任智安 胡玉華
(1 北京市通州區(qū)永樂店中學(xué) 北京 101105 2 北京教育學(xué)院 北京 100044)
《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017 年版2020年修訂)》指出:“生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在生物學(xué)課程學(xué)習(xí)過程中逐漸發(fā)展起來的,在解決真實(shí)情境中的實(shí)際問題時所表現(xiàn)出的價值觀、必備品格與關(guān)鍵能力,是學(xué)生知識、能力、情感態(tài)度與價值觀的綜合體現(xiàn)”[1]。強(qiáng)調(diào)選擇真實(shí)情境,即要促進(jìn)學(xué)生“在真實(shí)的情境中解決真實(shí)的問題,促進(jìn)學(xué)生真實(shí)的發(fā)展”[2]。本文以“群落的演替”一節(jié)為例進(jìn)行情境教學(xué)設(shè)計(jì)。
在2017 版課程標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的概念體系中,“群落的演替”在概念體系構(gòu)建中處于承前啟后的節(jié)點(diǎn)位置。本模塊能作為優(yōu)質(zhì)的知識和情境載體發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。其中包含2 個重要概念:“2.1 不同種群的生物在長期適應(yīng)環(huán)境和彼此相互適應(yīng)的過程中形成動態(tài)的生物群落”“2.2 生物群落與非生物的環(huán)境因素相互作用形成多樣化的生態(tài)系統(tǒng),完成物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞”。在上述概念中,從生命層次角度分析,“群落”處于“種群”和“生態(tài)系統(tǒng)”之間;從生命活動角度分析,“群落演替”處于“種群數(shù)量變化”與“生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性”之間(圖1)。
圖1 “群落的演替”單元知識層次圖
1)通過對情境案例的分析討論,能用進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀及結(jié)構(gòu)與功能觀闡述群落演替的本質(zhì)和機(jī)理。
2)對由情境案例引出的問題,進(jìn)行歸因和推理分析。
3)對由人類活動和物種入侵引起的群落逆行演替進(jìn)行調(diào)查和分析。
4)通過自主學(xué)習(xí)、小組合作學(xué)習(xí)與展示,提高自主學(xué)習(xí)能力,關(guān)注外來物種入侵,養(yǎng)成愛護(hù)環(huán)境的意識,樹立能與自然和諧共處的社會責(zé)任。
1)重點(diǎn):演替的本質(zhì)和機(jī)理。
2)難點(diǎn):情境案例的分析。
經(jīng)文獻(xiàn)檢索顯示,在已發(fā)表的“群落演替”教學(xué)設(shè)計(jì)案例中,主要突出利用不同的方式和情境資源突破“演替”重、難點(diǎn)知識,部分案例涉及發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的設(shè)計(jì)。案例中,存在教學(xué)目標(biāo)依然偏重于知識的識記和理解、教學(xué)目標(biāo)生命觀念統(tǒng)攝、情境創(chuàng)設(shè)遠(yuǎn)離學(xué)生的生活體驗(yàn)、達(dá)成目標(biāo)的過程主線不明晰、在發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)方面支撐力不足等問題。據(jù)此,結(jié)合學(xué)情對本節(jié)課進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),主要突出3 個方面策略(圖2)。
圖2 教學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)思路圖
以“穩(wěn)態(tài)與平衡”“進(jìn)化與適應(yīng)”“結(jié)構(gòu)與功能”和“系統(tǒng)性”生命觀念作為統(tǒng)攝,引領(lǐng)教學(xué)的整體設(shè)計(jì),學(xué)生通過自主學(xué)習(xí),在課堂問題答案的評價和引領(lǐng)下,構(gòu)建本節(jié)演替的概念、機(jī)理和過程等知識體系。
將學(xué)習(xí)目標(biāo)由“靜”轉(zhuǎn)為“動”,將知識體系構(gòu)建轉(zhuǎn)化為情境分析,教學(xué)重心放在學(xué)生熟悉的真實(shí)情境。在“北京香山植被群落”情境中,從進(jìn)化與適應(yīng)觀分析,理解群落演替中的“靜”與“動”,在分析概括的過程中,發(fā)展生命觀念和科學(xué)思維。在“塞罕壩人工林區(qū)”發(fā)展歷程中,教師通過問題引領(lǐng)學(xué)生分析,分析人為因素對群落演替的影響,發(fā)展學(xué)生批判、辯證的能力,提升社會責(zé)任,發(fā)展社會主義核心價值觀,進(jìn)行立德樹人教育。
學(xué)生以小組形式課前調(diào)查“我國近年外來物種入侵問題”,課上匯報調(diào)查成果,各組相互分享交流。
5.1 環(huán)節(jié)1:構(gòu)建知識體系 人教版教材內(nèi)容在設(shè)計(jì)上圖文并茂、層次清晰、可讀性強(qiáng)。本節(jié)知識含量較少、理解難度較小,可安排學(xué)生課堂自主學(xué)習(xí)。教師依據(jù)教材中從裸巖開始的初生演替范例,設(shè)計(jì)問題驅(qū)動學(xué)生對演替的思考和理解,引導(dǎo)其構(gòu)建知識體系。知識體系是結(jié)構(gòu)化的內(nèi)容,而不是碎片化知識的堆砌。本節(jié)教學(xué)中,應(yīng)將“演替的定義”“演替的類型”“演替類型的比較”等知識進(jìn)行結(jié)構(gòu)化(圖3)。
圖3 “群落的演替”知識結(jié)構(gòu)圖
5.2 環(huán)節(jié)2:以真實(shí)情境分析演替本質(zhì)與機(jī)理
群落演替的本質(zhì)是一定區(qū)域內(nèi)因環(huán)境變化而引起群落有序、定向的更替。群落演替的機(jī)理是生物與環(huán)境在長期的相互作用中,隨環(huán)境的改變,通過自然選擇,群落的物種種類、數(shù)量和優(yōu)勢種等因素按一定規(guī)律和方向發(fā)生改變,直至形成頂級群落。綜上分析,群落演替是宏觀的動態(tài)過程。既需要從進(jìn)化論的角度分析演替的本質(zhì)和機(jī)理,也需要從真實(shí)的情境分析加以闡明和感悟。以學(xué)生熟悉的“北京香山景區(qū)”為真實(shí)情境,設(shè)計(jì)系列問題,驅(qū)動學(xué)生對真實(shí)問題進(jìn)行思考?!霸谀阌斡[香山的十幾年中,香山植被的種類、數(shù)量是否有明顯變化?引起‘香山紅葉’的樹種有無明顯變化?”“你認(rèn)為在什么情況下,香山群落的植被種類和優(yōu)勢種會發(fā)生變化?”教師從進(jìn)化與適應(yīng)觀、結(jié)構(gòu)與功能觀等角度引領(lǐng)分析,使學(xué)生生成群落演替本質(zhì)和機(jī)理的概念。
5.3 環(huán)節(jié)3:通過真實(shí)情境辯證看問題,領(lǐng)悟社會責(zé)任 人類對賴以生存的生態(tài)系統(tǒng)有重要的影響,人類可改變?nèi)郝溲萏娴姆较蚝退俣?。以京北人工林“塞罕壩”的發(fā)展為情境,教師通過問題引領(lǐng)分析:從清朝至今,人類對塞罕壩林區(qū)的變遷起著什么樣的作用?”“人類對群落演替產(chǎn)生什么影響?”從皇家狩獵圍場,到沙塵暴的發(fā)源地,再到郁郁蔥蔥的繁茂林區(qū),引導(dǎo)學(xué)生辯證地看待人類與環(huán)境的關(guān)系,認(rèn)識人類對演替的影響,進(jìn)一步理解演替的本質(zhì)和機(jī)理,領(lǐng)悟保護(hù)環(huán)境、保護(hù)地球的使命和社會責(zé)任。
5.4 環(huán)節(jié)4:小組匯報,關(guān)注物種入侵 課前布置近年我國外來物種入侵情況的調(diào)查作業(yè),每組匯報典型的入侵案例。該環(huán)節(jié)可留給學(xué)生較多的時間充分展示,當(dāng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性充分發(fā)揮時,課堂往往會有更多的“意外”生成。例如,在例舉通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)查我國的主要入侵物種時,有一組學(xué)生關(guān)注到了美國白蛾的危害和生物防治辦法。在學(xué)校周邊的公園和行道樹上,容易觀察到美國白蛾對楊樹的危害。該小組還匯報了附近公園中放置周氏嚙小蜂的裝置,解釋了生物防治美國白蛾的原理。另一組的匯報提到了本班某學(xué)生喜歡飼養(yǎng)昆蟲的實(shí)例,該生及其“發(fā)燒友”存在通過網(wǎng)絡(luò)購買國外活體寵物昆蟲的情況。據(jù)此,教師在課堂中進(jìn)行必要的教育和引導(dǎo)。“意外”的生成增強(qiáng)了本節(jié)課的情境真實(shí)性,也更激發(fā)學(xué)生對身邊入侵物種的關(guān)注,建立不網(wǎng)購境外活體生物的社會責(zé)任。結(jié)合小組匯報的情況和本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo),教師引導(dǎo)學(xué)生分析外來物種入侵對本地群落演替的影響。
本環(huán)節(jié)還需將上述學(xué)生體驗(yàn)度高的真實(shí)演替情境案例加以歸納和比較。在未經(jīng)干擾的自然條件下,群落從結(jié)構(gòu)簡單發(fā)展到結(jié)構(gòu)復(fù)雜、更加穩(wěn)定的頂級群落過程稱為進(jìn)展演替;與進(jìn)展演替相反,在人類的干擾下或極端氣候影響下,群落演替向結(jié)構(gòu)簡單化、生產(chǎn)力逐漸下降的方向發(fā)展,這是逆行演替。進(jìn)展演替和逆行演替是按演替的方向劃分的。例如,本節(jié)課中,“香山群落的形成就屬于長期進(jìn)展演替形成”,而“塞罕壩群落的退化”和“外來物種入侵”又是在人為干擾下發(fā)生的逆行演替。當(dāng)然,“塞罕壩群落”的恢復(fù)是在人參與下導(dǎo)致的進(jìn)展演替。明確了2 種演替的方向,學(xué)生對于人為干擾下的逆行演替認(rèn)識更加深刻,對于人類與自然和諧相處的社會責(zé)任更加明確。
真實(shí)的情境能培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),也能考查學(xué)生的核心素養(yǎng)。知識需要融入情境中,才能彰顯活力和美感。僅靠講解知識無法真正地發(fā)展核心素養(yǎng)。核心素養(yǎng)中最重要的是關(guān)鍵能力,而關(guān)鍵能力必須在真實(shí)的情境中,通過學(xué)生的思考、分析和探究等活動得到發(fā)展[3]。
“群落的演替”這節(jié)課,從內(nèi)容上分析,知識含量少、理解難度小。在模塊中,后續(xù)的“生態(tài)系統(tǒng)”部分,正好相反,知識含量多、理解難度較大,正因?yàn)槿绱?,這節(jié)課往往會被開設(shè)為一節(jié)很平庸、淺顯的課,一節(jié)快節(jié)奏的知識鋪墊課。從核心素養(yǎng)發(fā)展的角度分析,本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)又值得挖掘,例如,教材知識的自主學(xué)習(xí);重、難點(diǎn)突出演替的本質(zhì)和原理;創(chuàng)設(shè)學(xué)生體驗(yàn)度高的真實(shí)情境;設(shè)計(jì)小組合作調(diào)查活動發(fā)展科學(xué)探究能力;激發(fā)學(xué)生關(guān)注外來物種入侵,提高社會責(zé)任。