一節(jié)滲透生態(tài)工作者職業(yè)認知的教學(xué)

摘 要：嘗試用5E教學(xué)模式對“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”進行教學(xué)，精心設(shè)計五個環(huán)節(jié)：引入、探究、解釋、遷移和評價。

關(guān)鍵詞：5E教學(xué)模式；探究學(xué)習(xí)；教學(xué)實踐；職業(yè)認知

一、教學(xué)設(shè)計的理念

本節(jié)課基于高中生物學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念：提高生物科學(xué)素養(yǎng)、倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)、注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系、建立職業(yè)認知。

二、教學(xué)模式

本節(jié)課運用了美國生物學(xué)課程研究（BSCS）開發(fā)出的一種叫5E的建構(gòu)主義教學(xué)模式，該教學(xué)模式包括五個環(huán)節(jié)：引入、探究、解釋、遷移、評價。5E模式在教學(xué)中可探查學(xué)生的前科學(xué)概念不足，引起探究的沖動，培養(yǎng)探究能力，幫助學(xué)生實現(xiàn)新科學(xué)概念的建構(gòu)。

三、教學(xué)分析

1.教材分析：教材安排了問題探討、能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的示意圖、生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意圖、賽達伯格湖能量流動圖、思考與討論、資料分析及調(diào)查等內(nèi)容，力圖引導(dǎo)學(xué)生自主獲取知識、拓展視野，并對本節(jié)所學(xué)知識進行應(yīng)用。

2.學(xué)情分析：高中學(xué)生有一定的自主探究學(xué)習(xí)的能力，已掌握能量、能量傳遞、能量守恒等前科學(xué)概念，學(xué)習(xí)了光合作用及細胞呼吸、ATP中的能量轉(zhuǎn)換、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)等知識，是理解本節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)。

四、教學(xué)目標(biāo)

1.分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。

2.概述研究能量流動的實踐意義。

3.嘗試調(diào)查農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的能量流動情況。

五、教學(xué)過程

1.引入（讓學(xué)生自省已有知識不足，激發(fā)進一步探究的欲望。）

問題探討

假設(shè)你像魯賓遜一樣，流落到只有水喝的荒島上，隨身可食用的僅一只5kg母雞和15kg玉米，請設(shè)計一種吃法讓自己活的時間更長，以得到救援的機會。

學(xué)生展示設(shè)計（學(xué)生發(fā)言老師依次記錄在黑板上，以下是實際教學(xué)中學(xué)生給出的三種吃法。）

甲：吃一部分玉米，另一部分玉米種植，再喂雞，雞蛋孵小雞，人再吃玉米和雞蛋，如此循環(huán)。（點評：這是15kg最浪漫的吃法，他不打算回去了。學(xué)生大笑。）

乙：先吃部分玉米，拿部分玉米喂雞，同時吃雞蛋，玉米吃完再吃雞。（點評：表面看似完美。給學(xué)生留下疑惑。）

丙：先吃雞，再吃玉米。（提問：你能告訴同學(xué)們這樣設(shè)計的道理嗎？學(xué)生：搖頭。）

集體討論

哪種吃法活的時間更長呢？能不能量化計算分析呢？（讓學(xué)生自省自己能不能順利做量化分析。）

2.探究（觀察現(xiàn)象、概括規(guī)律、由局部到整體建立認知的模型。）

探究問題：直接吃玉米，人是第二營養(yǎng)級，用玉米喂雞人吃雞蛋，人就是第三營養(yǎng)級，我們先來研究下能量在一個營養(yǎng)級上的流動情況，然后研究哪種吃法人能獲得更多能量。（建立分析模型。）

繼續(xù)探究：建立能量在食物鏈上、整個生態(tài)系統(tǒng)中流動模式圖。（學(xué)生在16開紙上完成，在小組內(nèi)交流完善，最后對照課件展示的進行修改完善。掌握能量流動的分析及其表達方法。）

探究結(jié)論：幾乎所有生態(tài)系統(tǒng)的能量開始于第一營養(yǎng)級固定的太陽能；能量在每一營養(yǎng)級都有輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程；每一營養(yǎng)級只將部分能量傳給下一營養(yǎng)級，營養(yǎng)級越高獲得的能量越少；分解者的能量來源是生物的遺體殘骸。

繼續(xù)探究：一個營養(yǎng)級能將同化的能量的多少傳給下一營養(yǎng)級呢？（閱讀教材中美國生態(tài)學(xué)家林德曼對賽達伯格湖能量流動的定量分析數(shù)據(jù)圖。）植食性動物同化的能量占生產(chǎn)者同化能量的百分比是多少？肉食動物同化的能量占植食性動物同化能量的百分比是多少？（學(xué)習(xí)整理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，進而得出結(jié)論，并體驗生態(tài)學(xué)的研究方法。）

3.解釋（明確概念、過程及規(guī)律，并能準(zhǔn)確描述表達。）

小組總結(jié)：生態(tài)系統(tǒng)的流動過程及特點并展示交流（每一小組選出一最佳的示意紙粘貼展示在黑板上，小組代表發(fā)言作出說明。）

教師總結(jié)：生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念、能量流動的主渠道，最高營養(yǎng)級輸入的能量最終有兩個去向，其他各營養(yǎng)級輸入的能量最終均有三個去向，能量在食物鏈和食物網(wǎng)上的傳遞率、生產(chǎn)者和分解者在能量循環(huán)中的作用、能量流動的特點。

小組修正。（小組帶回展示紙，依據(jù)老師的解釋進行修正完善。）

4.遷移

學(xué)生探究：假定一只5kg母雞和15kg玉米分別含有1000kJ和3000kJ的能量，每個學(xué)生按自己選的吃法來計算一下人可同化多少能量？（應(yīng)用能量傳遞的規(guī)律進行量化計算，解決實際問題。）

學(xué)生展示不同的答案。（實際教學(xué)中將學(xué)生分三個大組，分別承擔(dān)黑板上的三種方案的計算任務(wù)，然后由組代表發(fā)言。）

得出結(jié)論：先吃雞，再吃玉米方案，人獲得的能量最多，存活時間會最長，獲救的可能性最大。

繼續(xù)探究：若把每一營養(yǎng)級的能量從低到高堆起來會如何呢？能想辦法示意出來嗎？生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級生物的有機物總量、生物數(shù)量可用來衡量其能量嗎？

小組展示。（模擬教材某一湖的能量金字塔的表示法，小組代表發(fā)言。）

教師點評：能量金字塔適合幾乎所有的自然生態(tài)系統(tǒng)，可用各營養(yǎng)級生物的有機物總量衡量能量，營養(yǎng)級越多，能量消耗越大，生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)級不能無限高，一般不超過4～5個。

閱讀提煉：（閱讀教材96頁的最后兩段話）研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動有什么實踐意義呢？

5.評價（學(xué)生在應(yīng)用中自省、互評，教師觀察教學(xué)效果，評價并促進學(xué)生實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。）

學(xué)生活動：完成教材“技能訓(xùn)練”中的數(shù)據(jù)分析和處理。（在應(yīng)用所學(xué)知識解決問題的過程中做自我評價。）

課后作業(yè)：調(diào)查當(dāng)?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動情況。（進一步做出自我評價，利于所學(xué)科學(xué)概念的內(nèi)化和提高應(yīng)用能力，教師可在批閱作業(yè)時掌握學(xué)生的認識情況。）

參考文獻：

王健，李秀菊.5E教學(xué)模式的內(nèi)涵及其對我國理科教育的啟示[J].生物學(xué)通報，2012（3）：39-42.

注：本文系2017年度甘肅省“十三五”教育科學(xué)規(guī)劃課題《普通高中生物教學(xué)中實施職業(yè)理想教育的實踐與策略研究》研究成果，課題立項號GS[2017]GHB2757。

作者簡介：王永生，女，本科學(xué)歷，中學(xué)高級生物教師，甘肅省省級骨干教師。