本课时内容对应《课程标准》学业质量的要求包括：1）运用进化与适应观阐释生物与环境的关系。2）能基于事实和证据，采用模型与建模等方法，以恰当形式阐释生物与环境等相关概念的内涵；在面对新问题情境时，能熟练运用科学思维方法展开探讨。3）能够针对真实情境，设计并实施恰当可行的方案，分析实验结果。4）形成人与自然和谐共处以及可持续发展的观念。
结合教学内容和情境，制订本课时的学习目标。
1）通过调查马尾松纯林和常绿阔叶林的土壤小动物组成，初步学会调查物种丰富度的方法，能利用调查结果分析得出简单结论（对应要求 3）。
2）分析草履虫培养实验，能构建生态位的概念图，能从进化与适应的视角解释物种生态位发生分化的过程（对应要求 1~2）。
3）能利用目标 1 中记录的样地环境判断群落的优势种，并结合其他资料概括优势种的特征及其对群落的影响，体会群落中不同物种的价值。树立环境保护意识，并致力于创造更美好的生态环境（对应要求 1、4）。
学习评价如下：1）设计简要的实验思路，调查群落中植被丰富度（对应目标 1）；2）根 据阅读材料，绘制出群落中不同乔木树种的生态位模式图（对应目标 2）；3）利用课时知识提出改造马尾松纯林、恢复常绿阔叶林的思路（对应目标 3）。
师播放千岛湖景区森林概况的视频，指出松林极易受到松材线虫病的威胁而影响景区，引出课时的核心问题：如何恢复常绿阔叶林？教师指出为设计有效的方案，需要先调查了解研究对象的基本情况。进而将课时核心问题拆解为 3 个逻辑上递进的分问题：1）马尾松纯林和常绿阔叶林的动植物类群与内部环境有何差异？2）造成差异的原因可能有哪些？3）如何有效消除这些差异？
设计意图：创设真实情境，引导学生关注环境变化，唤醒学生解决问题的内驱力。将核心问题拆解成分问题，为学生提供课堂学习的路线，有助于学生构建结构化的概念，获得解决问题的思路。
学生主要通过 3 个活动依次解决分问题，逐步构建课时概念。其中“调查土壤小动物类群”在课前完成，调查结果用于课堂分析。
4.2.1 调查物种，构建群落的概念
群落的物种组成包括动植物和微生物，综合教材内容以及学生实践的可操作性和效果，教师安排“调查马尾 松纯林和常绿阔叶林土壤小动物丰富度”的前置活动，在调查时一并记录群落主要的植被种类。在准备阶段，教师将学生分成 6 组，要求阅读教材“不同群落中土壤动物类群丰富度的研究”相关内容，熟悉取样和分离工具的使用。再查阅文献资料（教师提供），设计土壤小动物类群调查结果记录表。之后教师带领各小组 2 位组员赴千岛湖新安南路与南山大街合围的马尾松纯林区、龙川湾景区的常绿阔叶林区，各选择 3 块样地进行 调查。结合各小组的结果，汇总成表 1。
课中选取 1 个小组作为代表，陈述取样、分离、鉴别的过程，其他小组进行补充，最后教师展示表 1，并引导学生思考同一群落不同样方数据存在差异的原因，以及影响不同林区土壤动物类和数量的环境因素。在分析土壤动物类群后，教师指出，为更准确地了解群落的物种，需要调查植物的物种丰富度。学生也提出采用样方法，但是对样方的大小存在争议，主要原因是学生混淆了植物种群密度调查取样和物种丰富度取样的概念。前者是针对同一种生物开展的调查，样方大小需要一致；后者针对不同大小的植物，若用大样方则小型植物会有大量同种个体而增加统计工作量，用小样方则无法有效统计大型植物的种类数。经过讨论，学生认可“大型植物用大面积样方，小型植物用小面积样方”的思路。教师再呈现实际 调查中选择的样方大小和位置（图 1），以及 2 种群落植物丰富度的实际调查结果。教师最后指出森林中还生活着种类和数量更多的微生物，从而帮助学生构建概念“在一定时间内聚集在一定空间内的所有生物种群形成群落”。
设计意图：实地调查能激发学生的学习兴趣，有助于学生正确使用调查工具，发展科学探究能力。土壤动物类群的调查结果、实地观察记录的群落内部特征分别为理解“不同群落物种组成有差异”“优势种决定群落结构和内部环境”提供事实证据，促进学生构建课时概念。以设计取样方案调查植物丰富度作为嵌入式评价，判断学生是否能够迁移运用“根据调查对象选取合适样方”这一原则，也使调查过程更加完整，提高情境的真实性。
4.2.2 分析资料，构建优势种的概念
通过调查，学生已经知道马尾松纯林和常绿阔叶林的物种组成和内部环境有明显差异。教师再呈现科研文献中有关 2 种群落更具体的差异（表 2），通过设计一系列问题，引发学生思考讨论优势种对群落的影响，为设计改造方案提供思路：1）植物生长需要哪些条件？2）为什么马尾松纯林的草本种类更多？ 3）凋落物与土壤微生物种类和数量有什么关系？ 4）土壤微生物对植物生长有什么作用？5）为什么马尾松纯林中常绿阔叶树种少且以矮小的灌木为主？学生思考讨论后得出逻辑链：马尾松林区阳光穿透性好，草本种类和数量较多，马尾松和草本的大量生长消耗空间和资源，抑制其他乔木和灌木生长；林区树种少，凋落物成分简单，导致土壤养分不足，微生物种类和数量减少，分解作用减弱，进一步限制乔木和灌木生长。综合课前调查和文献，学生能有逻辑地解释马尾松纯林与常绿阔叶林的差异，顺利构建优势种及其对其他物种的影响的概念。
设计意图：学生通过分析马尾松对群落内动植物的影响，深入理解优势种在群落发挥的主导作用，能意识到改造群落的实质是弱化优势种地位，为其他物种释放资源，改善群落环境。学生在完成概念构建的同时也获得设计方案的灵感，学习过程能顺畅衔接。
4.2.3 建立模型，构建生态位分化的概念
通过以上活动，学生对改造马尾松纯林已有初步设想，一方面让林中幼小的阔叶树种获得生长空间，另一方面针对阔叶树种少的情况，进行补种以提高物种丰富度，增加群落的稳定性。教师提出疑问：补种阔叶树种要考虑与当地气候环境的适应性，还要注意避免与原有树种的竞争。自然条件下习性相似的生物如何减缓竞争、实现共存？为解决该问题，教师采用资料分析和建立数学模型的方法。提供马尾松、木荷、甜槠生活环境的资料，引导学生归纳生态位的含义，理解不同生物有各自可利用的资源、对同一资源的利用程度也存在差异。生态位的含义较为抽象，为促进学生更直观地理解及为学习生态位重叠作铺垫，用数学模型表示生态位。以可利用的资源为横坐标、资源的利用率为纵坐标，在马尾松生态位模型（图 2-a）基础上，学生绘制出木荷、甜槠的生态位模型（图 2-b）。
学生先分析资料 ，得出结论：生态位重叠较多的生物存在激烈竞争，处于劣势的生物可能会消亡。然后明确动物可以改变食性、栖息场所来减缓竞争。教师进一步引导：马尾松、木荷、甜槠等乔木能共同生活在常绿阔叶林中，说明它们已经产生差异。学生再联系资料 1 继而类比归纳得出植物可以改变对光照强度的需求、改变根的深度、适应不同土壤条件等来减缓竞争。至此学生对生态位分化已有感性了解，教师引导学生结合变异与进化完成生态位分化的概念图。
设计意图：通过探讨群落中植被的生态位问题，学生在基于情境的学习活动中产生“条件化的知识”，加深对概念的理解，提升迁移运用能力。绘制生态位模型，既是对概念构建的评价，也为后续设计改造方案的任务提供概念支持。分析草履虫共同培养的实验结果，学生获取信息、归纳概括的能力得到锻炼，以袋状草履虫的习性为参考类比得出植物缓解竞争的方式，对生态位及生态位分化的理解更加形象，能认识到不同生态习性的植物是生态位分化的结果，从而从群落的视角审视生物与环境的适应性。
基于上述活动，学生已了解马尾松纯林中阔叶树种因为马尾松大量存在而生长受到抑制。因此，改造马尾松纯林的思路主要是促进林下矮小的阔叶树种快速生长，同时减少阔叶树种因生态位重叠而产生的竞争。学生分小组讨论、展示，教师点评后，形成如下方案。
1）适当疏伐。对于马尾松纯林实施“砍松留阔”，减少优势种的数量，释放空间资源，以促使林下阔叶树种恢复生长。
2）林下补植。针对阔叶树种喜好较肥沃土壤的特性，补种能大量落叶的树种，改善马尾松林凋落物较少、土壤营养成分不足的状况，优化土壤环境，促进阔叶树快速生长。同时补植适合当地气候条件、与已有树种生态位重叠较少的常绿阔叶树种。
设计意图：人工改造过程的本质是加速了马尾松林的演替，为后续学习群落演替提供了生动的案例。以设计方案作为评价，引导学生利用学科概念和思维解决生态环境问题，在有参与、有成就的课堂浸润氛围中激发学生投身科学研究的热情，培养社会责任意识。
本课时教学始终立足于真实情境，以“情境—问题—任务—活动—评价”为主线，围绕课时概念设计教学活动和评价任务，旨在让学生习得情境化的知识，提升概念构建的效果和迁移运用能力。创设常绿阔叶林退化、马尾松入侵的情境，将如何恢复常绿阔叶林分解为 3 个依次递进、逻辑关联的分问题，引导学生利用科学探究技能、科学思维过程对调查结果、图片、资料等开展讨论和互评，逐步构建概念并利用概念解决分问题，凸显生命观念在学科教学中的重要地位。以 3 个分问题的思考结果为基础，学生能较准确地设计修复方案，在自我、同伴、教师的认可中强化社会责任意识、唤起建设美好家园的情怀。实际教学效果显示学生能基本完成课堂的学习任务，表明教学设计符合学生的认知水平，能促进学生学科素养的发展。