核心素養(yǎng)視域下高中生物教學(xué)的實(shí)施與路徑
——以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)為例

■山東省樂(lè)陵第一中學(xué) 徐秀明

高中生物學(xué)科是一門關(guān)系到自然、社會(huì)、生命以及人類的學(xué)科，與學(xué)生生活息息相關(guān)。核心素養(yǎng)視域下的高中生物教學(xué)，不僅要注重學(xué)生理論知識(shí)的積累，而且要重視學(xué)生對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力，并在這一過(guò)程中促進(jìn)學(xué)生情感態(tài)度的提升和正確價(jià)值觀的建立。基于此，本文對(duì)生物核心素養(yǎng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述，并以高中生物教材中“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)”為例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，旨在運(yùn)用行之有效的教學(xué)策略，促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展，全面提升學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)?！镀胀ǜ咧猩镎n程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》（以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》）強(qiáng)調(diào)生物教學(xué)的核心是讓學(xué)生在掌握生物學(xué)基本概念和理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，能達(dá)到靈活掌握和運(yùn)用的能力，并以此增強(qiáng)學(xué)生對(duì)社會(huì)、自然、生態(tài)環(huán)境等方面的認(rèn)知。隨著新課程改革的不斷深化，培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)已成為高中生物教學(xué)的基本目標(biāo)，因此，教師在生物教學(xué)過(guò)程中，要以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，加強(qiáng)教學(xué)工作的創(chuàng)新與改革，實(shí)現(xiàn)高中生全面發(fā)展的目標(biāo)。

一、高中生物核心素養(yǎng)的概述

（一）高中生物核心素養(yǎng)的基本特點(diǎn)

其一，全面性特點(diǎn)。高中生物學(xué)科涉及自然環(huán)境、生態(tài)發(fā)展、動(dòng)植物學(xué)、生命觀念等相關(guān)內(nèi)容，可見，生物學(xué)科在很大程度上具備交叉特點(diǎn)，這也是其全面性特點(diǎn)的體現(xiàn)。比如，高中生物教材中有關(guān)生態(tài)環(huán)境的內(nèi)容，不僅是對(duì)環(huán)境保護(hù)相關(guān)內(nèi)容的解析，還闡述了對(duì)環(huán)境的污染及治理，包括出行的交通方式、城鎮(zhèn)發(fā)展等方面。教材中個(gè)人對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的正確引導(dǎo)，可以使學(xué)生形成保護(hù)社會(huì)環(huán)境和自然生態(tài)的意識(shí)，在對(duì)生物基礎(chǔ)知識(shí)理解和掌握的同時(shí)，增強(qiáng)學(xué)生生態(tài)保護(hù)的責(zé)任心和使命感。對(duì)高中生而言，生物學(xué)科核心素養(yǎng)也具備全面性的特點(diǎn)。

其二，發(fā)展性特點(diǎn)。類似于其他學(xué)科的動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程，生物學(xué)科在不同學(xué)段的核心素養(yǎng)也不相同，因此，生物學(xué)科的核心素養(yǎng)具有發(fā)展性特點(diǎn)。根據(jù)當(dāng)前高中生物教材的研究和分析，可以發(fā)現(xiàn)高中時(shí)期的生物學(xué)科核心素養(yǎng)，以此引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生物知識(shí)進(jìn)行深入探究，并完成對(duì)生物知識(shí)的內(nèi)化，對(duì)生物知識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程在某種意義上也是學(xué)生進(jìn)行深化發(fā)展的過(guò)程。

其三，終身性特點(diǎn)。生物學(xué)科核心素養(yǎng)的形成是建立在學(xué)生原有的知識(shí)儲(chǔ)備、經(jīng)驗(yàn)以及情感基礎(chǔ)上，是一種具備穩(wěn)定、持續(xù)、遞進(jìn)性的學(xué)科能力和品質(zhì)，對(duì)學(xué)生的終身發(fā)展能夠產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，這體現(xiàn)了生物學(xué)科的長(zhǎng)效性。無(wú)論是在信息技術(shù)、實(shí)驗(yàn)技能還是環(huán)境保護(hù)等各個(gè)素養(yǎng)方面，生物學(xué)科都會(huì)對(duì)一個(gè)人的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行持久影響，因此，終身性特點(diǎn)也是高中生物核心素養(yǎng)最基本的特點(diǎn)之一。

（二）高中生物核心素養(yǎng)

核心素養(yǎng)的首次提出于2014 年教育部印發(fā)的《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》中，雖然提出的時(shí)間距今不過(guò)數(shù)年，但其理念已逐步成了教育教學(xué)的核心內(nèi)容。因此，教師要明確對(duì)核心素養(yǎng)理念的認(rèn)識(shí)，有效培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。對(duì)生物學(xué)科素養(yǎng)來(lái)說(shuō)，生物核心素養(yǎng)是學(xué)生在生物學(xué)習(xí)過(guò)程中培養(yǎng)和形成的，是學(xué)生適應(yīng)社會(huì)發(fā)展應(yīng)具備的重要能力和思維品質(zhì)，作為一門自然科學(xué)，生物是培養(yǎng)學(xué)生能力及品質(zhì)的重要途徑，其作用和地位無(wú)法被取代。生物課堂教學(xué)中，不僅要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)態(tài)度的培養(yǎng)，注重學(xué)生的綜合全面發(fā)展，關(guān)注學(xué)生最終的學(xué)習(xí)成果，而且要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)體驗(yàn)進(jìn)行正確的評(píng)估，以此促進(jìn)學(xué)生生物核心素養(yǎng)的形成。核心素養(yǎng)作為學(xué)生終身性的能力和品質(zhì)，尤其是作為當(dāng)前新課程改革大力推崇的內(nèi)容，基于高中生物全面性、發(fā)展性和終身性的主要特點(diǎn)，教師要結(jié)合生物課程教學(xué)要求，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的發(fā)展。高中生物核心素養(yǎng)主要包括四個(gè)方面的要素，分別是理解和尊重生命、熱愛和敬畏自然、對(duì)社會(huì)的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)、對(duì)科技的認(rèn)知與應(yīng)用。通過(guò)這些要素的共同引導(dǎo)，高中生在學(xué)生、工作以及社會(huì)生活中，能培養(yǎng)并實(shí)現(xiàn)自身的自我價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，這是高中核心素養(yǎng)的核心內(nèi)容。

二、核心素養(yǎng)視域，生物教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

《標(biāo)準(zhǔn)》中明確強(qiáng)調(diào)，教師有必要關(guān)注學(xué)生適應(yīng)社會(huì)的諸多能力和品質(zhì)培養(yǎng)工作，為學(xué)生成才提前做好準(zhǔn)備，從思維、觀念、責(zé)任等多方面著手培養(yǎng)，讓學(xué)生素養(yǎng)逐漸健全，重點(diǎn)發(fā)揮生物學(xué)科的價(jià)值與功效，這是教學(xué)與育人中的基本要求?，F(xiàn)在就以“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)”一課為例，立足核心素養(yǎng)，進(jìn)行高中生物教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施。

（一）導(dǎo)入新課，并引導(dǎo)學(xué)生分析個(gè)體水平的能量流動(dòng)

第一，教師發(fā)揮引導(dǎo)作用，帶領(lǐng)學(xué)生回顧過(guò)去所學(xué)知識(shí)，清晰生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者獲取能量的方式，畫圖明示，讓學(xué)生對(duì)“一切生命活動(dòng)都伴隨著能量的變化”有清晰的認(rèn)識(shí)，理解生物獲得的能量是有機(jī)物中的化學(xué)能。第二，通過(guò)多媒體技術(shù)進(jìn)行“孤島生態(tài)”相關(guān)漫畫的課件展示，讓學(xué)生根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知，針對(duì)不同備選策略，備選策略1：率先吃雞，之后吃玉米；備選策略2：率先吃玉米，將部分玉米粒喂雞，吃雞下的蛋，最終吃雞，以小組合作的方法進(jìn)行問(wèn)題探討。第三，通過(guò)問(wèn)題的討論，教師可以引導(dǎo)學(xué)生分析策略1 中能量流動(dòng)狀況，引導(dǎo)學(xué)生有條不紊發(fā)現(xiàn)“呼吸量”“糞便量”，鼓勵(lì)學(xué)生按照策略1 的思路分析和研究策略2 中的具體情況。可以肯定的是，思考生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)有重要意義，除了可以讓人們清晰能量流動(dòng)的理論認(rèn)知，還可獲取其中對(duì)人們有益的部分。

（二）構(gòu)建能量流動(dòng)的簡(jiǎn)化模型

第一，率先讓學(xué)生分析一條食物鏈上的能量流動(dòng)狀況，可結(jié)合之前所用方法具體描述能量流動(dòng)情況，例如，“能量是如何流動(dòng)的？要從哪里開始研究？”讓學(xué)生進(jìn)行分析說(shuō)明，同時(shí)針對(duì)學(xué)生的結(jié)論進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的補(bǔ)充，從而得出“一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的能量=呼吸散失+被分解者利用+被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用”的結(jié)論，并引導(dǎo)學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)“遺體殘骸量”是不會(huì)沿食物鏈進(jìn)行傳遞的。第二，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)模型。這一過(guò)程中，教師可以將其他食物鏈如“草→雞→狐”替代“草→兔子→老鷹”這一食物鏈，讓學(xué)生進(jìn)行分析能量流動(dòng)是不是依舊有效。然后，教師有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生，即按照“生產(chǎn)者（植物）→初級(jí)消費(fèi)者（植食性動(dòng)物）→次級(jí)消費(fèi)者（肉食性動(dòng)物）→三級(jí)消費(fèi)者（肉食性動(dòng)物）……”的順序探究能量流動(dòng)方式。讓學(xué)生明白所有進(jìn)行呼吸作用的生產(chǎn)者和消費(fèi)者同屬于分解者，這也是生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)過(guò)程，因此，加上“分解者”，就構(gòu)建成了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)模型。第三，教師要幫助學(xué)生進(jìn)行精準(zhǔn)的能量流動(dòng)總結(jié)。匯總生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化、散失過(guò)程，將其視為生態(tài)能量流動(dòng)規(guī)范流程。進(jìn)一步探知學(xué)生對(duì)能量源頭、能量傳遞、能量散失的理解和認(rèn)知，必要時(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單詢問(wèn)，教師在學(xué)生對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行思索過(guò)程中，多加啟發(fā)學(xué)生、引導(dǎo)學(xué)生和鼓勵(lì)學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的思維發(fā)散，進(jìn)而得出能量流動(dòng)的兩個(gè)顯著特點(diǎn)，即生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)是單向的和能量在流動(dòng)過(guò)程中逐級(jí)遞減。第四，教師帶領(lǐng)學(xué)生構(gòu)建能量流動(dòng)的簡(jiǎn)化模型，如，能量金字塔。

（三）對(duì)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的定量探究

第一，設(shè)置問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生思維。例如，“基于不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量流動(dòng)的基本特點(diǎn)，那多大比例的能量才能流入到下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)中？”“想要獲悉不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率，要搜集哪些數(shù)據(jù)？哪些數(shù)據(jù)必不可少？”第二，合理劃分學(xué)習(xí)小組，共同探討固定能量測(cè)算方法。第三，小組中派出一人對(duì)探討結(jié)論進(jìn)行論述，教師要鼓勵(lì)其他小組成員進(jìn)行補(bǔ)充。教師在學(xué)生回答和補(bǔ)充完畢后，進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，豐富學(xué)生的思維能力。同時(shí)，在問(wèn)答教學(xué)中引領(lǐng)學(xué)生思路，確保學(xué)生對(duì)固定能量加深認(rèn)知、加強(qiáng)把握。第四，根據(jù)林德曼研究數(shù)據(jù)表，設(shè)置相關(guān)問(wèn)題，例如，提問(wèn)學(xué)生應(yīng)用到哪些數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算傳遞效率，并通過(guò)賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行定量分析。第五，揭示林德曼研究工作所具有的劃時(shí)代意義，為后來(lái)關(guān)于動(dòng)植物群落中能量流動(dòng)研究提供重要依據(jù)。帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)，研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。

三、核心素養(yǎng)視域下，高中生物教學(xué)實(shí)施的有效路徑

（一）在課堂教學(xué)中滲透核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生理性思維的發(fā)展

在課程教學(xué)中進(jìn)行核心素養(yǎng)的滲透，教師在其中發(fā)揮著十分重要的作用。比如，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)將“孤島生存”作為深入探討的問(wèn)題，并且將其作為個(gè)體水平能量流動(dòng)分析的素材加以利用，以此引導(dǎo)學(xué)生從不同取食策略所獲取能量差異的角度進(jìn)行分析，即哪種策略所能獲取的能量更多。合理科學(xué)設(shè)置問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行理性思考，學(xué)生從最初的感覺(jué)判斷到進(jìn)行理性分析，更能抓住問(wèn)題的本質(zhì)，并且能從自主學(xué)習(xí)中獲得知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，在進(jìn)行個(gè)體水平能量流動(dòng)分析時(shí)，已然幫助學(xué)生形成了分析能量流動(dòng)的解題思路，學(xué)生在后續(xù)進(jìn)行食物鏈和生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)分析時(shí)可以觸類旁通，很快找到問(wèn)題的答案?？梢?，在生物課堂教學(xué)中進(jìn)行核心素養(yǎng)的滲透，利用有效的問(wèn)題促進(jìn)學(xué)生思考，可以促進(jìn)學(xué)生理性思維的發(fā)展。

（二）引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建模型，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

學(xué)生在對(duì)個(gè)體水平能量流動(dòng)的過(guò)程和特點(diǎn)有了初步認(rèn)識(shí)后，教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)知識(shí)遷移法進(jìn)行食物鏈水平和生態(tài)系統(tǒng)水平能量流動(dòng)過(guò)程和特點(diǎn)的分析，并帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)構(gòu)建，相比于直接進(jìn)行模型的分析，學(xué)生會(huì)對(duì)前者有更全面和深刻的理解和掌握。由于模型的構(gòu)建過(guò)程是學(xué)生創(chuàng)造性思維發(fā)展的過(guò)程，學(xué)生會(huì)在這一過(guò)程中產(chǎn)生新的疑問(wèn)。學(xué)生產(chǎn)生疑問(wèn)與教師向?qū)W生進(jìn)行提問(wèn)，存在很大的不同。學(xué)生生疑是其主動(dòng)思考的結(jié)果，而對(duì)教師問(wèn)題的答疑則相對(duì)比較被動(dòng)。教師要盡可能為學(xué)生創(chuàng)造令其主動(dòng)思考的機(jī)會(huì)和條件，這能有效促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)際生活中的生物學(xué)現(xiàn)象和知識(shí)，從而提出問(wèn)題、進(jìn)行觀察、驗(yàn)證問(wèn)題并最終得出結(jié)論，這也能有效培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，對(duì)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的形成有積極的促進(jìn)作用。

（三）組織學(xué)生進(jìn)行研究方法的探討，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

關(guān)于能量流動(dòng)的定量分析部分，按照研究思路、介紹基本方法、揭示林德曼研究意義這樣的步驟進(jìn)行。其中對(duì)能量流動(dòng)定量研究的思路的本質(zhì)是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行局部的科學(xué)探究，也就是設(shè)計(jì)研究方案。介紹基本方法，則是使學(xué)生對(duì)科學(xué)有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，不僅包括設(shè)計(jì)研究方案，而且還要進(jìn)行實(shí)踐操作。在實(shí)踐過(guò)程中產(chǎn)生和積累下來(lái)的方法，對(duì)于最終研究成果有著極大的促進(jìn)作用。在對(duì)林德曼的研究意義落腳點(diǎn)放在研究數(shù)據(jù)的獲得上，不是單純對(duì)那些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而是突出科學(xué)探究必須具備辛勤努力且勇于創(chuàng)新等科學(xué)精神，強(qiáng)化學(xué)生的情感體驗(yàn)。林德曼從流經(jīng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量角度分析發(fā)現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的基本規(guī)律，學(xué)生則通過(guò)分析林德曼所發(fā)現(xiàn)的基本規(guī)律，對(duì)自身在生態(tài)平衡觀以及物質(zhì)能量觀等層面的認(rèn)知產(chǎn)生重要的影響，以此彰顯生物學(xué)科對(duì)培養(yǎng)學(xué)生生命觀念以及社會(huì)責(zé)任感等方面所發(fā)揮的價(jià)值。

（四）發(fā)揮學(xué)生教學(xué)主體作用，使生物教學(xué)更有時(shí)效性

促進(jìn)高中生物教學(xué)的創(chuàng)新和改革，教師要優(yōu)化生物教學(xué)，更新教學(xué)理念、改變傳統(tǒng)教學(xué)中單一的教學(xué)方法，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情為主，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用。另外，核心素養(yǎng)視域下，教師的教學(xué)視域要具有開闊性，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)開放式的學(xué)習(xí)氛圍，為學(xué)生進(jìn)行有效學(xué)習(xí)提供保障。比如，生物是一門貼近學(xué)生生活的學(xué)科，教師在課后可以為學(xué)生設(shè)計(jì)“問(wèn)題+任務(wù)+實(shí)踐式”的開放題型，為學(xué)生進(jìn)行生物實(shí)踐創(chuàng)設(shè)條件，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去思考，帶著任務(wù)去實(shí)踐，促使學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，同時(shí)在這一過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科實(shí)踐能力。

（五）重視核心素養(yǎng)教學(xué)評(píng)價(jià)，加強(qiáng)課后反思和總結(jié)

核心素養(yǎng)視域下，在高中生物課堂教學(xué)中，對(duì)師生的教學(xué)過(guò)程和學(xué)習(xí)體驗(yàn)評(píng)價(jià)是十分關(guān)鍵的，應(yīng)該以促進(jìn)學(xué)生綜合能力的全面發(fā)展為評(píng)價(jià)目的。對(duì)課堂教學(xué)中核心素養(yǎng)的滲透效果的評(píng)價(jià)，可以具體反映教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的狀態(tài)以及態(tài)度。教師既要關(guān)注學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，也要重視學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程、學(xué)習(xí)態(tài)度以及情感體驗(yàn)，這是衡量學(xué)生核心素養(yǎng)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。同時(shí)，要注重評(píng)價(jià)主體的多元化和評(píng)價(jià)方式多樣性，科學(xué)、合理、公平的評(píng)價(jià)機(jī)制可以拉近師生之間的距離，增強(qiáng)師生之間的認(rèn)同感。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，核心素養(yǎng)視域下，教師要對(duì)生物學(xué)科素養(yǎng)有明確的認(rèn)識(shí)，在高中生物實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，將核心素養(yǎng)科學(xué)合理地滲透進(jìn)課堂教學(xué)當(dāng)中，并以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，進(jìn)行教學(xué)的有效改革和創(chuàng)新，加強(qiáng)對(duì)教學(xué)評(píng)價(jià)的重視，以達(dá)到良好的生物教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展。