何蕓
學生發展核心素養是指個體在面對復雜的、不確定的生活情境時,綜合運用學科觀點、方法、知識和技能解決實際問題所表現出來的必備品格和關鍵能力。為此,《2017年普通高中生物學課程標準(修訂稿)》在教學建議中提出:以組織探究為特點的主動學習是落實學科素養的關鍵,要幫助學生形成生命觀念,倡導探究性學習,培養學生的創新精神和實踐能力,進而提高學生的生物科學素養。
要貫徹并達成這一教學目標,需要教師在教學中轉變教學理念,改革課堂教學,真正提高學生的主體性和參與性,以切實提高學生的科學精神、學會學習和實踐創新為達成目標。
“生態系統的穩定性”是普通高中課程標準實驗教科書人教版生物必修三第5章《生態系統及其穩定性》中的第5節內容。這節內容包括生態系統的自我調節能力、抵抗力穩定性與恢復力穩定性、提高生態系統的穩定性、設計制作生態缸,觀察其穩定性。基于以上學生發展的核心素養理念,就本節課的設計和實施效果加以反思和改進。
教學過程觀察
本節課在充分研備教材和大綱的基礎上精心編制“導,教,學”三合一教案,課前讓學生進行自主預習,分組制作和觀察“生態缸穩定性”的研究性學習。課中利用身邊的現實材料“西安護城河的過去與今天”作背景設置問題,激發學生思維,引導他們積極探究、合作、交流,最后通過生態缸制作小組展示他們觀察研究的初期成果報告,落實情感滲透和過程體驗。整節課將“導學案”的導學演學和PPT生動直觀有效結合,將學生的實踐研究和理論認知緊密聯系,倡導探究性學習,凸顯學生主體地位,最終達成了知識、能力、情感的三維目標。
課堂演學,合作探究
本節課充分利用“導學案”材料和PPT課件(圖片),有理有據,生動直觀地引導學生實施課堂探究演學過程:以“生態系統穩定性”為基本概念和原理,以身邊材料“西安護城河的過去與今天”為主題線索:“精設問題——合作探究——聯系實際——情感升華”,整節設置思路新穎,設計縝密、環環相扣,凸顯理性思維分析、科學探究態度以及情感價值觀培養。
通過幾段材料分析探究兩個重點:生態系統穩定性的自我調節能力分析;抵抗力穩定性和恢復力穩定性的概念理解;從而突破一個難點:抵抗力穩定性和恢復力穩定性的概念模型構建(負反饋調節)。具體分析如下:
演學探究一:生態系統穩定性的原理和概念
圍繞往屆學生制作研究“生態缸的故事”為情境,導入生態系統維持相對穩定的原因:自我調節能力高,展示“護城河的輕度干擾和污染”、草原中食物鏈負反饋調節、森林局部火災后的迅速再生三個材料,討論探究生態系統自我調節能力,并引導學生用文字、方框、箭頭構建生態系統穩定性的概念模型。
概念模型構建:
(食物鏈中的負反饋調節)
演學探究二:抵抗力穩定性和恢復力穩定性
“抵抗力穩定性”
教師進一步展示材料和圖片,引導學生分析思考問題:護城河輕度干擾、森林適度采伐、海洋適量捕撈、草場被蝗蟲采食,生態系統通過自我調節力依然保持原來的結構和功能不變。最后引導學生總結抵抗力穩定性概念和要點:抵抗干擾、保持原狀。并得出結論:
一是,生態系統的結構和功能處于不斷變化中,生態系統的抵抗力穩定只是相對穩定。
二是,如果對生態系統的干擾過大,生態系統的結構和功能就會被破壞,遠遠偏離它正常運轉的范圍。
“恢復力穩定性”
展示圖片“西安護城河的過去與今天”,引導學生分析思考恢復力穩定性的概念和要點:遭到破壞、恢復原狀。并通過比較森林、草原、苔原生態系統恢復力穩定性得出結論:
一是,恢復力穩定性也是生態系統所具有的一種自我調節能力。它不僅與自身的結構和功能直接相關,還與當時所處的地理環境條件緊密相關。
二是,生態系統的恢復力穩定性也是有一定限度的,如果干擾過大,破壞過于嚴重,那么靠它自身的恢復力穩定性來恢復原貌是很困難的。
提高生態系統的穩定性措施
教師展示圖片信息引導學生閱讀材料、分析總結提高生態系統穩定性的措施:
一是,控制人類對生態系統的干擾,合理適度地進行開發利用。人類活動對生態系統的干擾不能超過生態系統的自我調節能力。如:適度采伐、放牧、捕撈,減少污染等。
二是,對人類利用強度大的生態系統,應該實施相應物質和能量的投入,以保證系統內結構和功能的協調。如:農田的施肥、灌溉等。
三是,還可以建造人工“生態屏障”,調節氣候,防風固沙,保護相應地區的草原和農田。如:農田防護林、三北防護林的建造。
四是,通過恢復生態學原理和技術來治理嚴重污染破壞的生態系統,如:介紹西安護城河的綜合治理措施和效應。
實踐創新,交流分享
根據前面所學生態系統結構、功能的相關知識,課前兩周布置學生設計制作生態缸,指導學生進行真實的觀察和記錄,分析研究生態缸維持穩定性的原因。活動以小組(3~5人)為單位,并選擇至少一個因素作為研究變量。例如:生態缸中成分的選擇不同、水質的選擇不同、陽光和空氣的條件不同等等,并采取兩兩小組作對照研究,最后進行分析得出結論。在本節課實施的前3天對各組學生的初期研究性成果進行評價篩選,可以實驗報告、PPT文稿、科技小論文三種形式呈現,并選出較為優秀的成果準備在課堂上展示匯報。在本節課課堂教學的最后一個環節(10分鐘左右),選派兩組學生代表上臺匯報展示他們制作的生態缸以及初期研究性成果。實踐證明每個小組的生態缸制作精美且富有創意。在成果展示中,形式多樣、內容真實,有實驗報告和PPT課件,還有失敗的反思總結和科學小論文。通過本課題的實踐研究和成果分享,讓學生進一步理解生態系統穩定性的原理和影響因素,同時也提升學生的實踐探究能力和科學創新精神,讓他們在實踐研究中去領悟和運用生物科學原理和觀點,并在實踐中樹立正確的情感態度和價值觀。即熱愛家鄉、保護環境,走可持續發展的道路。
教學效果評價
本節課充分利用“導學案”精選材料和精設問題,并結合形象生動的PPT圖片信息,引導啟發學生研學探究、合作交流,形成學習方法和創新思路。同時,引導學生運用所學知識分析解決現實中的問題,并動手制作生態缸,觀察其穩定性,進而培養學生嚴謹治學的科學態度和勇于探索實踐的精神。其設計實施成功之處如以下分析:
課外實踐研究與課堂理論探究有效結合,切實培養學生的探究性學習能力
本節課在課前自主預習和實踐研究的基礎上,以“導學案”為載體,優化課堂教學模式,深化課堂教學內容,構建學生自主、合作、探究的學習方式,培養學生探究性學習的能力。課前通過學生對教材基礎理論的自學研讀以及分組“設計和制作生態缸”,實現自主學習。課中在“導學案”的引領下,以現實材料為背景巧設問題,展開研究討論,構建概念模型,延伸實踐應用,最終達成“生態系統穩定性”的理論認知、運用遷移和情感升華。
學案與課件,理性和感性,嚴謹而生動地引導學生展開學習
學案中以“護城河的今天與明天”為主線索,結合自然因素和人為因素所引發的生態系統穩定性的多種材料,以問題為導向,啟發學生分析研討,整節課脈絡清晰,思路嚴謹,重點突出,實現了學案與探究有效結合、預設與生成有機統一。
本節課在演學、應用環節中用課件多媒體展示現實生活中的多個圖片場景,生動直觀、領悟深刻。
結語
總而言之,缺乏核心素養指向的教學是蒼白無力的,它無法為學生的生命個體融匯情、理、智、趣的營養。我們在教學過程中,活動內容設計和課堂實施都要以培養學生核心素養為指向,不斷反思改進,不斷提高教學質量和效益,而衡量學科教學質量和效益的唯一標準就是發展學生的核心素養。