基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)初探

屈燕飛

摘 要 以“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”一課為例，詳細(xì)闡述如何進(jìn)行合理的教學(xué)設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)情境，從學(xué)生身邊熟悉的環(huán)境——麥積山的自然生態(tài)系統(tǒng)為例，利用多媒體壁掛式實(shí)物展臺，以學(xué)生為主體從學(xué)生的角度分析問題，展示學(xué)生典型的知識錯誤。以三個探究性問題為主體，以“能量的流動和物質(zhì)的循環(huán)”這一生命觀念為主線，體現(xiàn)“科學(xué)課程性質(zhì)”的生物課堂教學(xué)，有利于學(xué)生的發(fā)展，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。

關(guān)鍵詞 學(xué)科核心素養(yǎng) 教學(xué)設(shè)計 探究問題

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

1 基于生物學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計

1.1 教材分析

本節(jié)內(nèi)容是生物必修三第五章第一節(jié)的內(nèi)容，生物學(xué)核心素養(yǎng)主要包括生命觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維和社會責(zé)任四個方面。根據(jù)生命觀念中的結(jié)構(gòu)決定功能觀念，只有先理解生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，才能理解生態(tài)系統(tǒng)的功能，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是生態(tài)系統(tǒng)功能能夠順利進(jìn)行的根本保證和存在的表現(xiàn)形式。

1.2 教學(xué)過程

1.2.1 復(fù)習(xí)引入

教師展示甘肅天水最為著名的“麥積山”圖片，并提出問題：在必修一中，已經(jīng)學(xué)過生命系統(tǒng)的九大層次，從細(xì)胞到生物圈，麥積山上的一株迎春花是哪一個生命層次？麥積山上所有的迎春花是哪個生命層次？麥積山上的迎春花和其他所有的生物又是哪一個層次？

設(shè)計意圖：教師從學(xué)生最熟悉的環(huán)境入手，創(chuàng)設(shè)情境，使學(xué)生體會生物學(xué)其實(shí)離每個人都很近，同時激發(fā)學(xué)生的探究欲望。

1.2.2 總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)的含義

教師展示各種不同類型的生態(tài)系統(tǒng)圖片，如森林生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)、海洋生態(tài)系統(tǒng)、海島生態(tài)系統(tǒng)、淡水生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、梯田生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)等。教師要求學(xué)生思考：談?wù)勀銓ι鷳B(tài)系統(tǒng)的理解、生態(tài)系統(tǒng)的概念、概念中的關(guān)鍵詞及其理解。

學(xué)生總結(jié)：

（1） 生態(tài)系統(tǒng)的概念：在一定的自然區(qū)域內(nèi)，由生物群落與它的無機(jī)環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一整體。這不是簡單的相加，而是無機(jī)環(huán)境和生物群落要相互作用。這種相互作用的實(shí)質(zhì)是能量的流動、物質(zhì)的循環(huán)和信息交流。

（2） 生態(tài)系統(tǒng)的范圍：小到一個池塘，大到地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈，其中生物圈包括大部分的水圈，巖石圈以上，大氣圈以下。

（3） 生態(tài)系統(tǒng)的類型：① 自然生態(tài)系統(tǒng)（又分為水域生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)）；② 人工生態(tài)系統(tǒng)：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、人工林生態(tài)系統(tǒng)、果園生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)等。教師利用習(xí)題及時鞏固。

1.2.3 探究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)

教師再次展示麥積山圖片，并提出問題探究問題：

① 這個生態(tài)系統(tǒng)中有哪些生物？

② 判斷上述生物哪些是自養(yǎng)的？哪些是異養(yǎng)的？各自有什么特點(diǎn)？

③ 每一種生物的生存都離不開物質(zhì)和能量，分析這些生物是怎樣從外界獲得物質(zhì)和能量的。

④ 按照不同種類生物的營養(yǎng)方式和它們在生態(tài)系統(tǒng)中的作用，將生物進(jìn)行歸類。

學(xué)生總結(jié)：自養(yǎng)生物是利用CO2等無機(jī)物合成有機(jī)物來維持自身生命活動，能把CO2等無機(jī)物合成有機(jī)物，把太陽能等能量儲存在這些化合物中。異養(yǎng)生物不能直接把無機(jī)物合成有機(jī)物，必須攝取現(xiàn)成的有機(jī)物來維持生命活動。生態(tài)系統(tǒng)中的所有生物可劃分為三大類：生產(chǎn)者、分解者和消費(fèi)者。

教師提問：所有的植物都是生產(chǎn)者嗎？生產(chǎn)者都是植物嗎？

學(xué)生總結(jié)：不是所有的植物都是生產(chǎn)者，如營寄生生活植物——菟絲子、豬籠草在捕蟲時，是以消費(fèi)者的身份出現(xiàn)的；生產(chǎn)者不都是植物，如硝化細(xì)菌，藍(lán)藻。分解者是分解動植物遺體或排出物中有機(jī)物獲取能量的生物，最常見的有營腐生生活的細(xì)菌、真菌，如蘑菇；還有一些腐生動物，如屎殼郎、蚯蚓、大型動物禿鷲等。

學(xué)生自主構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)組成成分之間的關(guān)系圖1，指出建構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)四種成分關(guān)系的關(guān)鍵在于雙向箭頭的指示。無機(jī)環(huán)境中的物質(zhì)和能量只有通過生物群落中的生產(chǎn)者才能被利用和轉(zhuǎn)化，同時生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者的呼吸作用產(chǎn)生的及分解作用產(chǎn)生的無機(jī)物和CO2最終都要進(jìn)入無機(jī)環(huán)境，即只有無機(jī)環(huán)境和生產(chǎn)者是雙向箭頭，所以在一個生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者是生態(tài)系統(tǒng)的基石。只有分解者才能把生物群落中的動植物遺體和動植物排遺物分解成無機(jī)物。因此，生產(chǎn)者和分解者是一個生態(tài)系統(tǒng)中必不可缺的兩種成分。而消費(fèi)者通過自身的新陳代謝能將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物，這些無機(jī)物排出體外后又可以被生產(chǎn)者重新利用。可見，消費(fèi)者的存在能夠加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。此外，消費(fèi)者對于植物的傳粉和種子的傳播等具有重要作用。因此作為一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，消費(fèi)者是必須存在的。

1.2.4 探究生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)

小組討論分析這些生物之間的食物聯(lián)系，并畫出食物鏈。

教師用多媒體實(shí)物展臺展示幾組學(xué)生畫的食物鏈。全班學(xué)生選出一組較為合理的食物鏈并說出理由。根據(jù)學(xué)生出現(xiàn)的錯誤，后教師總結(jié)書寫食物鏈時要注意的問題：（1） 食物鏈的起點(diǎn)必須是生產(chǎn)者；（2） 食物鏈的箭頭代表能量流動的方向，箭頭要指向更高一級的消費(fèi)者；（3） 食物鏈包括捕食食物鏈、腐生食物鏈和寄生食物鏈，高中階段所指的食物鏈僅指捕食食物鏈，因此在高中學(xué)習(xí)中食物鏈中只能出現(xiàn)生產(chǎn)者和消費(fèi)者，不能出現(xiàn)非生物的物質(zhì)和能量以及分解者。

教師及時鞏固：展示某溫帶草原生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)，做相關(guān)練習(xí)。

設(shè)計意圖：從概念入手，教師引導(dǎo)學(xué)生理性思維，由現(xiàn)象到本質(zhì)，由表及里，滲透生物學(xué)科素養(yǎng)。通過三個探究性的問題，培養(yǎng)學(xué)生的理性思辨的能力。同時，學(xué)生基于現(xiàn)有知識的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)新的知識，再提出問題，解決新的問題，螺旋上升式也構(gòu)建知識體系。

1.2.5 小結(jié)本節(jié)內(nèi)容（略）

1.2.6 課堂習(xí)題（略）

2 基于生物學(xué)核心素養(yǎng)教學(xué)設(shè)計的思考

2.1 創(chuàng)設(shè)情境實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

教學(xué)情境是指在課堂教學(xué)中，根據(jù)教學(xué)的內(nèi)容，為落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)的形成所設(shè)定的，適合學(xué)習(xí)主體并作用于學(xué)習(xí)主體，產(chǎn)生一定情感反應(yīng)，能夠使其主動積極構(gòu)建性學(xué)習(xí)的具有學(xué)習(xí)背景、景象和學(xué)習(xí)活動條件的學(xué)習(xí)環(huán)境。因此在整堂課中，筆者盡量從貼近學(xué)生生活的實(shí)例入手。如以麥積山這個自然生態(tài)系統(tǒng)為例，引發(fā)學(xué)生的情感共鳴，同時也是對“社會責(zé)任”素養(yǎng)的培養(yǎng)。

2.2 以學(xué)生為主體是核心素養(yǎng)培養(yǎng)的關(guān)鍵

生物學(xué)課程要求學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)過程，在提出問題、獲取信息、尋找證據(jù)、檢驗(yàn)假設(shè)和發(fā)展規(guī)律等過程中，習(xí)得生物學(xué)知識，養(yǎng)成科學(xué)思維，形成積極的科學(xué)態(tài)度，發(fā)展終身學(xué)習(xí)的能力。本課例中，筆者以3個探究性的問題為主線，學(xué)生自主探究本節(jié)課的知識體系，培養(yǎng)了學(xué)生的思辨能力。同時筆者利用現(xiàn)代教育的工具——實(shí)物展臺，從學(xué)生的視覺分析問題，使學(xué)生感受到小組合作、探究成功的喜悅，體會到科學(xué)探究的艱辛，領(lǐng)悟了實(shí)事求是、質(zhì)疑創(chuàng)新的科學(xué)精神，從而培養(yǎng)其學(xué)科核心素養(yǎng)和自身的科學(xué)情懷。