生物与环境

生物的生存和发展都与环境密切相关,人类的生存和发展也是如此。在环境问题日益突出的当代社会,让学生通过生物学课程的学习,能够从生态学的角度认识生物界的现象和规律,认识人与环境的对立统一关系,进而建立生态学的基本观点,树立环境意识,这无疑具有非常重要的意义。

本章教材包括三节:《生物与环境的相互关系》、《种群和生物群落》和《生态系统》。第一节安排2课时教学,第二节安排2课时教学,第三节安排5课时教学。此外,本章有两个学生实习。

第一节《生物与环境的相互关系》包括《生态因素对生物的影响》和《生物对环境的适应与影响》两个小节,各安排1课时教学。

第一小节《生态因素对生物的影响》主要讲述了生态因素的概念、非生物因素和生物因素对生物的影响、生态因素的综合作用等内容。关于生态因素的概念,学生在初中阶段已有基础,这里未作详细阐述。关于生物因素和非生物因素对生物的影响,在初中生物教材中只是作了浅显的说明,并未展开讲述各种生态因素对生物的具体影响,在本册教材中则作了比较详细的讲述。在非生物因素这部分内容中,教材讲述了光、温度和水对生物的形态、生理和分布等方面的影响。光作为主要的非生物因素之一,除阳光外,还包括月光、生物发光和人工光照等,因此,本教材将原教材中的“阳光”改为“光”。在生物因素这部分内容中,教材讲述了种内关系和种间关系,通过实例简要介绍了种内互助、种内斗争和种间的互利共生、寄生、竞争、捕食等。为了使学生比较全面地认识生态因素对生物的影响,本节还讲述了“生态因素的综合作用”,主要讲两个观点：第一,对生物体来说,各种生态因素不是单独地、孤立地起作用的,而是共同起作用的；第二,各种生态因素所起的作用并不是同等重要的,在众多生态因素中往往存在着关键因素。本小节教材还安排了“观察非生物因素对生物的影响”这一课外科技活动。

第二小节《生物对环境的适应与影响》,讲述了生物对环境适应的普遍性和相对性、生物对环境的影响等内容。关于适应的普遍性,教材在讲述了植物界和动物界普遍存在的适应性之后,着重讲述了保护色、警戒色和拟态等适应现象。在讲述过程中,则多采用由感性到理性的叙述方式。关于适应的相对性,首先通过实例说明了适应相对性的含义,接着分析了适应相对性的原因,指出适应的相对性是遗传物质的稳定性与环境条件的变化相互作用的结果。关于生物对环境的影响,主要是通过实例来说明两点:第一,生物与生物之间是互为环境条件的；第二,生物的生命活动必然会对周围环境产生影响。在本小节的最后,则对生物与环境的关系进行了总结概括,得出生物与环境是一个不可分割的整体的结论。

第二节《种群和生物群落》,讲述了种群的特征、种群数量的变化、研究种群数量变化的意义、生物群落的概念、生物群落的结构等内容。在本节的引言中,首先提出两个在渔业和农业生产中经常遇到的问题,让学生了解研究生物的种群的必要性。关于种群的特征,教材中介绍的是与种群的数量变化密切相关的特征种群密度、出生率和死亡率、年龄组成、性别比例。为了对学生进行科学方法教育和人口教育,还以小字形式介绍了标志重捕法和我国人口的增长情况。种群数量的变化包括种群的增长、波动、稳定和下降等,由于课时所限,教材主要讲述了种群的增长,包括种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线,然后讲述了影响种群数量变化的因素。种群数量的变化是新大纲中新增加的内容,理论性较强,是本节的教学难点。教材在内容处理上采取了力求通俗、多举实例、联系实际的做法,避开了有关微分方程等内容,以使这部分教材符合高中学生的数学基础。关于研究种群数量变化的意义,则与本节引言相呼应,介绍了研究种群在渔业和害虫防治方面的意义。关于生物群落,教材主要介绍了生物群落的概念和生物群落的结构。生物群落的结构包括空间结构、营养结构和物种结构等,由于课时的限制,教材正文部分只讲述了生物群落的空间结构,在“课外读”中介绍了有关生物群落演替的内容。

第三节《生态系统》包括五个小节：《生态系统的概念和类型》、《生态系统的结构》、《生态系统的能量流动》、《生态系统的物质循环》 、《生态系统的稳定性》,各安排1课时教学。

第一小节是《生态系统的概念和类型》。关于生态系统的概念,教材主要讲述了生态系统的定义和范围。关于生态系统的类型,教材主要讲述了森林生态系统、草原生态系统、农田生态系统、海洋生态系统和淡水生态系统。对于这些类型的生态系统,教材侧重讲述它们的结构特点、在生物圈中的作用及其与人类的生产和生活的相互关系,对于各类生态系统中动植物的形态和生活习性特点的内容,则进行了适当简化。

第二小节《生态系统的结构》讲述了生态系统的成分、食物链和食物网。关于生态系统的成分,教材先出现池塘生态系统的示意图,然后紧紧围绕这个图解来分析生态系统的组成成分。这样处理的目的是力求使教材符合学生从感性到理性的认识规律,并且提高学生分析问题的能力。关于食物链和食物网,教材在初中生物教材的基础上,讲述了营养级等概念,最后指出食物链和食物网是生态系统的营养结构,是物质循环和能量流动的渠道。

第三小节《生态系统的能量流动》,主要讲述了能量流动的过程、能量流动的特点和研究能量流动的意义。关于能量流动的过程,由于能量在不同营养级的流动情况有不少相同之处,教材采取了详讲第一营养级,图示第二营养级,类推第三营养级的做法,以减少重复,同时也有利于培养学生的思维能力。关于能量流动的特点,教材中首先让学生自己分析赛达伯格湖的能流数据,然后讲述能量流动所具有的单向流动和逐级递减的特点。关于研究能量流动的意义,教材是通过两个实例来说明的。

第四小节《生态系统的物质循环》,主要以碳循环为例来讲述物质循环的原理,然后讲述了物质循环和能量流动的关系。在引言部分,首先通过两个富于启发性的问题,引入物质循环的主题,然后讲述物质循环的概念,再详细讲述碳循环。碳循环的内容在原高中生物课本基础上更加丰富,不仅讲述了碳循环的过程、形式和范围,还强调指出人类活动对碳循环的影响。

第五小节《生态系统的稳定性》,主要讲述了生态系统稳定性的概念、抵抗力稳定性、恢复力稳定性和提高生态系统的稳定性等内容。在本小节的引言中,教材介绍了“生物圈Ⅱ号”实验室的实例,引出生态系统稳定性的话题。关于生态系统稳定性的概念,教材主要阐述了这样几个要点:1生态系统的结构和功能总是处于不断变化过程中的,生态系统的稳定只是相对的稳定；2生态系统的稳定性是指生态系统所具有的一种能力,而不是一种状态,这是它与生态平衡的区别；3生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性等方面。关于抵抗力稳定性,教材分析了抵抗力稳定性的原因,讲述了不同类型生态系统的抵抗力稳定性的特点。关于恢复力稳定性,教材首先通过实例阐明了恢复力稳定性的概念,然后讲述了抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系。关于提高生态系统的稳定性,教材与引言中介绍的“生物圈Ⅱ号”实验室的实例相呼应,指出保持各种生态系统稳定性的必要性,接着举例讲述了保护生态系统稳定性的一些措施。