指向核心素養(yǎng)的高中生物學任務(wù)式境脈設(shè)計

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)進階；遞進式學習任務(wù)；境脈設(shè)計

高中生物學課堂教學提倡突出重要概念，注重與生活實際及社會熱點問題的聯(lián)系，合理安排學習任務(wù)，引導(dǎo)學生主動參與、深度思考；強調(diào)創(chuàng)設(shè)真實情境，以教材為載體進行教學設(shè)計，讓學生在沉浸式體驗中完成知識的構(gòu)建與應(yīng)用?；诰趁}的教學強調(diào)情境的動態(tài)性、連貫性，以學習為主體構(gòu)建課堂學習模塊，而基于境脈的課堂，不僅需要合理設(shè)置情境，還需要建立起情境之間具有邏輯性、結(jié)構(gòu)性、動態(tài)生成的脈絡(luò)，實現(xiàn)從整體視域看待局部設(shè)計、從局部細節(jié)滲透整體規(guī)劃的連貫性，從而更有利于知識整合。學生在情境中形成學科概念，落實核心素養(yǎng)，通過連續(xù)、充分的感知、理解、實踐和交流，對學科知識進行學習。本文以“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”為例，探討如何以身邊的生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)歷的歷史變遷為素材，從課前、課中的層層任務(wù)設(shè)置搭建學生科學探究、科學思維培養(yǎng)的腳手架，最終落地在對生命觀念、社會責任的關(guān)注方面，如圖1所示。

一、親歷生態(tài)瓶制作，以實踐情境感知生態(tài)平衡的動態(tài)性

學生課堂現(xiàn)場展示課前制作的生態(tài)瓶，分享維持生態(tài)瓶持久的措施，學生認為：減少消費者、增加生產(chǎn)者、人工投入及清潔可延長生態(tài)瓶的存活時長。

教師提供生態(tài)瓶評價量表（如表1），進而歸納出結(jié)構(gòu)平衡、功能平衡、收支平衡三個特征，學習生態(tài)平衡的概念。追問：生態(tài)瓶模擬的生態(tài)系統(tǒng)能夠長期維持穩(wěn)定嗎？

設(shè)計意圖：學生經(jīng)歷設(shè)計與實施、觀察與記錄、分析與總結(jié)的實驗過程，在教師提供的量表中體會生態(tài)平衡的具體特征指向。從“特征”到“概念”逆向?qū)W習，以問題為過渡，激發(fā)學生及小組間的討論。

二、調(diào)查府南河變遷，以生活情境探究生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

（一）收集并整理府南河的資料，解釋河流變遷的生命現(xiàn)象

從府南河“淘米洗菜”到“魚蝦絕代”到“修復(fù)穩(wěn)態(tài)”的變遷，學生以課前收集整理的圖片、視頻等客觀資料進行具體的分享呈現(xiàn)。以生物學的視角闡釋當中涉及的物理沉降、化學分解、微生物降解等河流自我凈化能力，生態(tài)系統(tǒng)從崩潰到重建，生物多樣性的改變等生命現(xiàn)象。

教師組織學生分析討論府南河各階段與生態(tài)平衡的聯(lián)系，學生認為：府南河曾經(jīng)也經(jīng)歷過結(jié)構(gòu)與功能都處于動態(tài)平衡的相對穩(wěn)定階段，由于人類活動的過度干擾、污染導(dǎo)致河流生態(tài)系統(tǒng)崩潰，最后通過人工修復(fù)還原到目前的生態(tài)平衡狀態(tài)，但其穩(wěn)定性不如從前。

（二）模擬府南河中生物的變化，建立捕食關(guān)系的數(shù)量模型

教師創(chuàng)設(shè)情境并提出問題：少量釣魚后，府南河中魚和水草的捕食關(guān)系將發(fā)生怎樣的變化？

學生使用卡片和箭頭建立模型，如圖2。從數(shù)量變化的角度分析出魚減少后，系統(tǒng)作用的效果反過來作用于系統(tǒng)本身，使系統(tǒng)的工作效果減弱，是機體普遍存在的負反饋調(diào)節(jié)。而生態(tài)系統(tǒng)通過負反饋調(diào)節(jié)，實現(xiàn)自我調(diào)節(jié)能力，從而使生態(tài)系統(tǒng)保持相對穩(wěn)定。

（三）分析資料，歸納總結(jié)核心概念

資料：20世紀60至80年代，府南河因工廠未經(jīng)處理的污染廢棄物、生活污水等大量排放受到嚴重污染，動植物大量死亡，水質(zhì)惡化。20世紀90年代，經(jīng)過人工對河床的清理和重建，生物生存的空間和資源較從前更加充裕，盡管動植物數(shù)量少，但擁有快速繁殖的優(yōu)勢條件，水質(zhì)逐步得到改善。生態(tài)學家分析，按照自然發(fā)展規(guī)律，府南河生態(tài)系統(tǒng)也會在相對漫長的時間恢復(fù)成為物質(zhì)和能量的輸入與輸出均衡，生物種類的組成等達到相對平衡的生態(tài)系統(tǒng)。

教師提出問題：府南河具有自我調(diào)節(jié)能力，依然會受到污染導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，這說明了什么？

學生經(jīng)過獨立思考和小組討論認為：生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力具有一定的限度，超過這個限度，生態(tài)系統(tǒng)會遭到破壞；人類可以合理利用生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)組成，同時在其遭到破壞時及時干預(yù)和修復(fù)可以加速其恢復(fù)的進程。

教師追問：生態(tài)系統(tǒng)通過自我調(diào)節(jié)能力抵抗干擾，維持原狀；遭到破壞也能恢復(fù)原狀，這是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的具體兩方面的表現(xiàn)。由上可知，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是一種能力，是怎樣的能力呢？請大家歸納總結(jié)概念。

學生總結(jié)：生態(tài)系統(tǒng)維持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)與功能處于相對平衡狀態(tài)的能力，即為生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。隨后對森林、河流等生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性具體表現(xiàn)案例進行判斷。

設(shè)計意圖：組建學生課外興趣小組，將資料收集、整合、分析等環(huán)節(jié)前置，增強學生的團隊合作意識，并能夠針對生活的情境進行交流與表達；同時以府南河的案例為線索，通過構(gòu)建模型的過程，解讀維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的原理和基礎(chǔ)，最后得出核心概念，發(fā)展科學思維，提升基于事實、提煉總結(jié)的能力。

三、構(gòu)建概括化模型，以探究情境演繹內(nèi)在聯(lián)系的邏輯性

利用“溫帶森林”和“溫帶草原”的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)差異，在復(fù)雜和簡單的捕食食物鏈、食物網(wǎng)關(guān)系對比中，創(chuàng)設(shè)探究情境，提出問題串：（1）假如由于某種因素，導(dǎo)致溫帶森林與溫帶草原生態(tài)系統(tǒng)中的鼠大量減少甚至消失，二者的生態(tài)平衡會發(fā)生怎樣的變化？（2）請解釋在相同環(huán)境變化條件下，為什么對溫帶森林、溫帶草原產(chǎn)生的影響會大相徑庭。（3）你認為抵抗力穩(wěn)定性、恢復(fù)力穩(wěn)定性與生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜程度有何關(guān)系？

學生對于上述問題展開激烈的討論，在分享一質(zhì)疑一討論的過程中，分析出結(jié)論：一般而言，生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其抵抗力穩(wěn)定性越強而恢復(fù)力穩(wěn)定性越弱，反之亦然。抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性的關(guān)系如圖3所示。

基于上述結(jié)論，為了打破思維定式，教師進一步提出問題：結(jié)構(gòu)簡單的生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)力穩(wěn)定性一定高嗎？

學生分析北極凍原生態(tài)系統(tǒng)具有其特殊性，無論是動物、植物還是微生物的數(shù)量都很少，捕食食物鏈、食物網(wǎng)的組成成分很簡單。當其主要生產(chǎn)者地衣受到大面積破壞時，整個生態(tài)系統(tǒng)即面臨崩潰，是兩種穩(wěn)定性都很低的“雙低”生態(tài)系統(tǒng)。

教師回扣初始問題：生態(tài)瓶模擬的生態(tài)系統(tǒng)能夠長期維持穩(wěn)定嗎？在舊知識同化新知識并建立聯(lián)系后，學生能夠快速解答實踐情境中留下的疑問，對于組成簡單的生態(tài)瓶代表的生態(tài)系統(tǒng)，抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性都很低，往往難以長期維持穩(wěn)定。

在這個環(huán)節(jié)容易形成一個認知誤區(qū)：復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，可以長期保持穩(wěn)定。教師在此時抓住這樣的思維漏洞，追問：為什么像府南河這樣復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)仍未能保持長久穩(wěn)定？我們可以做什么？

設(shè)計意圖：通過深度剖析一個具有代表性的生態(tài)系統(tǒng)，引導(dǎo)學生在觀察與解析多種生命現(xiàn)象的過程中，運用模型構(gòu)建與模型推理，逐步提升科學思維，從而提煉出普遍適用的生物學法則。這一系列教學活動有效回應(yīng)了開課時拋出的核心議題，全方位、多層次地展現(xiàn)“生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性”這一概念的本質(zhì)特征及其在自然界的運作機制。

四、提出合理性措施，以社會情境認同科學開發(fā)的重要性

教師提出問題：請舉例說明目前人們采取了哪些措施維持及提高府南河生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性？

學生進行小組討論，提出：定期對府南河進行水質(zhì)監(jiān)測；設(shè)立“禁止亂扔垃圾”“禁止私放生物”“禁止打撈生物”等標語；合理飼養(yǎng)河中白鷺等生物；按照一定的比例對湖中的水草、魚等生物進行數(shù)量控制等措施。從合理適度利用生態(tài)系統(tǒng)以及給予相應(yīng)的物質(zhì)和能量投入兩方面提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，形成本節(jié)知識概念圖，如圖4。

設(shè)計意圖：府南河是成都的母親河，將學生置于生動的社會情境，推動學科知識與現(xiàn)實生活的深度融合，培養(yǎng)學生在實踐中運用知識解決問題的能力，同時提升他們的觀察力、協(xié)作力與創(chuàng)新思維。歸納小結(jié)本節(jié)所學知識，引導(dǎo)學生將所學付諸實踐，實現(xiàn)書本知識向現(xiàn)實生活的有效遷移。

綜上所述，本節(jié)課以生態(tài)瓶制作的小切口作為課堂的生長點，由府南河的變遷史線索衍生出情境脈絡(luò)，層層設(shè)置任務(wù)驅(qū)動，讓學生在不同的情境轉(zhuǎn)換中完成思維提升。教學設(shè)計以問題為導(dǎo)向，以能力為目標，以任務(wù)為載體，遞進式實現(xiàn)核心素養(yǎng)水平進階，倡導(dǎo)學生關(guān)注身邊的相關(guān)環(huán)境問題，在實踐中應(yīng)用生態(tài)學原理，形成踐行社會責任的意識。