周穎
[摘 要]以《食物網(wǎng)》一節(jié)的教學(xué)為例,詳細(xì)闡述如何結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,建立大單元學(xué)習(xí)背景,聯(lián)系生活創(chuàng)造性地整合教學(xué)素材,并圍繞“物質(zhì)循環(huán)和能量流動”組織和開展多樣的學(xué)習(xí)活動,從而在夯實學(xué)生生物概念的同時,促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)物質(zhì)與能量觀,培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
[關(guān)鍵詞]食物網(wǎng);概念教學(xué);物質(zhì)與能量觀
[中圖分類號] G633.91 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-6058(2018)32-0074-04
一、教材分析及教學(xué)思路設(shè)計
《食物網(wǎng)》是蘇科版七年級生物上冊第六章第二節(jié)的內(nèi)容,本節(jié)課是在學(xué)習(xí)食物鏈概念的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步深入地了解生態(tài)系統(tǒng)中各種生物間錯綜復(fù)雜的食物關(guān)系,其教學(xué)的重點和難點是建立食物網(wǎng)的概念,初步理解食物鏈(網(wǎng))是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的渠道。由于內(nèi)容抽象,學(xué)生學(xué)習(xí)起來有一定的困難。因此在教學(xué)設(shè)計時,教師要立足教材,聯(lián)系生活,通過圖片分析、科學(xué)探究、模型構(gòu)建等多種教學(xué)方式,讓學(xué)生親歷生物現(xiàn)象和規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程,在理解生物概念內(nèi)涵和本質(zhì)的基礎(chǔ)上,建立生物與環(huán)境密切相關(guān)的核心思想。表1為本節(jié)課的主要教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計。
“物質(zhì)與能量觀”是本課的核心生命觀念。在生態(tài)系統(tǒng)中,物質(zhì)合成與分解總是伴隨著能量的吸收與釋放。因此“物質(zhì)與能量觀”一直貫穿于初高中生物教學(xué)。然而,對以形象思維為主的初中生來說,該觀點過于抽象,他們無法建立長效的應(yīng)答機(jī)制。由于初一學(xué)生對物質(zhì)和能量已有接觸,因此在實際教學(xué)中,教師可精心梳理學(xué)生的前概念學(xué)習(xí)背景(如表2),埋下探究物質(zhì)和能量的主線,組織多種學(xué)習(xí)活動,引導(dǎo)學(xué)生充分交流和討論,讓生命觀念深入“生”心。
此教學(xué)設(shè)計充分尊重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,注重前后呼應(yīng),使學(xué)生感受到從物質(zhì)和能量的角度來思考學(xué)習(xí)本課知識更貼近事物的真相。
二、教學(xué)過程
1. 諺語導(dǎo)入
教師請學(xué)生用一諺語來形容在一個地方兩個強者不能相容。在熱烈的氣氛中,學(xué)生齊聲說出“一山不容二虎”。隨后,教師進(jìn)一步拋出問題:是什么原因使得一山不能容二虎呢?學(xué)生甲說:“是因為食物不夠充足?!睂W(xué)生乙說:“是因為能量的供應(yīng)不足?!贝藛栴}教師可暫不解答,留待學(xué)生學(xué)完新課后再來解答。
2.走進(jìn)食物網(wǎng)——歸納結(jié)構(gòu)特征,初探概念
教師出示教材示意圖(如圖1,教材中為彩圖),請學(xué)生思考如何書寫圖中的食物鏈,個別學(xué)生會把“太陽”作為食物鏈的第一個環(huán)節(jié)。師生一起回顧食物鏈的規(guī)范書寫方法,再出示圖2,提問:“圖中有幾條食物鏈?圖形結(jié)構(gòu)有何特點?”引導(dǎo)學(xué)生得出食物網(wǎng)的定義:由各條食物鏈相互交叉連接而構(gòu)成的一個復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)就是食物網(wǎng)。
3.研究食物網(wǎng)——尋找物質(zhì)循環(huán)和能量流動的奧秘
教師按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,首先請學(xué)生閱讀《有趣的貓和?!愤@一故事,思考達(dá)爾文研究食物網(wǎng)的方法和角度。通過思考,學(xué)生除了發(fā)現(xiàn)數(shù)量變化外,也領(lǐng)悟到了尋找生物間的關(guān)系是蘊含其中的方法;接著請學(xué)生結(jié)合一日三餐,思考:人是否屬于食物鏈(網(wǎng))中的一員?我們從食物中獲得了什么?能量主要儲存在哪里?引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)量、物質(zhì)、能量三個角度進(jìn)行探究。為了提升探究的有效性,教師進(jìn)一步組織活動,具體如下:
活動一:選一選。觀察圖1,請小組討論把三色圖形(以圖形的大小表示量的多少)放入表3中。
活動一為探究食物網(wǎng)提供了解決問題的主思路。彩色圖形的活動設(shè)計,迎合了學(xué)生喜愛動手、形象思維較強的特點?;顒又荚谧寣W(xué)生直觀感受各生物體內(nèi)物質(zhì)和能量的聯(lián)系與區(qū)別。
活動二:尋找物質(zhì)變化的規(guī)律。教師引導(dǎo)學(xué)生回顧生態(tài)系統(tǒng)的學(xué)習(xí),先組織各小組討論完成圖5并交流得出規(guī)律:在生態(tài)系統(tǒng)中存在物質(zhì)循環(huán);再讓學(xué)生觀察圖6,推理出食物鏈中有毒物質(zhì)的傳遞規(guī)律:有毒物質(zhì)沿食物鏈富集。
活動三:尋找能量傳遞的規(guī)律。教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合教材第102頁的知識,用彩色箭頭標(biāo)識出主圖中能量的流動途徑。此部分在高中會詳細(xì)學(xué)習(xí),為了降低學(xué)習(xí)難度,教師可提供下列提示:
紅色箭頭——光能(太陽)。
藍(lán)色箭頭——生物體間傳遞的化學(xué)能(捕食)。
黃色箭頭——生物體釋放的熱能(體溫)。
紫色箭頭——流向分解者的能量(尸體廢物)。
學(xué)生討論后完成圖7,進(jìn)一步思考:該食物鏈中能量的最初來源是哪里?能量流動的路線是怎樣的?能量進(jìn)入生產(chǎn)者的途徑是什么?能否全部傳給下級?傳遞效率是多少?能否倒流?
通過鋪設(shè)梯度活動巧妙地化解了本課的教學(xué)難點,用形象的模型清晰地梳理了物質(zhì)循環(huán)和能量流動的規(guī)律,促進(jìn)學(xué)生的概念學(xué)習(xí)螺旋式上升。至此,學(xué)生能夠更好地解答“一山不容二虎”問題。
活動四:換位思考。學(xué)生修正數(shù)量、物質(zhì)、能量三種圖形的正確擺放方式。教師隨后交換橫向和縱向的名稱,再次請學(xué)生擺出圖形。圖形變化如圖8。
【評析】藝術(shù)家羅丹曾經(jīng)說過:“換個角度看問題,生命會展現(xiàn)出另一種美。”本活動讓學(xué)生領(lǐng)略到同樣的事物關(guān)系經(jīng)過不同思維角度的思考后會呈現(xiàn)出不同的結(jié)果。其中最巧妙的是,最后生成的三座“金字塔”也是生態(tài)學(xué)上著名的數(shù)量、生物量、能量金字塔。這個發(fā)現(xiàn)不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還啟發(fā)了學(xué)生的思維,開闊了學(xué)生的眼界。
活動五:構(gòu)建核心概念圖。為了幫助學(xué)生理解生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量流動的意義,教師展示水循環(huán)盆景動畫圖(如圖9),并引導(dǎo)學(xué)生討論交流,最終達(dá)成共識:水的循環(huán)——物質(zhì)循環(huán);玻璃球和水車的轉(zhuǎn)動都需要水能的推動——物質(zhì)是能量的載體;該裝置離不開供電——外界要供能。由此在圖5的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加入對能量流動規(guī)律的思考,再聯(lián)合生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)概念,在黑板上構(gòu)建概念圖模型(如圖10)。這樣,學(xué)生從生物圈的角度進(jìn)行思考,就能厘清生態(tài)系統(tǒng)的能量來源和食物來源,真正地突破“食物鏈(網(wǎng))是物質(zhì)和能量流動的渠道”這一學(xué)習(xí)難點。
科學(xué)思維是指尊重事實和證據(jù),崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實的求知態(tài)度,及運用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實際問題的思維習(xí)慣和能力。概念圖模型的建立,能夠幫助學(xué)生快速厘清各概念之間的聯(lián)系,特別有利于學(xué)生聯(lián)系前后章節(jié),建立大單元學(xué)習(xí)背景,在整體教育思想的指導(dǎo)下,學(xué)會高瞻遠(yuǎn)矚地看問題,同時有效提升科學(xué)思維。
4.關(guān)注食物網(wǎng)——用物質(zhì)與能量觀來解釋現(xiàn)象,增強社會責(zé)任感
人類作為生物圈中的一員,其活動對生物圈有著重要的影響。為了讓學(xué)生有切身體會,教師請學(xué)生先閱讀教材中的四個案例(如下),然后再小組討論交流。
案例1:“農(nóng)田”。如果植物全都枯死,那么最先受到影響的是哪些生物?其他生物會受到影響嗎?請用能量流動的原理來解釋。
案例2:“野味”。近50年來田鼠的數(shù)量發(fā)生了怎樣的變化?造成這種變化的原因是什么?
案例3:“打狼”。文中植物、鹿、狼的數(shù)量是如何變化的?你認(rèn)為狼在這個生態(tài)系統(tǒng)中有什么作用?怎樣才能有效地保護(hù)好鹿?
案例4:“可怕的殺蟲劑DDT”。DDT殺蟲效果顯著,卻為何會被許多國家禁用呢?
學(xué)生經(jīng)過討論交流后得到啟示:破壞生態(tài)系統(tǒng)中的任一成分都會影響生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量流動,甚至導(dǎo)致生態(tài)失去平衡。值得反思的是,造成這一切的罪魁禍?zhǔn)淄侨祟悾瑥亩箤W(xué)生從情感上認(rèn)同人與自然和諧發(fā)展的重要意義,增強社會責(zé)任感,形成環(huán)保意識。
三、教學(xué)反思
1. 概念教學(xué)要有單元廣度
在教學(xué)設(shè)計中,教師不應(yīng)僅局限于本節(jié)課的內(nèi)容,而應(yīng)關(guān)注整本教材,從教材目錄中尋找前后章節(jié)之間的關(guān)聯(lián),甚至從課程標(biāo)準(zhǔn)中尋找落腳點,立足學(xué)生的前概念,規(guī)劃好學(xué)生學(xué)什么、怎么學(xué),再思考教什么、怎么教。教師還要關(guān)注課堂中沒有解決掉的問題,及如何結(jié)合后續(xù)章節(jié)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)習(xí)留有余味。比如在課尾,筆者慎重地向?qū)W生介紹:“物質(zhì)與能量觀是生物學(xué)的核心思想,會一直延續(xù)在生物學(xué)學(xué)習(xí)中。就像今天,我們也留有一些問題,比如能量是如何釋放的?對于這一問題的探討放在后面一章節(jié)的學(xué)習(xí)中,大家敬請期待!”
2. 概念教學(xué)要有探究梯度
美國著名教育家杜威提出,教學(xué)不應(yīng)是直截了當(dāng)?shù)刈⑷胫R,而應(yīng)誘導(dǎo)學(xué)生學(xué)會從活動中獲取經(jīng)驗和知識。為了讓學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)本質(zhì),在教學(xué)中教師應(yīng)該針對學(xué)生的認(rèn)知特點,創(chuàng)造性地組織探究活動,讓學(xué)生進(jìn)行層層遞進(jìn)式觀察、實驗活動,收集和分析證據(jù),使概念學(xué)習(xí)螺旋式上升。這樣,學(xué)生的身心都參與探究,就有了更多的體驗,也有了更多的態(tài)度,也會產(chǎn)生靈感和火花,這是智慧的火花,也是創(chuàng)新意識的萌芽。
3. 概念教學(xué)要有生活溫度
新課程指出,要更加關(guān)注學(xué)生已有的生活經(jīng)驗,將學(xué)生從身邊的“生活世界”帶入生物學(xué)的“科學(xué)世界”,然后再回歸到生活中。如果教師聯(lián)系生活,圍繞學(xué)生的經(jīng)驗和問題意識設(shè)計出合情合理的情境,串聯(lián)起各個學(xué)習(xí)難點,不僅能使學(xué)科概念與學(xué)生的經(jīng)驗有機(jī)結(jié)合,而且能吸引學(xué)生更好地融入課程學(xué)習(xí)中。如本課中,學(xué)習(xí)難度最大的點是理解生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量流動的意義,對此筆者借助水循環(huán)盆景裝置,引導(dǎo)學(xué)生觀察類比,很好地化解了這一學(xué)習(xí)難點,連聽課老師也發(fā)出了贊嘆聲。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 教育部.義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)[S].北京:北京師范大學(xué)出版社,2012.
[2] 邢菊芳.立足初中生物課堂 培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)[J].中學(xué)生物學(xué), 2018(2):36-38.
(責(zé)任編輯 黃春香)