基于學科核心素養進行高中生物學教學

摘 要：以“生態系統的物質循環”一課的教學設計為例，對如何基于核心素養開展生物學教學進行了探討。

關鍵詞：生物學核心素養；物質循環；生態系統

學科核心素養是核心素養在特定學科（或學習領域）的具體化，是學生學習一門學科（或特定學習領域）之后所形成的，是學科育人價值的集中體現。具體到生物學科，生物學核心素養是學生在生物學課程學習過程中逐漸發展起來的，在解決真實情境中的實際問題時所表現出來的必備品格和關鍵能力。在教育部專家討論稿中擬定生物學核心素養為生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任4個關鍵表現，或者理解為對生命的理解和尊重、理性思考與論證、對科技的認知與實踐和對社會的責任與擔當（生物學傳播與實踐）。

課堂是教育教學的主陣地，如何將核心素養的4個關鍵表現的培養轉化為具體的可操作的教學手段？如何基于核心素養培養開展有效教學？這是每一位教師都需要探索的問題。本文以人教版高中生物教材必修三“生態系統的物質循環”的教學設計為例，分析如何基于生物學核心素養進行高中生物學教學。

一、教材分析

最新下發的新課程標準的征求意見稿中，要求學生分析出生態系統中的物質在生物群落與無機環境中的循環過程，舉例說明利用物質循環規律，人們能夠更加科學地規劃和有效利用生態系統中資源的途徑，這都屬于較高的要求水平。從高考層面來看，物質循環作為生態系統的三大功能之一，是歷年大題的考查重點。從學生層面來看，本節課教材內容看似簡單，與實際生活聯系緊密，卻在碳循環的考查上靈動多變，很容易“一聽就懂，一做就錯”，是學生學習的難點。因此，這樣一堂“向上有深度，落地有實踐”的課程，只要教師深入挖掘，就是培養生物學核心素養的優秀一課。

二、教學目標

（一）知識目標

簡述物質循環的概念，分析物質循環過程。

（二）能力目標

制作出物質循環概念圖。

（三）情感態度與價值觀目標

關注溫室效應，養成環保意識與行為。

三、教學過程

（一）情景導入

用學生耳熟能詳的《春泥》這首歌導入新課，優美的旋律中，通過歌詞：“漫天紛飛的花語 開在春的泥土里 滋養了大地 開出下一個花季”引入龔自珍的《己亥雜詩》“落紅不是無情物，化作春泥更護花”，引出“落紅—春泥—花”之間的物質循環。

設計意圖：在輕松歡快的氛圍中引入新課。

（二）明晰教學主線，培養理性思維

本節課以碳循環為主線，從學生呼出的二氧化碳的去向這種感性認知出發，進一步構建出理性的概念模型，分析模型變式，最后落實到模型應用。這種設計正是遵循著生物學核心素養中的理性思維的探究規律，即：“提出問題—獲取信息—發現規律—規律變式—規律應用”。同時，這種設計也順應學生心理認知的發展規律，即從已有知識出發，通過思維靈動生成，而并非簡單地接受新的知識。具體過程如下：

1.繪制碳循環模式圖（提出問題、獲取信息）

設置情境：假如你置身于一片花海中，深深呼出一口氣，呼出的二氧化碳將去向何方呢？同學分組以呼出的CO2為起點，結合對詩的剖析過程，繪制“二氧化碳的旅行”。小組投影展示，教師通過系列提問，順勢引出生態系統的物質循環概念。

設計意圖：通過對“落紅不是無情物，化作春泥更護花”這句詩的剖析，以“光合作用、有機物、分解者”等關鍵詞為依托，小組分組繪制循環圖，激發學生學習的主動性。學生繪制的過程圖不盡相同，個性中包含共性。在討論中，使得學生對物質循環過程的關注度極大提升。

2.構建模型（發現規律）

作為生命系統的最基本元素，碳元素的循環在整個生態系統的物質循環過程中發揮著至關重要的作用。從生態系統的結構出發，同學們畫的圖中包括了生態系統的哪些成分呢？結合模式圖，升華出生態系統中碳循環的概念模型。

設計意圖：從學生呼出的二氧化碳的去向這種感性認知出發，進一步建構出理性的概念模型，符合學生知識生成規律。在發現規律的同時，完成了從實例到本質，思維從具體到抽象的轉化。

3.模型變式（規律變式）

展示模型變式（下圖），請學生嘗試說出判斷思路。根據判斷思路，進一步升華出判斷規律。依托基礎模型，解釋溫室效應現象。

設計意圖：變式判斷是物質循環的難點，由學生總結出判斷規律，使學生主動生成課堂知識。學生能夠通過模型，揭示出生態系統物質循環的機制，最終完成了從生命現象到生命機制的轉化過程。

4.碳循環模型應用，培養社會責任感（規律應用）

教師提問：模型中的哪個箭頭出問題，會造成溫室效應？引導學生找出溫室效應產生的原因，將理論模型應用于實際生活中，從而完成對溫室效應及無廢棄物農業的關注。

設計意圖：學生參與生物學中熱點議題的討論，養成環保意識與行為，培養學生的社會責任感。

通過以上的設計，達成了理性思維培養中的第三個層次，即能從不同的生命現象中，基于事實和證據，采用適當的科學思維方法揭示生物學規律或機制，并在某一給定的情境中，運用規律和原理，對可能的結果或趨勢做出預測或解釋，能夠選擇運用文字、圖示或模型等方式進行表達并闡明其內涵。

（三）物質循環與能量流動的總結，培養生命觀念

教師展示兔子食草的示意圖，引出兔子獲取草中物質的同時，也獲取了前一營養級的能量，進一步總結出地球上，每一天每一刻都在進行著物質循環，能量也隨之流動，進而通過對物質和能量的規律總結，得出結論。

設計意圖：這樣的實例與總結，能夠培養學生的物質和能量觀及穩態與平衡觀，感受生態系統不斷進行著的物質循環和能量流動。至此，生物學核心素養中的生命觀念的培養這一目標也自然而然地實現了。

（四）結課

在春泥的歌聲中，以課本中關于物質循環的詩結束授課，首尾呼應。通過“取之有度，用之有節，方長足”的思想，以造福人類的價值和態度觀，形成生態意識。

四、反思

生物學核心素養的培養不是一蹴而就的，也不是硬性規定、硬性落實的，而是要結合課程特點，主動培養熱愛生命、理性思考的自然人。這需要老師自身就要懷有一顆仁愛之心，帶著對生命的敬畏與熱愛，砥礪前行。在課堂這方熱土，努力完成學生學科核心素養的培養，這也是所有生物教師努力的方向。

參考文獻：

王北生.從焦慮視角探尋與解讀生命教育[J].中國教育學刊，2004（2）.

作者簡介：孫麗麗，長春吉大附中實驗學校，1986年4月生，女，東北師范大學碩士研究生。

編輯 高 瓊