状态的能力。
2 土壤系统稳定性研究内容
2.1 干扰因素类型
在进行土壤系统稳定性研究时,首先要分析其的干扰类型,以干扰为依据,将土壤系统的稳定性充分显现出来。不同的干扰方式对土壤生态系统的影响效果不同,因此,在进行研究时,要对干扰类型进行科学合理的分析,深入了解不同干扰因素对于土壤系统的不同影响效果。
干扰因素分为许多不同的类型,分类的标准一般是形势、强度、频率等,干扰因素具有一定的破坏力,能够造成不同程度的破坏事件。常见的干扰类型主要分为三大类:扰动、胁迫和干扰。
扰动主要包括瞬时扰动和持久性扰动两种类型,对土壤生态系统的影响在时间上有一定差异。胁迫则是分为致死性伤害和非致死性伤害,其影响效果分别表现为个体生物死亡和生物量减少。干扰则具有破坏、组分改变、干涉、抑制等作用。在实验中经常会用热、干湿交替、重金属等胁迫方式作为干扰类型进行土壤生态系统稳定性的研究。
2.2 土壤参数与过程
土壤是生态系统中物质循环和能量转化过程的重要场所[2]。土壤生态系统的生命因素主要有微生物和土壤动物[3]。由于土壤生态系统与地面上的生态系统具有很大的差别,因此在进行土壤生态系统稳定性研究时,要注重区别其与其他生态系统中的不同特征。
土壤生态系统过程主要分为生物与物理化学两方面。生物过程主要是将土壤生物的群落结构、活性和功能等作为内容的表征。物理化学过程则是将土壤的孔隙结构、透水性等作为内容的表征。由于土壤的生态过程十分容易受到土壤生物的影响,因此很多关于土壤生态系统的稳定性研究都是从土壤生物的角度进行的。其中通常测定的参数主要包含土壤生长速率、氮素矿化速率等。
3 影响土壤生态系统稳定性研究的外部因素
3.1 土壤污染
现阶段由于科学技术的发展和化学原料的使用,土壤受到了严重的污染。据相关调查表明,在土壤经受过重金属污染后,会出现明显的生物量降低,微生物种类减少等现象。但是相对于实验室的人工污染试验,这种经过外部因素污染的土壤更具有研究意义。
3.2 植被
植被与土壤具有直接关系,两者之间有着能量与物质的交流,一般的植扰,是对土壤的积极性干扰。植被对于土壤的修复有着重要作用,不同的植被类型对于土壤中的化学组成有着不同影响,其中的碳氮量更是土壤生物群的重要影响因素。在碳氮比相对较低时,土壤生物群的稳定性相对较高,当碳氮比较高时则情况相反。
3.3 其他干扰因素
人为干扰和环境胁迫对于土壤生态系统的稳定性也有着重要的影响。相关研究表明,土壤对一般的干扰具有很强的恢复能力,但是大量的使用化肥会使土壤生物群落受到严重的影响,且这些生物群落对于环境胁迫,如人工降雨等的抵抗力也相对较差。
4 土壤生态系统稳定性的内在机制
4.1 土壤物理化学环境
土壤中的物理化学环境是生物群落稳定性的重要影响因素,尤其是土壤质地的影响作用最为显著。有些土壤由于质地原因,可以吸附更多的有机质,能够激发生物活性,达到稳定生物群落的效果。而在土壤中添加有机物,也能够达到同样的效果。另外一些物理化学因素,例如:土壤含水量、PH值、土壤团聚体结构等,对于生物群落德组成都有一定的影响,但是对于其稳定性的影响情况暂时并没有相关数据。
4.2 生物多样性
生物多样性与生态系统稳定性的关系,一直是生态学重点研究课题,但是在研究过程中,很少会将土壤生态系统作为研究对象。现阶段的科学技术发展和社会需求已经不能够满足于仅仅对地表生物的研究,因此,分子技术驱动的土壤微生物研究就此展开。
在研究过程中,学者多次测试了不同土壤与生物多样性的关系,而最终结果并没有证明土壤功能与生物多样性具有直接的关系。由于土壤生态系统稳定机制的研究时间相对较短,土壤生态系统的生物群数量庞大,并没有获取到更多有价值的数据,因此,需要更加重视土壤生态系统稳定性的研究,加大研究力度和资金投入,对土壤生态系统中的微生物群落、干扰因素等进行更深入的了解。
参考文献
[1] 贺纪正.土壤生态系统为生物多样性――稳定性关系的思考[J].生物多样性,2013,4(21):411-420
联系方式:胡小勇(曲岸),;QQ:472275060
教学设计概述
思路概述
《普通高中生物课程标准》提出“注重使学生在现实生活的背景中学习生物学”,倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念,并能运用生物学的原理和方法参与公众事务的讨论或作出相关的个人决策。《生态系统的组成成分及其相互关系》,就是通过有效使用信息技术来实现上述课程理念的教学设计和实践。
本教学内容是上海市高中生命科学高二年级第二学期《生态系统》(教材《生命科学》,上海科学技术出版社)中的第一单元。由于本校高二学生已经接受过信息技术课程教学,能够熟练地操作电脑并掌握了概念图软件Mindmanager的使用方法,同时还具备一定的分析问题、解决问题能力,因此将教学设计思路定位为“基于信息技术的分组自主学习”。依据课程标准针对核心问题“生态系统的成分及它们之间的关系”,把学习设置在有意义的问题情境中(设计一个微型生态系统,让其维持一定时间的运转)。通过让学生合作解决真实问题,来学习隐含于问题背后的生物科学知识,形成解决问题和自主学习的能力。教学设计还特别强调关注学生对设计实验、分析实验现象和改进实验过程的体验,从而理解“非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者、生态系统”等教学重点和难点。
学习目标
知识和技能:掌握生态系统的概念与成分,及各成分在生态系统中的重要作用;认识影响生态系统稳定性的因素;培养学生的观察能力;培养学生设计实验、科学分析实验和预测结果的能力。
过程和方法:引导和组织学生使用Mindmanager工具软件开展自主学习和协作探究。
情感、态度和价值观:学生首先通过自己动手制作生态瓶并分析维持其平衡的必要条件,认识到对于一个生态系统来说,非生物成分和生物成分是缺一不可的。其次,通过了解美国生物圈II号失败的教训,认识到地球是我们唯一的家园,每个人都有责任保护地球,人类的一切活动都要遵循生态平衡的客观规律。
教学过程设计
教学内容包括“认识生态系统的成分和功能”、“分析地球之外是否有适合于人类居住的生态系统”两部分,共设计了三个探究活动。我们采用概念图软件Mindmanager,将学习活动建构绘制成一个可扩展的动态结构支架,如图1所示。在学习过程中通过按步骤展开概念图,可以获取学习资源,生成知识,解决问题。在每个活动中,都设计了有意义的问题情境,逐层递进,从而有效地落实教学目标。
图1 基于Mindmanager的教学活动框图
活动1:通过观察微型生态球和Flash课件,初步认识生态系统有哪些成分和它们之间的关系。达成知识目标“掌握生态系统的成分及各成分的重要作用”、达成能力目标“细心观察,发现问题”。
活动2:通过模仿设计生态瓶并思考如何让它维持的时间更长久,进一步深入认识生态系统的成分和它们之间的关系,初步认识到这是维持生态系统稳定性的基础。达成知识目标“认识影响生态系统稳定性的因素”,达成能力目标“设计实验、分析实验现象和改进实验”。
活动3:通过分析生物圈II号失败的原因,引导学生认识到“遵循生态规律,保护地球,保护环境,保护野生动植物资源,就是保护人类自己”,逐步树立人与自然和谐共处的理念。达成情感目标“地球是人类唯一的家园,人类的一切活动都要遵循生态平衡的客观规律”等。
在教学过程中,应用到的教学资源和材料主要包括:供学生自主学习参考的学案;Mindmanager学习概念图、Flash课件、PPT课件、数字图片,以及中国科普网络资源等。
学生活动:观察研讨
教师播放Flash课件,让学生观察风靡欧洲的生态球,如图2所示,激发学生思维:“为什么完全密闭的玻璃球中的小虾能自由自在地生活?”
图2 生态球
学生观察生态球由哪些材料做成,然后归类。
有了这些材料,生态球是如何运转的?(观看两个Flas,得出结论)
通过活动,学生概括出生态系统的成分及各成分的作用,明确生态球能够运转的原因。
学生活动:模仿实验
学生模仿生态球,自主尝试动手做一个微型生态系统,同时思考:“如何让它维持的时间更长久?”
学生交流分享,通过比较不同的实验设计方案,推选出最佳组合方案。
师生共同总结,概括出生态系统的概念。
学生活动:展示交流
学生代表作PPT展示:了解为了试验人类离开地球能否生存,美国建造了完全封闭的“生物圈II号”实验基地,如图3所示。它是一个更大型的模拟生态系统,从成分上看,什么都不缺,但是最终这个计划失败了。
图3 生物圈II号
应用所学的生物原理思考和交流:你从“生物圈II号”的失败中得到了什么启示? 总结经验教训:人类在茫茫宇宙中只有地球这一处家园,地球不是实验室,我们输不起,只有善待和保护她才是我们真正的出路。
课堂实施效果
关键词:案例教学高中生物教学设计
1教材及学情分析
1.1教材分析
本节选自人教版必修三第五章第五节,这节的主要内容有生态系统稳定性的概念,生态系统的自我调节,生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性,提高生态系统稳定性等,重点掌握生态系统自我调节的主要机制—负反馈调节,难点区分抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
1.2学情分析
本节是在八年级北师大版生物8单元《生物与环境》第23章《生态系统及其稳定性》第4节《生态系统稳定性》内容学习后的巩固和提升,目的在于进一步培养学生尊重自然发展规律,寻求人与自然和谐发展的途径。对于高二的学生来说,初中相关知识的学习已使之具有较充足的学习基础,教学过程中再单靠教师讲授法教学就比较枯燥,学生容易分心使教学效果不佳。本节内容与自然科学联系紧密,加之理解能力较初中强,拟采用案例教学法将枯燥的书本知识与生活实际相联系,充分调动学生的学习积极性,培养其自主分析解决问题的能力,从而完成知识体系的构建。
2设计理念
好的案例是案例教学的关键,选择案例首先需要与学习的内容紧密相关,其次是要具有典型性,与学生能产生共鸣,三是能突出重难点内容。在案例教学实施中,教师要注意把握好自身的引导作用和学生的主体作用,呈现案例要适时,抓住要点提出问题,使学生踊跃参与讨论,解析案例,合作交流,得出结果,最后班级互动,交流意见,总结补充,反思欠缺[4][5]。
3教学过程
基于案例教学的设计理念联系生活实际对必修三中的“生态系统的稳定性”一节进行了案例教学设计.
4结语
4.1案例教学中紧密联系生活实际
本节内容在总体设计上以海洋生态系统作为引导,首先以目前社会广泛关注的海洋微塑料污染问题为案例引起学生共鸣,提出了要学生讨论的第一个问题“什么是生态系统的稳定性”?由此展开再通过多个案例层层深入将本节的知识点一一呈现并阐述,同时回顾拓展了反馈调节的概念模型,将其从人体生命活动延伸到生态系统。以上以生活实际案例为基础的教学设计,能较好地帮助学生理解记忆,疏通难点,构建完整的知识体系。
4.2案例教学中引导构建知识体系
通过以上教学过程发现,案例教学在实施的过程中以真实的案例为载体,与生活实际相联系,教师积极引导学生有目的的学习,主动思考并大胆发表个人的观点,在轻松活跃的氛围里完成学习的目标,解决问题获取知识,完成知识体系的构建[7]。
关键词:数学建模;概念教学;自主探究
1数学模型建构教学的理论依据
模型建构教学活动以学生为主体,以建构模型为主线,让学生在探究过程中交流、学习。它重视学习过程的主动性和建构性,强调学生以个体的学习经验建构对新事物的理解,从而形成新的概念,掌握解决问题的方法和技能。教师在教学过程中用好模型建构,对提高学生生物科学素养有很大帮助。数学建模是指通过数据解释实际问题,并接受实际的检验。生物学教学建模时,教师引导学生利用生物学基本概念和原理,理解用数学符号和语言表述的生物学现象、本质特征和量变关系。生物学数学建模一般包括5个基本环节:模型准备、模型假设、模型建构、模型再建构和模型应用。
2数学模型建构教学在初中生物课堂教学中的实践
以“生态系统的稳定性”为例,阐述初中生物数学模型建构的教学实践与思考。
2.1模型准备
建构数学模型,首先要了解问题的背景,明确建模的目的,收集必要的各种资料和信息,弄清对象的特征。“生态系统的稳定性”这节课选自北师大版八年级下册第二十三章第四节,可分为生态系统稳定性的概念、稳定性形成的原因以及稳定性的破坏三个部分。第三节中的生态系统的食物链和食物网以及生态系统的物质循环、能量流动为本节学习基础。生态系统的稳定性形成的原因既是本节课的教学重点,也是教学难点。通过数学建模的方法,可以把生物之间通过捕食形成的数量变化关系,更加直观、有效地呈现出来,有利于学生对生态系统自我调节能力的理解和掌握。
2.2模型假设
合理提出假设是数学建模的前提条件。在本节教学内容中,教师引导学生尝试建立生态系统中各生物之间通过捕食关系所形成的数量变化曲线图模型,引导学生提出合理的假设。
2.3模型建构
根据所作的假设,教师分析学生的学情,创设问题情境,引导学生逐步建构出数学模型。八年级的学生已经具有利用曲线统计图统计、描述、分析数据的能力,具备建模的知识基础。教师在教学中通过创设由易到难、层层深入的问题情境,引导学生提出问题、分析问题。学生在教师的引导下,逐步建构数学模型。教师利用导学案,引导学生分析凯巴森林中鹿与狼的数量变化,并启发学生思考:不同生物之间通过捕食关系如何相互影响?分析二者数量峰值不同步的原因是什么?分析当狼的数量上升时,鹿的数量会发生怎样的变化?如果鹿的数量变化了,又对狼产生怎样的影响?继而,学生进一步分析:狼的数量下降的话,鹿的数量会发生怎样的变化?引起该变化的原因是什么?教师引导学生分析得出:生物之间通过捕食关系相互影响和相互制约。这样引导学生归纳生态系统稳定性形成的原因,逐步建构数学模型。
2.4模型再建构
个人或小组最初建构的模型是否科学、合理,必须经过模型检测。教师可以引导学生分析其他生态系统生物之间的数量关系,进一步验证模型是否科学合理。课堂上师生之间通过相互交流和评价,完成模型的再建构。课堂上学生代表展示自己建构出的数学模型,并进行合作交流。
2.5模型应用
模型应用是运用建构的数学模型解决生产实际、生活实践中生物学的疑难问题。教师启发学生围绕凯巴森林应用模型解决生活中的实际问题,并要求学生思考:生态平衡受到严重破坏的凯巴森林,要恢复到1906年以前的状态,可采取哪些措施?学生在对问题的思考中,进一步深化概念理解,并应用自主建构的数学模型,分析解决实际问题,感悟数学模型建构方法在研究生物学问题上的重要价值。
3数学建模教学的教学收获
3.1数学建模教学培养学生的动手动脑能力
数学建模是一个创造性的活动过程,要经过不断的分析、讨论和修改。应用数学建模的方法进行教学,不是教师硬性灌输知识,而是学生在教师的引导下,动脑动手建构数学模型。
3.2数学建模教学实现学生学习方式的蜕变和提升
新课程改革的重要突破口之一就是转变学生的学习方式,由过去的被动学习转变为主动学习,完成由以教师、知识为中心,向以学生发展为中心的转变。教师在课堂上给学生充分的自主学习的时间和空间,并通过一系列的问题引导学生逐步建构出数学模型,促进学生的主体性发展。教师在放手让学生独立思考、自主建构的基础上,组织学生开展合作交流。通过合作交流使学生从不同角度思考问题,对自己和他人的成果进行反思,在合作交流中相互启发、共同发展,培养合作精神和参与意识。
3.3数学建模教学引导学生更加直观、科学、有效地建构新的知识体系
数学建模教学的目的是让学生在建构模型的过程中,理解生物学核心知识,提升自己的生物素养。数学模型本身又给学生一个直观、生动的印象,使静止的文字变得活跃、生动。例如:生物之间通过捕食关系形成的动态的数量变化,是一个奇妙而抽象的复杂现象,通过数学模型可以更加直观、简单地呈现这一现象。数学楗模教学也能够用于指导解决生活、生产中的实际问题。
3.4数学建模教学有利于提高学生学习生物的兴趣
学生在建构模型的过程中学习生物知识,同时体验到模型建构成功后的喜悦感、自豪感。
3.5数学建模教学有利于提高教师的教学素养
数学建模教学需要教师通过理论学习和实践,提高数学知识的储备,指导学生解决生物学问题。教师应认真研究教材,筛选出适合实施数学建模教学的典型知识,并在教学实践中积累经验,逐步形成一些典型的课例和教学设计,同时在每一次教学过程中不断完善。
参考文献:
[1]李希明.建构生物模型,突破教学难点[J].中学生物教学,2011(7):10-12.
[2]叶建伟.建模教学在高中生物课堂教学中的实践与体会[J].教学月刊.中学版,2011(12):21-23.
[3]肖安庆,李通风.浅谈高中生物建模的教学价值和培养策略[J].中学生物学,2011(7):10-12.