吳嫻靜

摘要：本文圍繞高三課堂中生物學(xué)概念復(fù)習(xí)展開，以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)問題為例，對(duì)如何提升學(xué)習(xí)的有效性和整體性，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)進(jìn)行了實(shí)踐和思考。教學(xué)過程以犀牛的生活情境展開討論，從捕食食物鏈能量的來源和去向提問，層層剖析建構(gòu)能量流動(dòng)的模型。聯(lián)系整合知識(shí)進(jìn)一步理解抽象概念名詞。結(jié)合生態(tài)恢復(fù)和物種保護(hù)等問題，發(fā)散思維，總結(jié)提升。最后由野生白犀牛滅絕的現(xiàn)實(shí)問題，引發(fā)學(xué)生對(duì)社會(huì)問題的關(guān)注和思考，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任，形成正確的生命觀念。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);情境式教學(xué);模型建構(gòu);單元復(fù)習(xí);能量流動(dòng)

中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1992-7711（2021）02-075

一、理論背景

高中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任，四個(gè)組成部分相互交叉，融合統(tǒng)一。如何在教學(xué)中形成生物學(xué)科的核心素養(yǎng)？如何在課堂上實(shí)踐素養(yǎng)？高三復(fù)習(xí)課中重視生物核心素養(yǎng)的重要性不言而喻，筆者以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)為例，進(jìn)行了以下思考和應(yīng)用。

1.情境式教學(xué)實(shí)踐核心素養(yǎng)

教學(xué)情境是課堂教學(xué)的基本要素，情境的設(shè)置具有生活性、形象性、學(xué)科性、問題性等特點(diǎn)，能促成學(xué)生學(xué)習(xí)的發(fā)生。學(xué)習(xí)發(fā)生在情境中，不僅激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更是一個(gè)理論與實(shí)踐共同參與的過程。在學(xué)科核心素養(yǎng)的指導(dǎo)下，結(jié)合教學(xué)的具體內(nèi)容，設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)情境，不僅可以降低教學(xué)難度，特別是難點(diǎn)知識(shí)的解決，更能夠在課堂上充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，啟發(fā)學(xué)生思考，主動(dòng)探究，發(fā)展學(xué)生智力，切實(shí)提高課堂教學(xué)效率。通過一站式的情境設(shè)計(jì)，使學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，理性理解和判斷社會(huì)中的熱點(diǎn)問題，在真實(shí)的情境中感同身受，以造福人類的態(tài)度和價(jià)值觀，產(chǎn)生情感上的共鳴，嘗試解決現(xiàn)實(shí)生活中與生物學(xué)相關(guān)的問題，進(jìn)而形成正確的生命觀念，落實(shí)社會(huì)責(zé)任。

2.概念模型建構(gòu)整合知識(shí)

在生物概念復(fù)習(xí)過程中通過概念模型建構(gòu)，模型分析和模型應(yīng)用，將若干節(jié)具有內(nèi)在聯(lián)系的課組成一個(gè)教學(xué)單位。整合知識(shí)有利于學(xué)生理解知識(shí)間的邏輯關(guān)系、促進(jìn)知識(shí)體系的形成，能比較完整地體現(xiàn)單元知識(shí)所蘊(yùn)藏的學(xué)科思想;同時(shí)單元教學(xué)能有效促進(jìn)教師以重要概念為線索整體籌劃學(xué)科教學(xué)，克服課時(shí)設(shè)計(jì)容易把教學(xué)內(nèi)容碎片化的弊端。

本節(jié)課中引導(dǎo)學(xué)生從個(gè)體到種群，從生物體到外界環(huán)境，追尋物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量流動(dòng)的過程，在重要概念間找關(guān)聯(lián)、做提煉，建立概念間的相互聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生對(duì)概念本質(zhì)和內(nèi)涵的理解。在復(fù)習(xí)知識(shí)，解決重難點(diǎn)問題的過程中，培養(yǎng)探究意識(shí)，教師根據(jù)學(xué)生的具體情況和知識(shí)間的遞進(jìn)關(guān)系，形成問題鏈，充分激發(fā)學(xué)生的探究潛能，利用小組討論構(gòu)建概念模型，進(jìn)一步拓展學(xué)習(xí)的深度和廣度，從感性認(rèn)識(shí)到理性思維的形成，發(fā)展科學(xué)思維，理解生命本質(zhì)，形成生命觀。

二、教學(xué)過程

1.創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)認(rèn)知——問題引導(dǎo)

情境資料：犀牛是陸地上第二大哺乳動(dòng)物，幾乎沒有天敵。別看犀牛個(gè)頭那么大，其實(shí)犀牛是吃草的，成年犀牛能夠在一天之內(nèi)吃掉50公斤的草。

設(shè)計(jì)意圖：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，提高課堂注意力與參與度。

2.概念建構(gòu)，科學(xué)探索——思維深入

①能量流動(dòng)的渠道

引導(dǎo)學(xué)生思考在犀牛所處的環(huán)境中能量是怎么流動(dòng)的？寫出能量流動(dòng)的渠道。

設(shè)計(jì)意圖：幫助學(xué)生回顧捕食食物鏈的表示方法，草→犀牛。

②捕食食物鏈中能量流動(dòng)的分析

犀牛用于生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的能量是如何從草傳遞過來的呢？構(gòu)建捕食食物鏈中的能量流動(dòng)概念圖。

把握學(xué)生的思路，有節(jié)奏的分解提問：（1）50公斤的草中的能量是多少？（2）犀牛的攝入量與生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖所需的能量什么關(guān)系？（3）犀牛攝入的草是流入這條食物鏈的總能量嗎？（4）能量流動(dòng)的起點(diǎn)草的能量怎么獲得的？（5）草的同化量除了被犀牛攝入以外，還有哪些去向？

設(shè)計(jì)意圖：結(jié)合情境案例深入分析能量流動(dòng)的來源與去向。從每一個(gè)問題的思考與分析，引導(dǎo)學(xué)生理解在草和犀牛之間能量流動(dòng)的模式，動(dòng)手構(gòu)建能量流動(dòng)的模式圖。把實(shí)際情境中的問題提升到理性抽象概念模型的構(gòu)建，進(jìn)而形成物質(zhì)與能量觀。

讓學(xué)生在概念圖中標(biāo)出上節(jié)課的生態(tài)學(xué)有關(guān)概念：同化量、總初級(jí)生產(chǎn)量、凈初級(jí)生產(chǎn)量、生物量等。

設(shè)計(jì)意圖：把生態(tài)學(xué)概念的學(xué)習(xí)與能量流動(dòng)過程圖相聯(lián)系，加深理性學(xué)習(xí)。幫助學(xué)生深入思考理解能量流動(dòng)的抽象過程。

③進(jìn)入分解者分解的能量

情境資料：犀牛吃得多拉得多，一頭犀牛一年能拉30噸左右的糞便。在犀牛寶寶從吃奶轉(zhuǎn)換成吃草的時(shí)期會(huì)以吃父母的糞便來維持生計(jì)。

教師提問：（1）犀牛的糞便中有能量嗎？是誰的能量？（2）犀牛生存的環(huán)境會(huì)被它們的糞便埋葬嗎？（3）除了糞便，分解者還有哪些其它能量來源？

設(shè)計(jì)意圖：通過問題分析，加深思維的深度與廣度。將生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)模型圖補(bǔ)充完整。

④系統(tǒng)整體能量分析

情境資料：有的犀牛生活在干燥而開闊的草原地帶，有的犀牛則喜歡棲息在濃密的森林中，它們食性也不完全相同，有的喜歡吃草，有的喜歡吃樹葉，有的草和樹葉都吃。

教師提問：（1）不同環(huán)境中初級(jí)生產(chǎn)量相同嗎？生態(tài)金字塔結(jié)構(gòu)呢？（2）你能畫出犀牛所處生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)圖嗎？注意標(biāo)出能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化、散失各個(gè)環(huán)節(jié)，總結(jié)能量流動(dòng)的特點(diǎn)和能量傳遞效率的計(jì)算。

設(shè)計(jì)意圖：讓抽象的知識(shí)通過情境分析變得形象生動(dòng)，再通過畫過程圖總結(jié)轉(zhuǎn)化成概念模型。并結(jié)合例題實(shí)踐應(yīng)用。

3.知識(shí)整合，總結(jié)提升——培養(yǎng)責(zé)任

①生態(tài)恢復(fù)和物種保護(hù)

情境資料：據(jù)調(diào)查，全球野生犀牛只有約2.5萬頭，其中約80%生活在南非，目前犀牛的數(shù)量急劇減少。

教師提問：若犀牛的數(shù)量減少來自當(dāng)?shù)刂脖坏钠茐模敲丛诮⒆匀槐Ｗo(hù)區(qū)后，該生態(tài)系統(tǒng)的能量發(fā)生了哪些變化？

小組討論：從能量的輸入與散失角度分析，犀牛的數(shù)量將減少，群落演替過程中，輸入的總初級(jí)生產(chǎn)量增加，呼吸散失的熱能增加。并繪制以時(shí)間為橫坐標(biāo)的能量變化曲線。

設(shè)計(jì)意圖：從生態(tài)系統(tǒng)的角度進(jìn)行思維探究，結(jié)合群落演替達(dá)到頂極群落的變化過程，總結(jié)能量變化的規(guī)律，理解建立自然保護(hù)區(qū)的意義。

②野生白犀牛的滅絕帶來的反思

情境資料：事實(shí)上即使建立了自然保護(hù)區(qū)，犀牛的種群數(shù)量仍在急劇下降，因?yàn)楸I獵者為了獲取犀牛角，又便于方便攜帶，往往直接將犀牛的整個(gè)頭或者半面臉鋸下。受到盜獵者攻擊的犀牛不僅失去了角，也喪了命。

最后一頭雄性北方白犀牛蘇丹已經(jīng)于 2018年3月20日去世，享年45歲，病痛和孤獨(dú)的折磨、盜獵者的威脅，都離它而去，這對(duì)它或許是一種解脫，而對(duì)人類來說，是再一次目睹了一個(gè)物種的滅絕。

設(shè)計(jì)意圖：樹立人類也是生態(tài)系統(tǒng)的一員，保護(hù)生態(tài)平衡是每個(gè)人的責(zé)任和義務(wù)，形成正確的穩(wěn)態(tài)與平衡觀。懂得相信科學(xué)，傳播科學(xué)，將保護(hù)生物、保護(hù)生態(tài)的習(xí)慣輻射于他人，與自然和諧共處，承擔(dān)自己的社會(huì)責(zé)任。

三、概念模型建構(gòu)

食物鏈：草→犀牛

能量流動(dòng)模型：

四、教學(xué)反思

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是一個(gè)抽象的概念，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常常難以理解各環(huán)節(jié)能量的來源與去處，是高中生物學(xué)中的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。本節(jié)教學(xué)過程中，教師通過引入生命現(xiàn)象，設(shè)置學(xué)習(xí)情境，提出情境問題，有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。再由淺入深引導(dǎo)學(xué)生多角度分析推理能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)，發(fā)展學(xué)生思維遷移能力，從現(xiàn)象到本質(zhì)提煉生物學(xué)概念。并將知識(shí)單元化整合，更好的建構(gòu)概念模型，提升思維探究能力，認(rèn)識(shí)物質(zhì)與能量觀的生命觀念。最后從課本知識(shí)發(fā)散聯(lián)系社會(huì)熱點(diǎn)現(xiàn)象，樹立生態(tài)保護(hù)意識(shí)，建立穩(wěn)態(tài)與平衡觀，培養(yǎng)落實(shí)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。課堂節(jié)奏把握合理，學(xué)生參與度高，課后對(duì)生態(tài)問題有了更深刻的思考。

參考文獻(xiàn)：

[1]周欣欣.基于高中生物學(xué)核心素養(yǎng)的跨學(xué)科教學(xué)例析[J].新課程研究（上旬刊），2018（10）：35-36.

[2]田樹青，王新.基于核心素養(yǎng)的生物學(xué)教學(xué)方式的思考[J].生物學(xué)通報(bào)，2018，53（3）：26-29.

[3]張德超，姜德芹.再議能量流動(dòng)教學(xué)中的理解誤區(qū)及應(yīng)對(duì)策略[J].中學(xué)生物學(xué)，2017，33（9）：61-63.

[4]胡有紅.基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的高三生物復(fù)習(xí)課的思考[J].中學(xué)生物學(xué)，2017，33（12）：19-21.

[5]]魏永強(qiáng).構(gòu)建概念模型在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用——“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)”（第一課時(shí)）教學(xué)案例分析[J].中學(xué)生物學(xué)，2017，33（3）：29-32.

（作者單位：浙江省溫嶺中學(xué)，浙江 溫嶺 317500）