高中生物教学中落实生物学核心素养培养的尝试.DOC

1、高中生物教学中落实生物学核心素养培养的尝试以 生 态 系 统 的 能 量 流 动 的 教 学 设 计 与 实 施 为 例北 京 市 和 平 街 第 一 中 学 ） 潘 勇 摘 要 高 中 阶 段 的 生 物 学 课 程 是 以 提 高 学 生 核 心 素 养 为 宗 旨 的 学 科 课 程 。 要 在 高 中 生 物 教 学 中 落 实 生 物 学 核 心 素 养 的培 养 ， 教 师 应 跳 出 “教 教 材 ”和 “以 知 识 为 本 ”的 思 想 ， 创 造 性 地 使 用 教 材 ， 带 领 学 生 进 行 模 型 构 建 ， 组 织 学 生 探 讨 研 究 方 法 ， 从 而发 展

2、学 生 的 理 性 思 维 ， 促 进 学 生 科 学 探 究 素 养 的 提 升 。 关 键 词 核 心 素 养 ； 高 中 生 物 ； 生 态 系 统 ； 能 量 流 动 中 图 分 类 号 文 献 标 识 码 文 章 编 号 年 月 ， 教 育 部 基 础 教 育 课 程 教 材 专 家 工 作 委 员 会 普 通 高 中 课 程 标 准 修 订 组 出 台 了 普 通 高 中 生 物 学 课程 标 准 （ 征 求 意 见 稿 ） ， 其 中 明 确 提 出 ： “高 中 阶 段 的 生 物 学 课 程 是 以 提 高 学 生 核 心 素 养 为 宗 旨 的 学 科 课 程 ， 是树 立

3、 社 会 主 义 核 心 价 值 观 、 实 现 立 德 树 人 根 本 任 务 的 重 要 载 体 。 ”课 程 标 准 中 还 指 出 ： “着 眼 于 学 生 适 应 未 来社 会 发 展 和 个 人 生 活 需 要 ， 从 生 命 观 念 、 理 性 思 维 、 科学 探 究 和 社 会 责 任 等 方 面 发 展 学 生 的 学 科 核 心 素 养 ， 充分 发 挥生 物 学 课 程 的 学 科 特 点 和 育 人 价 值 ， 是 本 课 程 的 设 计 宗 旨 和 基 本 要 求 。 ”生 物 学 核 心 素 养 是 学 生 在 生 物 学 课 程学 习 过 程 中 逐 渐 发 展

4、 起 来 的 。 那 么 ， 如 何 在 高 中 生 物 日 常 教 学 中 落 实 好 生 物 学 核 心 素 养 的 培 养 呢 ？ 基于 此 ， 我 通过 “生 态 系 统 的 能 量 流 动 ”一 课 的 教 学 设 计 与 实 施 ， 获 得 了 一 些 感 悟 ， 在 此 与 各 位 同 行 交 流 。一 、 教 学 过 程 导 入 新 课 并 进 行 个 体 水 平 的 能 量 流 动 分 析首 先 ， 带 领 学 生 回 顾 生 产 者 、 消 费 者 和 分 解 者 获 得 能 量 的 方 式 ， 使 学 生 清 晰 认 识 到 生 物 获 得 的 能 量 是 有 机 物 中

5、的 化 学 能 。其 次 ， 课 件 展 示 相 关 漫 画 ， 提 出 “孤 岛 生 存 ”策 略 选 择 的 问 题 ， 引 导 学 生 根 据 自 己 的 知 识 和 经 验 做 出 判 断 ， 之 后 指 定 学 生 发 表 意 见 。最 后 ， 通 过 问 题 讨 论 使 学 生 明 确 “维 持 更 长 时 间 ”的实 质 是 “获 得 更 多 的 能 量 ”， 引 导 学 生 从 人 所 获 取 的 能 量多 少 的 角 度 进 行 分 析 ， 从 而 获 得 问 题 的 正 确 答 案 。 在 这 一 过 程 中 ， 教 师 应 带 领 学 生 分 析 策 略 中 的 能 量

6、流 动 情况 ， 引 导 学 生 发 现 “呼 吸 量 ”和 “粪 便 量 ”。 然 后 ， 让 学 生 用 同 样 的 方 法 独 立 分 析 策 略 中 的 能 量 流 动 情 况 。 待多 数 学 生 完 成 分 析 后 ， 教 师 应 让 部 分 学 生 展 示 、 说 明 自 己 的 分 析 结 果 ， 并 组 织 其 他 学 生 进 行 补 充 和 质 疑 。另外 ， 引 导 学 生 发 现 “未 食 入 量 ”。 说 明 ： 为 了 减 轻 学 生 因 重 复 书 写 产 生 的 负 担 ， 加 快 分 析 速 度 ， 要 求 学 生 逐 步 用特 定 字 母 （ 如 等 ， 代

7、 表 相 应 的 量 在 此 教 学 环 节 中 ， 教 师 应 强 调 理 性 分 析 的 重 要 性 ，让 学 生 知 道 理 性 分 析 有 助 于 做 出 正 确 的 选 择 ， 进 而 有 效 解 决 问 题 。 建 立 生 态 系 统 能 量 流 动 的 一 般 模 型首 先 ， 引 导 学 生 分 析 一 条 食 物 链 上 的 能 量 流 动 ， 指导 学 生 按 照 之 前 的 方 法 分 析 “草 兔 狐 ”这 条 食 物 链 上 的 能 量 流 动 情 况 ， 让 部 分 学 生 展 示 、 说 明 自 己 的 分 析 结果 ， 并 组 织 其 他 学 生 进 行 补 充

8、 ， 引 导 学 生 发 现 从 种 群 层 次 看 还 有 “遗 体 残 骸 量 ”不 会 沿 食 物 链 传 递 。其 次 ， 引 导 学 生 建 立 生 态 系 统 能 量 流 动 的 模 型 。 提问 学 生 ： “若 将 草 兔 狐 替 换 成 草 鼠 蛇 等 其 他食 物 链 ， 之 前 的 分 析 是 否 依 然 成 立 ？ ”之 后 ， 引 导 学 生 将 “草 兔 狐 ”替 换 为 “生 产 者 初 级 消 费 者 次 级 消 费者 ”， 再 加 上 “分 解 者 ”， 即 可 形 成 生 态 系 统 的 能 量 流 动 模 型 。再 次 ， 引 导 学 生 概 括 出 能

9、量 流 动 的 特 点 ， 说 明 生 态 系 统 的 能 量 流 动 包 括 能 量 的 输 入 、 传 递 、 转 化 和 散 失 ； 引导 学 生说 出 能 量 源 头 、 传 递 途 径 和 散 失 途 径 ， 得 出 “能 量 在 流 动 过 程 中 逐 级 递 减 ， 单 向 流 动 ， 不 可 逆 转 ， 也 不 能 循 环 ”的 结 论 。最 后 带 领 学 生 构 建 能 量 流 动 的 一 般 模 型 （ 简 化 模 型 ） 。 探 讨 如 何 进 行 能 量 流 动 的 定 量 研 究第 一 ， 引 导 学 生 形 成 基 本 思 路 。过 渡 ： 通 过 前 面 的 分

10、 析 ， 我 们 已 经 看 出 能 量 在 营 养 级 之 间 流 动 的 基 本 特 点 是 单 向 流 动 、 逐 级 递 减 。 那 么 ， 究竟 有 多 大 比 例 的 能 量 可 以 流 入 下 一 营 养 级 呢 ？面 对 全 班 ， 引 导 学 生 思 考 ： 要 定 量 分 析 草 原 生 态 系 统 的 能 量 流 动 情 况 ， 第 一 步 要 做 什 么 ？ 要 了 解 各 营 养 级 之间 的 能 量 传 递 效 率 ， 关 键 要 获 得 哪 些 数 据 ？第 二 ， 组 织 学 生 小 组 研 讨 如 何 测 算 生 产 者 固 定 的 能量 。第 三 ， 指 定

11、 学 生 介 绍 研 讨 成 果 ， 组 织 其 他 学 生 进 行 补 充 和 质 疑 。 教 师 根 据 学 生 的 回 答 情 况 ， 引 导 学 生 形 成 基 本思 路 ， 带 领 学 生 将 其 整 理 好 并 入 学 案 中 。 之 后 ， 通过 对 话 向 学 生 介 绍 如 何 测 算 消 费 者 固 定 的 能 量 。第 四 ， 提 供 林 德 曼 研 究 数 据 表 ， 追 问 学 生 应 该 用 哪 些 数 据 进 行 传 递 效 率 的 计 算 ， 然 后 告 诉 学 生 计 算 结 果 ， 提出 的 传 递 效 率 。 最 后 ， 对 照 赛 达 伯 格 湖 的 能

12、 量 流 动 图 解 ， 概 括 通 过 定 量 研 究 获 得 的 基 本 结 论 。第 五 ， 揭 示 林 德 曼 研 究 的 重 大 意 义 ： 提 出 了 以 流 经 生 态 系 统 各 成 分 的 能 量 作 为 研 究 营 养 级 之 间 关 系 的 衡 量 指标 ， 发 现 了 具 有 普 遍 意 义 的 规 律 ， 为 后 续 的 生 态 学 研 究 奠 定 了 基 础 。生物 课程改革二 、 评 价 反 思本节课主要具有以下特点 ： 创 造 性 地 使 用 教 材 ， 引 导 学 生 理 性 思 维我 们 所 使 用 的 人 教 版 教 材 中 ， 有 一 个 “孤 岛 生

13、存 ”的问 题 讨 论 。 在 我 所 查 阅 到 的 教 学 设 计 中 ， 这 个 问 题 讨 论都 是 作 为 引 发 兴 趣 的 材 料 ， 用 于 课 的 导 入 。 而 在 本 教 学 设 计 中 ， 我 将 它 转 化 为 一 个 个 体 水 平 能 量 流 动 分 析 的 材 料 ， 据此 引 导 学 生 真 正 从 获 得 能 量 多 少 的 角 度 分 析 不 同 取 食 策 略 所 造 成 的 不 同 结 果 。 学 生 对 此 非 常 感 兴 趣 ， 在展 示交 流 的 过 程 中 ， 表 现 出 了 很 高 的 关 注 度 。 在 本 环 节 中 ， 学 生 从 最

14、初 凭 感 觉 做 出 各 自 的 判 断 ， 或 者 是 无 法 做 出 判断 ， 到 后 来 通 过 抓 住 “哪 种 策 略 能 够 获 得 更 多 的 能 量 ”这 一 本 质 问 题 进 行 理 性 分 析 ， 得 到 统 一 的 认 识 ， 不 难 体 会到 理 性 思 维 的 重 要 性 。 更 重 要 的 是 ， 我 在 引 导 学 生 进 行 个 体 水 平 能 量 流 动 分 析 的 过 程 中 ， 已 经 悄 然 帮 助 学 生 确定 了 分 析 能 量 流 动 的 基 本 思 路 ， 为 之 后 学 生 独 立 进 行 食 物 链 上 的 能 量 流 动 分 析 和 生

15、 态 系 统 能 量 流 动 分 析 奠 定了 坚 实 的 基 础 。 带 领 学 生 进 行 模 型 构 建 ， 发 展 学 生 理 性 思 维在 本 节 课 中 ， 我 用 “迁 移 法 ”引 导 学 生 进 行 了 生 态 系 统 能 量 流 动 模 型 的 构 建 ， 使 学 生 在 “个 体 水 平 ”“食 物 链水 平 ”“生 态 系 统 水 平 ”这 几 个 不 同 的 层 次 上 认 识 了 能 量 流 动 的 过 程 和 特 点 ， 在 理 解 上 会 比 单 纯 进 行 模 型 分 析 更加 深 刻 和 全 面 。 而 且 ， 这 种 方 式 比 用 “问 题 串 ”引 导

16、 学 生 分 析 教 材 中 提 供 的 两 个 营 养 级 之 间 的 能 量 流 动 模 型 ， 进而理 解 生 态 系 统 能 量 流 动 模 型 更 具 开 放 性 ， 更 加 有 利 于 发 展 学 生 的 理 性 思 维 。 因 为 ， 在 构 建 模 型 的 过 程 中 ， 学生是 按 照 之 前 的 思 路 ， 再 结 合 一 些 新 的 条 件 进 行 创 造 性 思 考 的 ， 而 不 是 被 “问 题 串 ”牵 着 走 。 学 生 在 思 考 的 过 程 中 ，会 自 己 产 生 疑 问 ， 这 是 教 师 非 常 希 望 看 到 的 。 比 如 ， 在 构 建 食 物

17、链 上 的 能 量 流 动 模 型 的 过 程 中 ， 就 有 学 生 提 出自 己 的 疑 惑 ： “太 阳 光 能 是 否 直 接 流 入 兔 和 狐 呢 ？ ”对于 学 生 提 出 的 这 一 问 题 ， 我 没 有 立 即 回 答 ， 因 为 我 知 道 这是 一 个 引 发 其 他 学 生 思 考 、 争 论 的 极 好 的 教 学 资 源 。 因 此 ， 我 首 先 问 了 另 外 两 位 学 生 的 看 法 ， 然 后 又 征 求 了 刚才 提 问 者 的 意 见 ， 最 后 才 和 全 班 学 生 一 起 统 一 了 认 识 。 这 一 互 动 过 程 成 为 本 节 课 的

18、一 个 亮 点 。学 生 自 己 产 生 疑 问 与 教 师 提 出 问 题 让 学 生 回 答 ， 是有 本 质 区 别 的 。 对 学 生 而 言 ， 生 疑 是 主 动 思 考 的 结 果 ， 答 疑 则 是 相 对 被 动 的 。 对 此 ， 教 师 要 努 力 创 造 让 学 生 主 动 思 考 的 条 件 ， 交 给 学 生 任 务 ， 提 示 方 法 ， 然 后 放 手 让 学 生自 己 去 分 析 、 思 考 ， 并 展 示 成 果 。 在 分 析 时 ， 学 生 会 有 很 多 机 会 生 成 自 己 的 疑 问 ； 在 展 示 中 ， 这 些 疑 问 会 展 现 在 其他

19、同 学 面 前 ， 成 为 生 生 互 动 和 师 生 互 动 的 宝 贵 素 材 ， 进 而 有 助 于 形 成 热 烈 的 交 流 、 研 讨 氛 围 。 组 织 学 生 探 讨 研 究 方 法 ， 促 进 学 生 科 学 探 究 素 养 的 提 升在 能 量 流 动 的 定 量 分 析 部 分 ， 我 首 先 带 领 学 生 初 步 设 想 能 量 流 动 定 量 研 究 的 一 些 思 路 ； 其 次 向 学 生 介 绍 能量 流 动 定 量 研 究 的 基 本 方 法 ， 最 后 向 学 生 介 绍 林 德 曼 的 研 究 。 让 学 生 设 想 能 量 流 动 定 量 研 究 的

20、思 路 ， 实 质 是 引导 学 生 参 与 一 种 局 部 性 的 科 学 探 究 ， 即 进 行 研 究 方 案 的 设 计 。 介 绍 能 量 流 动 定 量 研 究 的 基 本 方 法 ， 主 要 是 为 了 让 学生 认 识 到 科 学 研 究 不 能 仅 限 于 方 案 的 设 计 ， 还 要 有 具 体 的 操 作 方 法 ， 这 些 方 法 都 是 在 实 践 的 过 程 中 产 生 、 积 累 下来 的 ， 对 于 研 究 成 果 的 获 得 有 重 要 的 促 进 作 用 。 对 于 林 德 曼 的 研 究 ， 不 是 直 接 带 领 学 生 分 析 教 材 中 提 供 的

21、 数 据 ， 而是 将 重 点 放 在 介 绍 这 些 数 据 是 如 何 获 得 的 以 及 林 德 曼 研 究 的 贡 献 上 ， 突 出 了 勤 奋 努 力 、 勇 于 创 新 等 情 感 态 度 的 教育 。 当 让 学 生 尝 试 确 定 能 量 流 动 定 量 研 究 的 思 路 、 学 习 能 量 流 动 定 量 研 究 基 本 方 法 时 ， 学 生 已 经 体 会 到 其 中 的不 易 ； 在 了 解 林 德 曼 研 究 之 后 ， 这 种 感 觉 则 变 得 更 加 明 显 。 课 后 ， 有 学 生 说 ： “了 解 了 林 德 曼 的 研 究 之 后 ， 才 知 道 看

22、 似不 起 眼 的 几 个 数 据 ， 背 后 有 这 么 多 付 出 ！ ”学 生 的 这 番 话 反 映 出 本 节 课 这 部 分 教 学 对 学 生 情 感 态 度 的 发 展 起 到 了 积极 的 作 用 。另 外 ， 林 德 曼 从 流 经 各 营 养 级 的 能 量 角 度 进 行 分 析 ， 发 现 了 生 态 系 统 能 量 流 动 的 基 本 规 律 。 了 解 这 一 发 现 过程 及 其 意 义 ， 认 识 这 一 基 本 规 律 ， 对 于 学 生 形 成 稳 态 与 平 衡 观 、 物 质 与 能 量 观 等 都 具 有 非 常 积 极 的 意 义 ， 这 是 本节

23、 课 在 培 养 学 生 生 命 观 念 方 面 所 具 有 的 价 值 。 再 者 ， 学 生 对 能 量 流 动 规 律 的 认 识 ， 可 以 为 其 选 择 正 确 的 饮 食 策略 提 供 理 论 依 据 ， 这 是 本 节 课 在 培 养 学 生 社 会 责 任 方 面 所 具 有 的 价 值 。 顺 应 学 生 实 际 需 求 ， 形 成 别 具 一 格 的 板 书 设 计在 本 课 的 板 书 设 计 中 ， 能 量 流 动 过 程 模 型 采 取 用 字 母 来 表 示 相 关 内 容 的 方 式 。 之 所 以 这 样 ， 是 因 为 这 个 模 型是 在 学 生 对 个

24、体 之 间 和 食 物 链 上 的 能 量 流 动 进 行 分 析 的 基 础 上 形 成 的 。 而 在 分 析 过 程 中 ， 因 为 一 些 内 容 要 多 次重 复 书 写 ， 因 而 拖 慢 了 分 析 的 速 度 ， 有 很 多 学 生 都 不 愿 意 写 了 。 为 了 解 决 这 一 问 题 ， 我 引 入 了 用 特 定 的 字 母 表 示呼 吸 量 、 未 食 入 量 、 粪 便 量 等 ， 并 将 这 种 简 化 表 示 的 方 法 沿 用 到 最 终 的 模 型 中 。 我 认 为 ， 这 一 设 计 也 契 合 了 “以 人 为本 ”的 指 导 思 想 ， 因 为 学

25、 生 非 常 喜 欢 简 化 的 记 录 方 式 。 因 此 ， 教 师 应 该 尽 量 创 造 条 件 ， 让 学 生 用 自 己 喜 欢 的 方 式 学习 。总 之 ， 要 在 高 中 生 物 日 常 教 学 中 落 实 生 物 学 核 心 素 养 的 培 养 ， 有 两 点 是 特 别 关 键 的 。 一 是 必 须 跳 出 “教 教 材 ”和 “以 知 识 为 本 ”的 思 想 ， 切 实 使 高 中 生 物 教 学 过 程 成 为 促 进 学 生 全 面 发 展 的 过 程 ， 教 学 内 容 和 方 式 的 选 择 都 要以 是 否 有 利 于 学 生 的 全 面 发 展 为 根

26、本 依 据 。 二 是 要 将 课 程 标 准 中 的 各 种 客 观 要 求 与 学 生 的 兴 趣 爱 好 等 主 观 需 求紧 密 结 合 ， 使 生 物 教 学 不 是 机 械 地 “塑 造 ”人 ， 而 是 在 尊 重 人 的 前 提 下 培 养 人 。 参 考 文 献 教 育 部 基 础 教 育 课 程 教 材 专 家 工 作 委 员 会 ， 普 通 高 中 课 程 标 准 修 订 组 普 通 高 中 生 物 学 课 程 标 准 （ 征 求 意 见 稿 ） 北 京 ： 人 民 教 育 出版 社 尚 玉 昌 普 通 生 态 学 北 京 ： 北 京 大 学 出 版 社 ， 古 滨 河 林 德 曼 的 营 养 动 力 论 及 其 在 当 前 生 态 学 研 究 中 的 意 义 生 态 科 学 ） （ 责 任 编 辑 黄 春 香 ）