整體化板書設(shè)計助力單元教學(xué)的實施
——以“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能”為例

佘瑞雪 真彪華

（福建省晉江市季延中學(xué) 福建晉江 362200）

1 整體化板書設(shè)計在單元教學(xué)中的必要性

單元教學(xué)設(shè)計是現(xiàn)今學(xué)科教育的研究熱點。單元教學(xué)設(shè)計是一種介于課程規(guī)劃與課時教學(xué)設(shè)計之間的教學(xué)設(shè)計，是教師圍繞某個知識章節(jié)、核心概念等主題，進(jìn)行教材分析、學(xué)情分析，制定單元教學(xué)目標(biāo)和課時教學(xué)目標(biāo)、重新分配課時、設(shè)計有連貫性的課時教學(xué)方案、確定單元學(xué)業(yè)評價方式等一系列連續(xù)的復(fù)雜的設(shè)計過程。傳統(tǒng)的以課時為單位的教學(xué)易導(dǎo)致知識的碎片化，而單元教學(xué)設(shè)計有助于教師突破“只見樹木不見森林”的課時思維，轉(zhuǎn)變教師只注重零散知識點落實的傳統(tǒng)教學(xué)理念，幫助教師從較長時段整體籌劃學(xué)科教學(xué)，注重學(xué)科整體組織化、結(jié)構(gòu)化知識的建構(gòu)。然而，在對知識及內(nèi)容進(jìn)行整合與重組后，教師在開展單元教學(xué)設(shè)計時仍需面對以“課時”為單位組織教學(xué)的現(xiàn)實，教學(xué)內(nèi)容依然需要按課時進(jìn)行安排。如何使各個課時之間的知識與內(nèi)容更好地聯(lián)系？板書作為重要的教學(xué)表達(dá)形式之一，是一個很好的橋梁。重點突出、條理清晰的板書能夠啟發(fā)學(xué)生的思維，加深學(xué)生的理解與記憶，更好地實現(xiàn)知識的結(jié)構(gòu)化與系統(tǒng)化。板書應(yīng)用于高中生物學(xué)教學(xué)中具有提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、提高教學(xué)質(zhì)量、發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)等優(yōu)勢。下文以“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能”這一重要概念的教學(xué)為例，探討整體化的板書設(shè)計在單元教學(xué)中應(yīng)用的可行性。

2 基于整體化板書設(shè)計的單元教學(xué)的實踐探索

2.1 單元教學(xué)設(shè)計框架

依據(jù)單元教學(xué)的基本思路及《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《新課標(biāo)》）中關(guān)于學(xué)科素養(yǎng)的要求，筆者編制了如圖1所示的基于整體化板書設(shè)計的單元教學(xué)設(shè)計框架。

圖1 基于整體化板書設(shè)計的單元教學(xué)設(shè)計框架

2.2 劃定單元內(nèi)容

進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計的第一步是確定教學(xué)內(nèi)容?！缎抡n標(biāo)》建議“單元教學(xué)應(yīng)圍繞大概念和重要概念展開，依據(jù)重要概念精選恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)活動內(nèi)容和活動形式，要通過對事實的抽象和概括，幫助學(xué)生建立生物學(xué)概念，并以此來建構(gòu)合理的知識框架”。對比2019版新教材《選擇性必修2·生物與環(huán)境》第三章“生態(tài)系統(tǒng)及穩(wěn)定性”與《新課標(biāo)》發(fā)現(xiàn)，第三章前四節(jié)分別為生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞，對應(yīng)選擇性必修模塊2“生物與環(huán)境”中重要概念2.2“生物群落與非生物的環(huán)境因素相互作用形成多樣化的生態(tài)系統(tǒng)，完成物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞”。生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及三大功能之間聯(lián)系緊密。因此，筆者從知識的邏輯性與相關(guān)性、核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求及板書設(shè)計的整體化角度考慮，圍繞重要概念2.2，構(gòu)建“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能”單元。

2.3 確定單元學(xué)習(xí)目標(biāo)

（1）通過對校園生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)查，分析總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)的成分與作用，嘗試構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，并認(rèn)同生態(tài)系統(tǒng)是由群落與非生物環(huán)境組成的統(tǒng)一整體，形成生命的系統(tǒng)觀。

（2）通過比較不同營養(yǎng)級能量流動過程的異同點，總結(jié)并建構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念模型；通過賽達(dá)伯格湖能流數(shù)據(jù)的分析，總結(jié)能量流動的特點，并構(gòu)建生態(tài)金字塔；借鑒?；~塘的實例，對校園生物實踐園地進(jìn)行設(shè)計規(guī)劃，體會運用所學(xué)知識解決現(xiàn)實生產(chǎn)生活問題的成就感。

（3）通過對“碳元素的旅程暢想”活動，構(gòu)建碳循環(huán)模型，并基于校園生態(tài)系統(tǒng)，運用物質(zhì)與能量觀，說出能量流動與物質(zhì)循環(huán)的過程與關(guān)系；通過閱讀專業(yè)文獻(xiàn)，了解相關(guān)實驗方法，討論微塑料的生物富集現(xiàn)象，關(guān)注社會熱點問題；能設(shè)計并實施關(guān)于土壤微生物的分解作用的探究實驗，提高探究與實踐能力。

（4）通過“校園生態(tài)系統(tǒng)中的信息大發(fā)現(xiàn)“活動，總結(jié)信息的類型，分析信息在生態(tài)系統(tǒng)中的作用，形成生命信息觀；基于實例討論信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，提高將生物學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)實踐的意識。

2.4 確定單元教學(xué)過程及整體化板書

本單元教學(xué)設(shè)計從“情境——任務(wù)——活動”3個方面入手，創(chuàng)設(shè)能夠支撐整個單元的真實的情境，并根據(jù)特定情境設(shè)計問題與活動，引導(dǎo)學(xué)生參與實踐探究活動，主動進(jìn)行思考與分析。通過單元整體化的板書設(shè)計，教師引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建相關(guān)模型，借助模型理解單元內(nèi)不同課時之間的聯(lián)系，更好地落實《新課標(biāo)》的內(nèi)容要求與學(xué)業(yè)要求。

自然界中存在許多類型的生態(tài)系統(tǒng)，但學(xué)生缺少相關(guān)的生活經(jīng)驗，難以感同身受。因此，教師選擇學(xué)生最熟悉的校園生態(tài)系統(tǒng)這一情境貫穿整個單元，并提出單元的核心問題：生態(tài)系統(tǒng)具有怎樣的結(jié)構(gòu)與功能？它們之間有怎樣的聯(lián)系？圍繞核心問題及教材的編排，設(shè)置了4個任務(wù)及相應(yīng)的探究活動，具體如下：

2.4.1 任務(wù)一：探究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

教師播放校園環(huán)境的短片，提出問題：你認(rèn)真觀察過校園嗎？你知道校園生態(tài)系統(tǒng)有哪些組成成分嗎？各種成分之間有怎樣的關(guān)系？教師組織學(xué)生完成下列3個活動，并設(shè)計板書（圖2）。

圖2 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)板書設(shè)計

活動1：“校園生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)查”結(jié)果匯報。教師組織學(xué)生代表介紹調(diào)查方法及過程，分享校園各個角落的照片，并將照片中的成分進(jìn)行歸類。學(xué)生在教師引導(dǎo)下分析總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)的組成成分、實例、作用、代謝類型及地位等。

活動2：構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。學(xué)生小組合作，從光合作用消耗CO、細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO及有機(jī)物的提供等角度討論，在教師提供基本框架的基礎(chǔ)上構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。

活動3：探討食物鏈與食物網(wǎng)的相關(guān)內(nèi)容。學(xué)生小組討論，尋找校園中的食物鏈，并進(jìn)行組間的分享；尋找不同食物鏈的聯(lián)系，構(gòu)建校園生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)。教師組織學(xué)生討論分析書寫的食物鏈，歸納食物鏈書寫的注意事項，消費者的級數(shù)與營養(yǎng)級的級數(shù)的差別等。

2.4.2 任務(wù)二：探究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

教師提出問題：為了解決糧食危機(jī)，許多人以素食代替肉食。為什么素食能緩解糧食危機(jī)呢？人們怎樣才能獲得更多的能量？據(jù)此引入生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的主題，幫助學(xué)生體會研究能量流動的重要性。之后，教師組織學(xué)生完成下列4個活動，并設(shè)計板書（圖3）。

圖3 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動板書設(shè)計

活動1：重構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。教師設(shè)置能量流動板書框架（圖4），引導(dǎo)學(xué)生通過箭頭關(guān)系重構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，并將校園生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈“草→蝸?！B”整合到模型中。通過與上節(jié)課的聯(lián)系，學(xué)生在一個較熟悉的情境中鞏固已學(xué)知識，為活動2中能量流動的模型構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。

圖4 能量流動板書框架

活動2：總結(jié)并建構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念模型。教師分析蝸牛的能量流動過程，幫助學(xué)生理清攝入量、同化量、糞便量等概念的涵義及關(guān)系，建構(gòu)能量流動圖解。教師通過比較草、蝸牛、鳥三者能量流動過程的異同點，進(jìn)而歸納不同營養(yǎng)級能量流動的過程特點，并在主板書上體現(xiàn)。學(xué)生通過對能量在這一食物鏈上流動過程的思考，體會能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失，進(jìn)而總結(jié)并建構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念模型。通過教師的引導(dǎo)與設(shè)問，學(xué)生在習(xí)得知識與技能的同時，提高了比較、歸納與概括等科學(xué)思維能力。

活動3：概括能量流動的特點，構(gòu)建生態(tài)金字塔。教師借助教材中的材料——賽達(dá)伯格湖的能量流動，組織學(xué)生對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，從定性的認(rèn)識轉(zhuǎn)向定量的研究，計算能量傳遞效率，概括出能量流動的特點，并在主板書中體現(xiàn)（以箭頭粗細(xì)）。教師引導(dǎo)學(xué)生從用抽象的數(shù)字轉(zhuǎn)為用形象的柱狀圖表示不同營養(yǎng)級的能量，構(gòu)建生態(tài)金字塔，通過在不同類型的模型之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，切實提升學(xué)生模型建構(gòu)的能力。

活動4：探討研究能量流動的實踐意義。教師播放?；~塘的宣傳視頻，引導(dǎo)學(xué)生體會研究能量流動的實踐意義。教師借助校園生物實踐園地重建的契機(jī)，組織學(xué)生對生物實踐園地進(jìn)行重新設(shè)計規(guī)劃，討論提高能量利用率的方法與途徑，嘗試建立校園小型生態(tài)農(nóng)業(yè)，利用所學(xué)知識解決現(xiàn)實生產(chǎn)生活問題。

2.4.3 任務(wù)三：探究生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

教師展示校園、學(xué)校外的小公園、武夷山、內(nèi)蒙古草原、大興安嶺、北極冰川等圖片，提出問題：校園中的一只鳥呼出的二氧化碳，會有怎樣奇妙的旅程？之后，組織學(xué)生完成下列5個活動，并設(shè)計板書（圖5）。

圖5 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)板書設(shè)計

活動1：碳元素的旅程暢想。學(xué)生進(jìn)行小組討論，共同繪制“碳元素的旅程”圖解。學(xué)生代表進(jìn)行展示與講解，其他學(xué)生認(rèn)真聆聽后，對圖解進(jìn)行補(bǔ)充和完善。

活動2：構(gòu)建碳循環(huán)的模型。在活動1的基礎(chǔ)上，學(xué)生小組合作利用文字和箭頭繪制生物圈中碳循環(huán)的模型，討論并總結(jié)碳循環(huán)的過程、途徑和范圍，進(jìn)而歸納物質(zhì)循環(huán)的特點。

活動3：討論物質(zhì)循環(huán)和能量流動的關(guān)系。教師組織學(xué)生以“草→蝸牛→鳥”這一食物鏈為例進(jìn)行討論，從形式、特點、范圍等角度進(jìn)行厘清物質(zhì)循環(huán)與能量流動的區(qū)別與聯(lián)系。

活動4：討論微塑料的生物富集現(xiàn)象。教師課前推送相關(guān)的科技文獻(xiàn)，如《微塑料在水生食物鏈中的富集及毒性效應(yīng)研究》《環(huán)渤海潮間帶長牡蠣微塑料富集特征研究》《中國土微塑料污染》等。課上，學(xué)生分組從微塑料的來源、富集途徑、污染現(xiàn)狀、影響、解決策略等角度進(jìn)行討論。教師據(jù)此引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會熱點問題，提升學(xué)生的社會責(zé)任素養(yǎng)。

活動5：實驗探究。學(xué)生小組合作完成“比較土壤微生物對塑料泡沫和樹葉的分解效果”的實驗方案，并在課后與課本的“探究·實踐”中的實驗“探究土壤微生物的分解作用”一起實踐，形成對“塑料難以降解”的直觀認(rèn)識，提高科學(xué)探究能力和環(huán)保意識。

2.4.4 任務(wù)四：探究生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞

教師播放學(xué)生拍攝的校園宣傳短片，提出問題：鳥叫聲是一種信息嗎？紅花綠葉能傳遞信息嗎？據(jù)此，教師組織學(xué)生完成下列3個活動，并設(shè)計板書（圖6）。

圖6 生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞板書設(shè)計

活動1：校園信息大發(fā)現(xiàn)。學(xué)生小組閱讀教材，收集和總結(jié)校園生態(tài)系統(tǒng)中的信息及其類型，并對收集到的信息進(jìn)行列表分類。據(jù)此，學(xué)生討論信息傳遞的特點，理解其與物質(zhì)循環(huán)、能量流動的區(qū)別。

活動2：總結(jié)信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。教師引導(dǎo)學(xué)生分析課本資料及生活實例，討論并總結(jié)出信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。

活動3：討論信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。學(xué)生閱讀教材，理解信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，對提高某農(nóng)場農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量提出建議并分享。最后，教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，構(gòu)建相關(guān)模型。

3 單元教學(xué)反思

3.1 借助整體化板書設(shè)計，凸顯單元教學(xué)理念

本單元采用整體化的板書設(shè)計，實現(xiàn)板書在不同課時的連貫使用。教師重視模型建構(gòu)的方法，課堂上通過師生共建的方式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論、畫圖、點評、修正和總結(jié)，使每一節(jié)課均在上一節(jié)課的基礎(chǔ)上鞏固與提升，打破原本相對獨立的知識點間的界限，幫助學(xué)生構(gòu)建生物學(xué)概念，實現(xiàn)各個課時之間的知識與內(nèi)容的聯(lián)系。

3.2 創(chuàng)設(shè)統(tǒng)一的真實情境，激發(fā)探究學(xué)習(xí)熱情

本單元教學(xué)以“校園生態(tài)系統(tǒng)”這一學(xué)生熟悉的情境貫穿始終。教師設(shè)計了校園生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)查與呈現(xiàn)、校園中生物實踐園地的規(guī)劃設(shè)計、校園中碳元素的奇妙旅程、校園中信息大發(fā)現(xiàn)等活動，將知識融合于熟悉的真實情境，激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的熱情。

3.3 提升社會責(zé)任意識，倡導(dǎo)學(xué)以致用

本單元教學(xué)設(shè)計注重生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，尤其注重社會責(zé)任素養(yǎng)的提升。教師利用?；~塘、生物實踐園地的設(shè)計規(guī)劃、有害物質(zhì)的富集、信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用等實例，倡導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，幫助學(xué)生認(rèn)同對資源的利用應(yīng)遵循生態(tài)學(xué)原理和可持續(xù)發(fā)展原則，促進(jìn)學(xué)生積極運用生物學(xué)的知識與方法，解決生產(chǎn)生活問題，形成生態(tài)意識，成為生態(tài)文明的傳播者。