基于核心素養的高中生物學概念復習

吳嫻靜

摘要：本文圍繞高三課堂中生物學概念復習展開，以生態系統的能量流動問題為例，對如何提升學習的有效性和整體性，培養學生的生物學核心素養進行了實踐和思考。教學過程以犀牛的生活情境展開討論，從捕食食物鏈能量的來源和去向提問，層層剖析建構能量流動的模型。聯系整合知識進一步理解抽象概念名詞。結合生態恢復和物種保護等問題，發散思維，總結提升。最后由野生白犀牛滅絕的現實問題，引發學生對社會問題的關注和思考，培養社會責任，形成正確的生命觀念。

關鍵詞：核心素養;情境式教學;模型建構;單元復習;能量流動

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A文章編號：1992-7711（2021）02-075

一、理論背景

高中生物學學科核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任，四個組成部分相互交叉，融合統一。如何在教學中形成生物學科的核心素養？如何在課堂上實踐素養？高三復習課中重視生物核心素養的重要性不言而喻，筆者以生態系統的能量流動為例，進行了以下思考和應用。

1.情境式教學實踐核心素養

教學情境是課堂教學的基本要素，情境的設置具有生活性、形象性、學科性、問題性等特點，能促成學生學習的發生。學習發生在情境中，不僅激發學生的學習積極性，更是一個理論與實踐共同參與的過程。在學科核心素養的指導下，結合教學的具體內容，設計恰當的教學情境，不僅可以降低教學難度，特別是難點知識的解決，更能夠在課堂上充分調動學生的積極性，啟發學生思考，主動探究，發展學生智力，切實提高課堂教學效率。通過一站式的情境設計，使學生運用所學知識，理性理解和判斷社會中的熱點問題，在真實的情境中感同身受，以造福人類的態度和價值觀，產生情感上的共鳴，嘗試解決現實生活中與生物學相關的問題，進而形成正確的生命觀念，落實社會責任。

2.概念模型建構整合知識

在生物概念復習過程中通過概念模型建構，模型分析和模型應用，將若干節具有內在聯系的課組成一個教學單位。整合知識有利于學生理解知識間的邏輯關系、促進知識體系的形成，能比較完整地體現單元知識所蘊藏的學科思想;同時單元教學能有效促進教師以重要概念為線索整體籌劃學科教學，克服課時設計容易把教學內容碎片化的弊端。

本節課中引導學生從個體到種群，從生物體到外界環境，追尋物質轉化和能量流動的過程，在重要概念間找關聯、做提煉，建立概念間的相互聯系，促進學生對概念本質和內涵的理解。在復習知識，解決重難點問題的過程中，培養探究意識，教師根據學生的具體情況和知識間的遞進關系，形成問題鏈，充分激發學生的探究潛能，利用小組討論構建概念模型，進一步拓展學習的深度和廣度，從感性認識到理性思維的形成，發展科學思維，理解生命本質，形成生命觀。

二、教學過程

1.創設情境，激發認知——問題引導

情境資料：犀牛是陸地上第二大哺乳動物，幾乎沒有天敵。別看犀牛個頭那么大，其實犀牛是吃草的，成年犀牛能夠在一天之內吃掉50公斤的草。

設計意圖：激發學生學習的熱情，提高課堂注意力與參與度。

2.概念建構，科學探索——思維深入

①能量流動的渠道

引導學生思考在犀牛所處的環境中能量是怎么流動的？寫出能量流動的渠道。

設計意圖：幫助學生回顧捕食食物鏈的表示方法，草→犀牛。

②捕食食物鏈中能量流動的分析

犀牛用于生長發育和繁殖的能量是如何從草傳遞過來的呢？構建捕食食物鏈中的能量流動概念圖。

把握學生的思路，有節奏的分解提問：（1）50公斤的草中的能量是多少？（2）犀牛的攝入量與生長發育和繁殖所需的能量什么關系？（3）犀牛攝入的草是流入這條食物鏈的總能量嗎？（4）能量流動的起點草的能量怎么獲得的？（5）草的同化量除了被犀牛攝入以外，還有哪些去向？

設計意圖：結合情境案例深入分析能量流動的來源與去向。從每一個問題的思考與分析，引導學生理解在草和犀牛之間能量流動的模式，動手構建能量流動的模式圖。把實際情境中的問題提升到理性抽象概念模型的構建，進而形成物質與能量觀。

讓學生在概念圖中標出上節課的生態學有關概念：同化量、總初級生產量、凈初級生產量、生物量等。

設計意圖：把生態學概念的學習與能量流動過程圖相聯系，加深理性學習。幫助學生深入思考理解能量流動的抽象過程。

③進入分解者分解的能量

情境資料：犀牛吃得多拉得多，一頭犀牛一年能拉30噸左右的糞便。在犀牛寶寶從吃奶轉換成吃草的時期會以吃父母的糞便來維持生計。

教師提問：（1）犀牛的糞便中有能量嗎？是誰的能量？（2）犀牛生存的環境會被它們的糞便埋葬嗎？（3）除了糞便，分解者還有哪些其它能量來源？

設計意圖：通過問題分析，加深思維的深度與廣度。將生態系統的能量流動模型圖補充完整。

④系統整體能量分析

情境資料：有的犀牛生活在干燥而開闊的草原地帶，有的犀牛則喜歡棲息在濃密的森林中，它們食性也不完全相同，有的喜歡吃草，有的喜歡吃樹葉，有的草和樹葉都吃。

教師提問：（1）不同環境中初級生產量相同嗎？生態金字塔結構呢？（2）你能畫出犀牛所處生態系統的能量流動圖嗎？注意標出能量的輸入、傳遞、轉化、散失各個環節，總結能量流動的特點和能量傳遞效率的計算。

設計意圖：讓抽象的知識通過情境分析變得形象生動，再通過畫過程圖總結轉化成概念模型。并結合例題實踐應用。

3.知識整合，總結提升——培養責任

①生態恢復和物種保護

情境資料：據調查，全球野生犀牛只有約2.5萬頭，其中約80%生活在南非，目前犀牛的數量急劇減少。

教師提問：若犀牛的數量減少來自當地植被的破壞，那么在建立自然保護區后，該生態系統的能量發生了哪些變化？

小組討論：從能量的輸入與散失角度分析，犀牛的數量將減少，群落演替過程中，輸入的總初級生產量增加，呼吸散失的熱能增加。并繪制以時間為橫坐標的能量變化曲線。

設計意圖：從生態系統的角度進行思維探究，結合群落演替達到頂極群落的變化過程，總結能量變化的規律，理解建立自然保護區的意義。

②野生白犀牛的滅絕帶來的反思

情境資料：事實上即使建立了自然保護區，犀牛的種群數量仍在急劇下降，因為盜獵者為了獲取犀牛角，又便于方便攜帶，往往直接將犀牛的整個頭或者半面臉鋸下。受到盜獵者攻擊的犀牛不僅失去了角，也喪了命。

最后一頭雄性北方白犀牛蘇丹已經于 2018年3月20日去世，享年45歲，病痛和孤獨的折磨、盜獵者的威脅，都離它而去，這對它或許是一種解脫，而對人類來說，是再一次目睹了一個物種的滅絕。

設計意圖：樹立人類也是生態系統的一員，保護生態平衡是每個人的責任和義務，形成正確的穩態與平衡觀。懂得相信科學，傳播科學，將保護生物、保護生態的習慣輻射于他人，與自然和諧共處，承擔自己的社會責任。

三、概念模型建構

食物鏈：草→犀牛

能量流動模型：

四、教學反思

生態系統的能量流動是一個抽象的概念，學生在學習過程中常常難以理解各環節能量的來源與去處，是高中生物學中的一個重點和難點。本節教學過程中，教師通過引入生命現象，設置學習情境，提出情境問題，有效地激發學生的學習熱情。再由淺入深引導學生多角度分析推理能量流動的過程和特點，發展學生思維遷移能力，從現象到本質提煉生物學概念。并將知識單元化整合，更好的建構概念模型，提升思維探究能力，認識物質與能量觀的生命觀念。最后從課本知識發散聯系社會熱點現象，樹立生態保護意識，建立穩態與平衡觀，培養落實學生的社會責任感。課堂節奏把握合理，學生參與度高，課后對生態問題有了更深刻的思考。

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（作者單位：浙江省溫嶺中學，浙江 溫嶺 317500）