貫穿式情境教學在單元整體復習的運用

中圖分類號：G633.91文獻標識碼：B

在教育理念持續變革的社會背景下，高中生物學課堂教學也在不斷地探索和發展。《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》明確指出，教學應更加注重育人目的，更加關注學科核心素養的培養和形成，聚焦學生解決實際問題的能力，同時也在教材內容組織和呈現方式上要求教師重視情境的創設。]

生物學作為一門自然科學，其原理體現在日常生活的方方面面，教師將真實情境應用于生物學教學能讓學生更好地理解生物學概念并將其應用于生活，可以激發學生的學習積極性，使其保持長久的學習熱情，并鍛煉其解決實際問題的能力。同時，在《中國高考評價體系》對學科核心素養提出評價要求的背景下，情境化試題大量涌現。因此，在高三生物學復習階段教師應及時調整教學策略，引導學生根據不同情境，運用所學生物學概念和題干信息，采用高階的科學思維能力應對各種問題。

1單元整體復習視角下的貫穿式情境教學應用策略

1.1創設滲透生命觀念的貫穿式情境

復習課通常圍繞生物學大概念進行，凸顯概念之間的聯系，滲透生命觀念。教師在生態系統專題復習課程中，可以將“稻魚鴨復合生態系統\"作為案例創設情境，引導學生從稻魚鴨復合生態系統的組成成分及物種之間的相互關系人手分析，搭建稻魚鴨復合生態系統的營養結構，滲透結構與功能觀；分析復合生態系統中特定的食物鏈及物質循環和能量流動模型，滲透物質與能量觀；借助具體的農業生產措施，分析復合生態系統可持續發展所蘊含的生物學原理，得出生態系統具有一定的穩定性以及人類活動在人工生態系統的穩定性中起主導作用，滲透穩態與平衡觀、進化與適應觀。

1.2構建體現科學思維的情境主線

教師在進行復習課教學時，需要整合相關情境，梳理知識脈絡，設計科學合理的情境主線，將知識點層層推進地全面串聯，以任務驅動教學，引導學生主動思考，帶著問題分析情境，從情境中探尋答案，深度理解生物學概念，組織學生結合思維導圖構建知識體系，發展高階思維。

在以稻魚鴨復合生態系統為情境的生態系統專題復習中，教師依托課前導入的視頻，引導學生列舉該生態系統的組成成分，提升學生獲取信息和資料分析的思維能力；構建該復合生態系統的營養結構、物質循環和能量流動模型，思考營養結構中未出現分解者的原因和鴨在生態金字塔中的歸類問題，分析碳元素在無機環境和生物群落之間循環的主要形式，思考稻魚鴨復合生態系統是否需要投入肥料與飼料，從而提升學生模型構建和歸納整理的思維能力；分析稻魚鴨復合生態系統傳承千年背后的原因，以及人類活動如何維持生態系統穩定。

2貫穿式情境在單元整體復習的教學實例

2.1單元整體教學內容分析

“生態系統”是浙科版普通高中教科書《生物學·選擇性必修2·生物與環境》第三章的內容，涉及生態系統的組成成分、營養結構、生態金字塔、物質循環、能量流動、信息傳遞、自我調節等內容。本文圍繞大概念“生態系統中的各種成分相互影響，共同實現系統的物質循環、能量流動和信息傳遞，生態系統通過自我調節保持相對穩定的狀態”展開教學，依據三級概念體系構建課程內容框架。教師可選取重要概念“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\"作為一個大單元主題，將關聯性較強的生態系統組成成分、營養結構、物質循環、能量流動等知識點構建成完整的知識概念體系。本文通過創設貫穿式情境并構建情境主線，達成學生對次位概念的理解運用，為講授下一個單元主題“生態系統通過自我調節作用抵御和消除一定限度的外來干擾，保持或恢復自身結構和功能的相對穩定\"奠定基礎。2]

2.2單元整體教學目標

（1）通過觀看稻魚鴨復合生態系統的視頻，概述生態系統的組成成分和營養結構，并以此為基礎構建以生態系統為中心的概念圖，串聯并理解運用次位概念，形成結構與功能、物質與能量、穩態與平衡的生命觀念。

（2）通過構建稻魚鴨復合生態系統的營養結構、物質循環模型、特定食物鏈和整體生物群落的能量流動模型，以小組合作的方式討論其在生產實踐中的指導意義，培養歸納與概括、遷移與運用的科學思維。

（3）從稻魚鴨復合生態系統出發，關注中國傳統農業發展，弘揚傳統農耕文化，樹立民族自信，探索生物多樣性保護與經濟社會發展雙贏的路徑，增強社會責任意識。

2.3教學過程

2.3.1創設初始情境，搭建課堂支點

教師播放“稻魚鴨復合生態系統\"宣傳視頻并提出問題：稻魚鴨復合生態系統為什么能夠傳承千年？該復合生態系統與普通的農田生態系統相比有何特別之處？

設計意圖：通過觀看視頻，學生能夠深入了解中華民族的傳統農耕文化，領略“種植一季稻、放養一批魚、收獲一群鴨”的復合種養模式的智慧，激發學習興趣，為后續生態系統結構與功能的復習做鋪墊。教師創設初始情境時要結合學生的已學知識和生產生活實際，引導學生通過探尋稻魚鴨復合生態系統中的物種組成，回顧生態系統組成成分與物種關系的概念，引出后續的學習內容。

2.3.2圍繞核心概念，鋪設課堂脈絡

任務一：列出稻魚鴨復合生態系統的組成成分。

教師根據學生列舉的稻魚鴨復合生態系統中的物種組成，引導學生分析以下問題：列舉出的物種分別屬于生態系統中的哪種生物成分？生態系統由哪兩大成分組成？生態系統中的非生物成分有哪些？

學生通過觀看視頻列舉稻魚鴨復合生態系統中的主要物種，按照生態系統中生物成分的分類標準可劃分出生產者（水稻、雜草）、消費者（害蟲、魚、鴨），并在教師的引導下補充分解者成分（土壤微生物），同時意識到視頻中呈現出的生物只是稻魚鴨復合生態系統中的部分物種，實際的生態系統生物組成更為復雜。

設計意圖：教師利用初始情境，通過問題驅動學生構建生態系統組成成分的概念。學生將不同物種與各成分一一對應，使抽象的概念具象化，從生態學的角度切人，體現從理論到實踐的遷移應用。

任務二：構建稻魚鴨復合生態系統的營養結構。

教師通過圖片資料展示前文提及的幾種主要生物成分。學生根據不同物種之間的關系構建食物鏈。教師總結學生組建的食物鏈，形成食物網，并引導學生分析以下問題：稻魚鴨復合生態系統的營養結構中并未涉及分解者，為什么？水稻和稗草在生態系統中處于哪一營養級，二者存在怎樣的種間關系？鴨處于哪一營養級？

學生在構建營養結構的過程中回顧食物鏈和食物網的概念。盡管不同學生選取的食物鏈起點和終點不完全相同，但均可以總結為“生產者 → 初級消費者 → 次級消費者\"的簡易食物鏈模型。教師借此引入捕食食物鏈和腐食食物鏈的概念，并解釋捕食食物鏈中不涉及分解者的原因。隨后，教師將學生提出的食物鏈進行整合，構建食物網，引導學生回顧營養級的概念，并對食物網中的生物成分進行種間關系分析和營養級劃分。學生在分析鴨所處營養級時，發現鴨在“稗草 → 鴨\"的食物鏈中處于第二營養級，而在“水稻 → 螟蟲 → 鴨\"的食物鏈中處于第三營養級，同時占據兩個營養級。教師引導學生總結同一生物可以占據多個營養級的概念，并提出問題：若要構建稻魚鴨復合生態系統的生態金字塔，應當把鴨歸于金字塔的哪一層？

學生進行大膽猜想，假設在生態金字塔中鴨應當歸類到初級消費者或次級消費者層次。教師在學生思考結束后展示鴨的飼料成分表（見表1）。學生據此判斷鴨的主要食性，在進行金字塔層次劃分時將鴨歸類到初級消費者層次。

設計意圖：教師將學生提出的食物鏈進行整合，構建食物網，體現從局部到整體的教學觀念；創設問題情境，引導學生回憶食物鏈、營養級的相關知識內容。學生主動思考、大膽假設，結合生物學事實進行判斷，培養批判性思維和解決問題的能力。

任務三：構建稻魚鴨復合生態系統的物質循環模型。

教師組織學生進行小組合作，在已生成的營養結構基礎上，以碳元素為例補充完善稻魚鴨復合生態系統的物質循環模型，并回答以下問題：碳元素在無機環境和生物群落之間循環的主要形式是什么？與傳統農業相比，稻魚鴨生態系統是否需要施肥或者投入飼料？

學生回顧教材中有關物質循環的概念，認識到碳元素通過光合作用，以二氧化碳的形式進入稻魚鴨復合生態系統，并轉化為生產者體內的有機物，在食物鏈和食物網中以含碳有機物的形式進行傳遞，最終通過生物的呼吸作用和微生物的分解作用回歸到無機環境，實現物質循環。學生在構建物質循環模型時容易忽視稻魚鴨復合生態系統屬于農業生態系統，其與自然生態系統不同，存在農產品的輸出，無法實現物質的自給自足，需要人工輸入肥料和飼料。

設計意圖：學生在營養結構的基礎上構建物質循環模型，滲透生態系統的結構與功能觀。教師通過小組活動，發展學生的模型初構和重構思維，以小組合作、交流展示的形式進行互評，補充完善模型，體現以學生為主體的教學理念，培養學生的科學思維以及評價能力，促進深度學習。

任務四：構建稻魚鴨復合生態系統的能量流動模型。

教師組織學生進行小組合作，以物質循環伴隨能量流動為出發點，引導學生進行稻魚鴨復合生態系統的能量分析，可以在食物鏈和生態系統兩個層次上對生態系統的能量流動進行研究。

子任務一：以食物鏈“水稻 → 螟蟲 → 鴨”為例分析能量流動。

生產者把無機物固定成有機物的同時也將光能轉化為有機物中的化學能，其中大部分通過呼吸作用以熱能的形式散失，余下部分用于自身的生長發育繁殖，這部分能量被下一營養級同化、流向分解者或作為暫時未被利用的能量儲存在生產者體內。學生根據這一概念，將食物鏈中的能量流動路徑歸納為以下幾條概念模型（以螟蟲為例）： ① 螟蟲攝人量 螟蟲同化量 + 尿糞中的能量； ② 螟蟲同化量 螟蟲呼吸耗散的能量 + 螟蟲用于自身生長發育繁殖的能量； ③ 螟蟲用于自身生長發育繁殖的能量 被鴨同化的能量 + 流向分解者的能量 + 未利用的能量。

學生展示食物鏈中的能量流動模型時，教師引導學生進入深度學習，計算能量在螟蟲和鴨之間的傳遞效率，將能量流動的定性分析轉變為定量分析，并思考分解者獲得的能量來源。

設計意圖：教師通過活動探究和問題驅動，引導學生構建“生產者 → 初級消費者 → 次級消費者”的能量流動模型，明確能量流動以物質為載體，滲透生態系統的物質與能量觀。學生總結能量流動過程中的數量關系，為后續從整個生態系統的層次進行能量流動分析做好鋪墊。

子任務二：分析稻魚鴨復合生態系統的整體能量流動。

生態系統的能量流動包括進入生態系統的輸入過程、食物鏈和食物網的能量傳遞過程和能量通過生物體的呼吸以及熱能的形式散失的過程。在構建整體能量流動模型的時候，教師引導學生以生產者、初級消費者、次級消費者等名詞指代能量流動的主體，從特殊到一般，形成農業生態系統的能量流動模型泛式，并引導學生思考以下問題：如何表示流經稻魚鴨生態系統的總能量？能量單向流動、逐級遞減的原因是什么？

作為一個人工生態系統，稻魚鴨復合生態系統中的能量來源除太陽能外，還包括人工輸入的物質中所蘊含的能量。學生根據能量守恒原理，歸納概括生態系統中能量流動的泛式模型，根據模型解釋能量單向流動、逐級遞減的原因。

設計意圖：在問題驅動下，學生對生物學事實進行分析，掌握本質規律，用所學知識解決實際問題，并在模型構建中體現從局部到整體的系統觀與生命觀，形成較為完善的生態學知識體系。

2.3.3順延情境主線，進行課堂延伸

教師回歸初始情境，引導學生結合本節課所復習的知識點，回答稻魚鴨復合生態系統能夠傳承千年的原因，并思考如何持續發展稻魚鴨復合生態系統，為后續學習生態系統的穩定性和自我調節能力奠定基礎，同時在解決實際生產問題的過程中升華主旨，發展學生弘揚傳統農耕文化的社會責任意識。

3教學反思

本節課以稻魚鴨復合生態系統為主線情境貫穿全文，引導學生從生態學角度分析該生態系統的組成成分、營養結構、物質循環和能量流動，形成“結構是功能的基礎”“物質循環伴隨著能量流動\"這兩大重要的生命觀念；逐步從組成成分構建營養結構、物質循環和能量流動這三大重要的生態學模型；從定性和定量的角度剖析能量流動圖解，培養科學思維；最后通過解決實際問題體現知識的遷移運用，發展社會責任意識。

參考文獻

[1]邊慶敏.高中生基于情境解決生物學問題能力研究[D].上海：華東師范大學，2021.

[2]周初霞.指向素養、聚焦概念的課程內容及特點解讀——以“生物與環境\"模塊為例[J].中學生物教學，2019（7）：20-22.