整體化板書設計助力單元教學的實施
——以“生態系統的結構與功能”為例

佘瑞雪 真彪華

（福建省晉江市季延中學 福建晉江 362200）

1 整體化板書設計在單元教學中的必要性

單元教學設計是現今學科教育的研究熱點。單元教學設計是一種介于課程規劃與課時教學設計之間的教學設計，是教師圍繞某個知識章節、核心概念等主題，進行教材分析、學情分析，制定單元教學目標和課時教學目標、重新分配課時、設計有連貫性的課時教學方案、確定單元學業評價方式等一系列連續的復雜的設計過程。傳統的以課時為單位的教學易導致知識的碎片化，而單元教學設計有助于教師突破“只見樹木不見森林”的課時思維，轉變教師只注重零散知識點落實的傳統教學理念，幫助教師從較長時段整體籌劃學科教學，注重學科整體組織化、結構化知識的建構。然而，在對知識及內容進行整合與重組后，教師在開展單元教學設計時仍需面對以“課時”為單位組織教學的現實，教學內容依然需要按課時進行安排。如何使各個課時之間的知識與內容更好地聯系？板書作為重要的教學表達形式之一，是一個很好的橋梁。重點突出、條理清晰的板書能夠啟發學生的思維，加深學生的理解與記憶，更好地實現知識的結構化與系統化。板書應用于高中生物學教學中具有提高學生的學習興趣、端正學生的學習態度、提高教學質量、發展學生的生物學學科核心素養等優勢。下文以“生態系統的結構與功能”這一重要概念的教學為例，探討整體化的板書設計在單元教學中應用的可行性。

2 基于整體化板書設計的單元教學的實踐探索

2.1 單元教學設計框架

依據單元教學的基本思路及《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《新課標》）中關于學科素養的要求，筆者編制了如圖1所示的基于整體化板書設計的單元教學設計框架。

圖1 基于整體化板書設計的單元教學設計框架

2.2 劃定單元內容

進行單元教學設計的第一步是確定教學內容。《新課標》建議“單元教學應圍繞大概念和重要概念展開，依據重要概念精選恰當的教學活動內容和活動形式，要通過對事實的抽象和概括，幫助學生建立生物學概念，并以此來建構合理的知識框架”。對比2019版新教材《選擇性必修2·生物與環境》第三章“生態系統及穩定性”與《新課標》發現，第三章前四節分別為生態系統的結構、生態系統的能量流動、生態系統的物質循環、生態系統的信息傳遞，對應選擇性必修模塊2“生物與環境”中重要概念2.2“生物群落與非生物的環境因素相互作用形成多樣化的生態系統，完成物質循環、能量流動和信息傳遞”。生態系統的結構及三大功能之間聯系緊密。因此，筆者從知識的邏輯性與相關性、核心素養的培養要求及板書設計的整體化角度考慮，圍繞重要概念2.2，構建“生態系統的結構與功能”單元。

2.3 確定單元學習目標

（1）通過對校園生態系統的調查，分析總結生態系統的成分與作用，嘗試構建生態系統的結構模型，并認同生態系統是由群落與非生物環境組成的統一整體，形成生命的系統觀。

（2）通過比較不同營養級能量流動過程的異同點，總結并建構生態系統能量流動的概念模型；通過賽達伯格湖能流數據的分析，總結能量流動的特點，并構建生態金字塔；借鑒桑基魚塘的實例，對校園生物實踐園地進行設計規劃，體會運用所學知識解決現實生產生活問題的成就感。

（3）通過對“碳元素的旅程暢想”活動，構建碳循環模型，并基于校園生態系統，運用物質與能量觀，說出能量流動與物質循環的過程與關系；通過閱讀專業文獻，了解相關實驗方法，討論微塑料的生物富集現象，關注社會熱點問題；能設計并實施關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“校園生態系統中的信息大發現“活動，總結信息的類型，分析信息在生態系統中的作用，形成生命信息觀；基于實例討論信息傳遞在農業生產中的應用，提高將生物學知識應用于生產實踐的意識。

2.4 確定單元教學過程及整體化板書

本單元教學設計從“情境——任務——活動”3個方面入手，創設能夠支撐整個單元的真實的情境，并根據特定情境設計問題與活動，引導學生參與實踐探究活動，主動進行思考與分析。通過單元整體化的板書設計，教師引導學生構建相關模型，借助模型理解單元內不同課時之間的聯系，更好地落實《新課標》的內容要求與學業要求。

自然界中存在許多類型的生態系統，但學生缺少相關的生活經驗，難以感同身受。因此，教師選擇學生最熟悉的校園生態系統這一情境貫穿整個單元，并提出單元的核心問題：生態系統具有怎樣的結構與功能？它們之間有怎樣的聯系？圍繞核心問題及教材的編排，設置了4個任務及相應的探究活動，具體如下：

2.4.1 任務一：探究生態系統的結構

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

圖2 生態系統的結構板書設計

活動1：“校園生態系統的調查”結果匯報。教師組織學生代表介紹調查方法及過程，分享校園各個角落的照片，并將照片中的成分進行歸類。學生在教師引導下分析總結生態系統的組成成分、實例、作用、代謝類型及地位等。

活動2：構建生態系統的結構模型。學生小組合作，從光合作用消耗CO、細胞呼吸產生CO及有機物的提供等角度討論，在教師提供基本框架的基礎上構建生態系統的結構模型。

活動3：探討食物鏈與食物網的相關內容。學生小組討論，尋找校園中的食物鏈，并進行組間的分享；尋找不同食物鏈的聯系，構建校園生態系統的食物網。教師組織學生討論分析書寫的食物鏈，歸納食物鏈書寫的注意事項，消費者的級數與營養級的級數的差別等。

2.4.2 任務二：探究生態系統的能量流動

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

圖3 生態系統的能量流動板書設計

活動1：重構生態系統的結構模型。教師設置能量流動板書框架（圖4），引導學生通過箭頭關系重構生態系統結構模型，并將校園生態系統中的食物鏈“草→蝸牛→鳥”整合到模型中。通過與上節課的聯系，學生在一個較熟悉的情境中鞏固已學知識，為活動2中能量流動的模型構建奠定基礎。

圖4 能量流動板書框架

活動2：總結并建構生態系統能量流動的概念模型。教師分析蝸牛的能量流動過程，幫助學生理清攝入量、同化量、糞便量等概念的涵義及關系，建構能量流動圖解。教師通過比較草、蝸牛、鳥三者能量流動過程的異同點，進而歸納不同營養級能量流動的過程特點，并在主板書上體現。學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、轉化和散失，進而總結并建構生態系統能量流動的概念模型。通過教師的引導與設問，學生在習得知識與技能的同時，提高了比較、歸納與概括等科學思維能力。

活動3：概括能量流動的特點，構建生態金字塔。教師借助教材中的材料——賽達伯格湖的能量流動，組織學生對數據進行整理與分析，從定性的認識轉向定量的研究，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（以箭頭粗細）。教師引導學生從用抽象的數字轉為用形象的柱狀圖表示不同營養級的能量，構建生態金字塔，通過在不同類型的模型之間進行轉換，切實提升學生模型建構的能力。

活動4：探討研究能量流動的實踐意義。教師播放桑基魚塘的宣傳視頻，引導學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，組織學生對生物實踐園地進行重新設計規劃，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農業，利用所學知識解決現實生產生活問題。

2.4.3 任務三：探究生態系統的物質循環

教師展示校園、學校外的小公園、武夷山、內蒙古草原、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，組織學生完成下列5個活動，并設計板書（圖5）。

圖5 生態系統的物質循環板書設計

活動1：碳元素的旅程暢想。學生進行小組討論，共同繪制“碳元素的旅程”圖解。學生代表進行展示與講解，其他學生認真聆聽后，對圖解進行補充和完善。

活動2：構建碳循環的模型。在活動1的基礎上，學生小組合作利用文字和箭頭繪制生物圈中碳循環的模型，討論并總結碳循環的過程、途徑和范圍，進而歸納物質循環的特點。

活動3：討論物質循環和能量流動的關系。教師組織學生以“草→蝸牛→鳥”這一食物鏈為例進行討論，從形式、特點、范圍等角度進行厘清物質循環與能量流動的區別與聯系。

活動4：討論微塑料的生物富集現象。教師課前推送相關的科技文獻，如《微塑料在水生食物鏈中的富集及毒性效應研究》《環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，學生分組從微塑料的來源、富集途徑、污染現狀、影響、解決策略等角度進行討論。教師據此引導學生關注社會熱點問題，提升學生的社會責任素養。

活動5：實驗探究。學生小組合作完成“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”的直觀認識，提高科學探究能力和環保意識。

2.4.4 任務四：探究生態系統的信息傳遞

教師播放學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？據此，教師組織學生完成下列3個活動，并設計板書（圖6）。

圖6 生態系統的信息傳遞板書設計

活動1：校園信息大發現。學生小組閱讀教材，收集和總結校園生態系統中的信息及其類型，并對收集到的信息進行列表分類。據此，學生討論信息傳遞的特點，理解其與物質循環、能量流動的區別。

活動2：總結信息傳遞在生態系統中的作用。教師引導學生分析課本資料及生活實例，討論并總結出信息傳遞在生態系統中的作用。

活動3：討論信息傳遞在農業生產中的應用。學生閱讀教材，理解信息傳遞在農業生產中的應用，對提高某農場農產品產量提出建議并分享。最后，教師引導學生總結生態系統結構與功能之間的關系，構建相關模型。

3 單元教學反思

3.1 借助整體化板書設計，凸顯單元教學理念

本單元采用整體化的板書設計，實現板書在不同課時的連貫使用。教師重視模型建構的方法，課堂上通過師生共建的方式，引導學生進行討論、畫圖、點評、修正和總結，使每一節課均在上一節課的基礎上鞏固與提升，打破原本相對獨立的知識點間的界限，幫助學生構建生物學概念，實現各個課時之間的知識與內容的聯系。

3.2 創設統一的真實情境，激發探究學習熱情

本單元教學以“校園生態系統”這一學生熟悉的情境貫穿始終。教師設計了校園生態系統的調查與呈現、校園中生物實踐園地的規劃設計、校園中碳元素的奇妙旅程、校園中信息大發現等活動，將知識融合于熟悉的真實情境，激發學生探究學習的熱情。

3.3 提升社會責任意識，倡導學以致用

本單元教學設計注重生物學學科核心素養的培養，尤其注重社會責任素養的提升。教師利用桑基魚塘、生物實踐園地的設計規劃、有害物質的富集、信息傳遞在農業生產的應用等實例，倡導學生學以致用，幫助學生認同對資源的利用應遵循生態學原理和可持續發展原則，促進學生積極運用生物學的知識與方法，解決生產生活問題，形成生態意識，成為生態文明的傳播者。