■山東省樂陵第一中學(xué) 徐秀明
高中生物學(xué)科是一門關(guān)系到自然、社會、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)生理論知識的積累,而且要重視學(xué)生對知識的運(yùn)用能力,并在這一過程中促進(jìn)學(xué)生情感態(tài)度的提升和正確價值觀的建立。基于此,本文對生物核心素養(yǎng)進(jìn)行了簡要概述,并以高中生物教材中“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”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)生對社會、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)。
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,不僅是對環(huán)境保護(hù)相關(guān)內(nèi)容的解析,還闡述了對環(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。教材中個人對環(huán)境保護(hù)意識的正確引導(dǎo),可以使學(xué)生形成保護(hù)社會環(huán)境和自然生態(tài)的意識,在對生物基礎(chǔ)知識理解和掌握的同時,增強(qiáng)學(xué)生生態(tài)保護(hù)的責(zé)任心和使命感。對高中生而言,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)科的動態(tài)發(fā)展過程,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)高中時期的生物學(xué)科核心素養(yǎng),以此引導(dǎo)學(xué)生對生物知識進(jìn)行深入探究,并完成對生物知識的內(nèi)化,對生物知識學(xué)習(xí)的過程在某種意義上也是學(xué)生進(jìn)行深化發(fā)展的過程。
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)生原有的知識儲備、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)科的長效性。無論是在信息技術(shù)、實(shí)驗(yàn)技能還是環(huán)境保護(hù)等各個素養(yǎng)方面,生物學(xué)科都會對一個人的未來發(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。
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,雖然提出的時間距今不過數(shù)年,但其理念已逐步成了教育教學(xué)的核心內(nèi)容。因此,教師要明確對核心素養(yǎng)理念的認(rèn)識,有效培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。對生物學(xué)科素養(yǎng)來說,生物核心素養(yǎng)是學(xué)生在生物學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)和形成的,是學(xué)生適應(yīng)社會發(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,其作用和地位無法被取代。生物課堂教學(xué)中,不僅要加強(qiáng)對學(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,而且要對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)體驗(yàn)進(jìn)行正確的評估,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)主要包括四個方面的要素,分別是理解和尊重生命、熱愛和敬畏自然、對社會的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)、對科技的認(rèn)知與應(yīng)用。通過這些要素的共同引導(dǎo),高中生在學(xué)生、工作以及社會生活中,能培養(yǎng)并實(shí)現(xiàn)自身的自我價值和社會價值,這是高中核心素養(yǎng)的核心內(nèi)容。
《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”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。
第一,教師發(fā)揮引導(dǎo)作用,帶領(lǐng)學(xué)生回顧過去所學(xué)知識,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“一切生命活動都伴隨著能量的變化”有清晰的認(rèn)識,理解生物獲得的能量是有機(jī)物中的化學(xué)能。第二,通過多媒體技術(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)行問題探討。第三,通過問題的討論,教師可以引導(dǎo)學(xué)生分析策略1 中能量流動狀況,引導(dǎo)學(xué)生有條不紊發(fā)現(xiàn)“呼吸量”“糞便量”,鼓勵學(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)能量流動有重要意義,除了可以讓人們清晰能量流動的理論認(rèn)知,還可獲取其中對人們有益的部分。
第一,率先讓學(xué)生分析一條食物鏈上的能量流動狀況,可結(jié)合之前所用方法具體描述能量流動情況,例如,“能量是如何流動的?要從哪里開始研究?”讓學(xué)生進(jìn)行分析說明,同時針對學(xué)生的結(jié)論進(jìn)行相關(guān)知識的補(bǔ)充,從而得出“一個營養(yǎng)級所同化的能量=呼吸散失+被分解者利用+被下一營養(yǎng)級利用”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)的能量流動模型。這一過程中,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)行分析能量流動是不是依舊有效。然后,教師有意識地引導(dǎo)學(xué)生,即按照“生產(chǎn)者(植物)→初級消費(fèi)者(植食性動物)→次級消費(fèi)者(肉食性動物)→三級消費(fèi)者(肉食性動物)……”的順序探究能量流動方式。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)中的能量流動過程,因此,加上“分解者”,就構(gòu)建成了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動模型。第三,教師要幫助學(xué)生進(jìn)行精準(zhǔn)的能量流動總結(jié)。匯總生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化、散失過程,將其視為生態(tài)能量流動規(guī)范流程。進(jìn)一步探知學(xué)生對能量源頭、能量傳遞、能量散失的理解和認(rèn)知,必要時進(jìn)行簡單詢問,教師在學(xué)生對這些問題進(jìn)行思索過程中,多加啟發(fā)學(xué)生、引導(dǎo)學(xué)生和鼓勵學(xué)生,激發(fā)學(xué)生的思維發(fā)散,進(jìn)而得出能量流動的兩個顯著特點(diǎn),即生態(tài)系統(tǒng)能量流動是單向的和能量在流動過程中逐級遞減。第四,教師帶領(lǐng)學(xué)生構(gòu)建能量流動的簡化模型,如,能量金字塔。
第一,設(shè)置問題,啟發(fā)學(xué)生思維。例如,“基于不同營養(yǎng)級能量流動的基本特點(diǎn),那多大比例的能量才能流入到下一營養(yǎng)級中?”“想要獲悉不同營養(yǎng)級的能量傳遞效率,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算方法。第三,小組中派出一人對探討結(jié)論進(jìn)行論述,教師要鼓勵其他小組成員進(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)評價,豐富學(xué)生的思維能力。同時,在問答教學(xué)中引領(lǐng)學(xué)生思路,確保學(xué)生對固定能量加深認(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)問題,例如,提問學(xué)生應(yīng)用到哪些數(shù)據(jù)來計(jì)算傳遞效率,并通過賽達(dá)伯格湖的能量流動圖解,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代意義,為后來關(guān)于動植物群落中能量流動研究提供重要依據(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,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。
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)時將“孤島生存”作為深入探討的問題,并且將其作為個體水平能量流動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)置問題,啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行理性思考,學(xué)生從最初的感覺判斷到進(jìn)行理性分析,更能抓住問題的本質(zhì),并且能從自主學(xué)習(xí)中獲得知識和經(jīng)驗(yàn)。同時,在進(jìn)行個體水平能量流動分析時,已然幫助學(xué)生形成了分析能量流動的解題思路,學(xué)生在后續(xù)進(jìn)行食物鏈和生態(tài)系統(tǒng)能量流動分析時可以觸類旁通,很快找到問題的答案??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。
學(xué)生在對個體水平能量流動的過程和特點(diǎn)有了初步認(rèn)識后,教師引導(dǎo)學(xué)生通過知識遷移法進(jìn)行食物鏈水平和生態(tài)系統(tǒng)水平能量流動過程和特點(diǎn)的分析,并帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)能量流動構(gòu)建,相比于直接進(jìn)行模型的分析,學(xué)生會對前者有更全面和深刻的理解和掌握。由于模型的構(gòu)建過程是學(xué)生創(chuàng)造性思維發(fā)展的過程,學(xué)生會在這一過程中產(chǎn)生新的疑問。學(xué)生產(chǎn)生疑問與教師向?qū)W生進(jìn)行提問,存在很大的不同。學(xué)生生疑是其主動思考的結(jié)果,而對教師問題的答疑則相對比較被動。教師要盡可能為學(xué)生創(chuàng)造令其主動思考的機(jī)會和條件,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,從而提出問題、進(jìn)行觀察、驗(yàn)證問題并最終得出結(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。
關(guān)于能量流動的定量分析部分,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。其中對能量流動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)生對科學(xué)有更進(jìn)一步的認(rèn)識,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)踐過程中產(chǎn)生和積累下來的方法,對于最終研究成果有著極大的促進(jìn)作用。在對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)各營養(yǎng)級的能量角度分析發(fā)現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)能量流動的基本規(guī)律,學(xué)生則通過分析林德曼所發(fā)現(xiàn)的基本規(guī)律,對自身在生態(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)科對培養(yǎng)學(xué)生生命觀念以及社會責(zé)任感等方面所發(fā)揮的價值。
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),同時在這一過程中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科實(shí)踐能力。
核心素養(yǎng)視域下,在高中生物課堂教學(xué)中,對師生的教學(xué)過程和學(xué)習(xí)體驗(yàn)評價是十分關(guān)鍵的,應(yīng)該以促進(jìn)學(xué)生綜合能力的全面發(fā)展為評價目的。對課堂教學(xué)中核心素養(yǎng)的滲透效果的評價,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)生對知識的掌握情況,也要重視學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、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,要注重評價主體的多元化和評價方式多樣性,科學(xué)、合理、公平的評價機(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。
綜上所述,核心素養(yǎng)視域下,教師要對生物學(xué)科素養(yǎng)有明確的認(rèn)識,在高中生物實(shí)際教學(xué)過程中,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)對教學(xué)評價的重視,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。