基于学科核心素养进行高中生物学教学

摘 要：以“生态系统的物质循环”一课的教学设计为例，对如何基于核心素养开展生物学教学进行了探讨。

关键词：生物学核心素养；物质循环；生态系统

学科核心素养是核心素养在特定学科（或学习领域）的具体化，是学生学习一门学科（或特定学习领域）之后所形成的，是学科育人价值的集中体现。具体到生物学科，生物学核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的，在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的必备品格和关键能力。在教育部专家讨论稿中拟定生物学核心素养为生命观念、理性思维、科学探究和社会责任4个关键表现，或者理解为对生命的理解和尊重、理性思考与论证、对科技的认知与实践和对社会的责任与担当（生物学传播与实践）。

课堂是教育教学的主阵地，如何将核心素养的4个关键表现的培养转化为具体的可操作的教学手段？如何基于核心素养培养开展有效教学？这是每一位教师都需要探索的问题。本文以人教版高中生物教材必修三“生态系统的物质循环”的教学设计为例，分析如何基于生物学核心素养进行高中生物学教学。

一、教材分析

最新下发的新课程标准的征求意见稿中，要求学生分析出生态系统中的物质在生物群落与无机环境中的循环过程，举例说明利用物质循环规律，人们能够更加科学地规划和有效利用生态系统中资源的途径，这都属于较高的要求水平。从高考层面来看，物质循环作为生态系统的三大功能之一，是历年大题的考查重点。从学生层面来看，本节课教材内容看似简单，与实际生活联系紧密，却在碳循环的考查上灵动多变，很容易“一听就懂，一做就错”，是学生学习的难点。因此，这样一堂“向上有深度，落地有实践”的课程，只要教师深入挖掘，就是培养生物学核心素养的优秀一课。

二、教学目标

（一）知识目标

简述物质循环的概念，分析物质循环过程。

（二）能力目标

制作出物质循环概念图。

（三）情感态度与价值观目标

关注温室效应，养成环保意识与行为。

三、教学过程

（一）情景导入

用学生耳熟能详的《春泥》这首歌导入新课，优美的旋律中，通过歌词：“漫天纷飞的花语 开在春的泥土里 滋养了大地 开出下一个花季”引入龚自珍的《己亥杂诗》“落红不是无情物，化作春泥更护花”，引出“落红—春泥—花”之间的物质循环。

设计意图：在轻松欢快的氛围中引入新课。

（二）明晰教学主线，培养理性思维

本节课以碳循环为主线，从学生呼出的二氧化碳的去向这种感性认知出发，进一步构建出理性的概念模型，分析模型变式，最后落实到模型应用。这种设计正是遵循着生物学核心素养中的理性思維的探究规律，即：“提出问题—获取信息—发现规律—规律变式—规律应用”。同时，这种设计也顺应学生心理认知的发展规律，即从已有知识出发，通过思维灵动生成，而并非简单地接受新的知识。具体过程如下：

1.绘制碳循环模式图（提出问题、获取信息）

设置情境：假如你置身于一片花海中，深深呼出一口气，呼出的二氧化碳将去向何方呢？同学分组以呼出的CO2为起点，结合对诗的剖析过程，绘制“二氧化碳的旅行”。小组投影展示，教师通过系列提问，顺势引出生态系统的物质循环概念。

设计意图：通过对“落红不是无情物，化作春泥更护花”这句诗的剖析，以“光合作用、有机物、分解者”等关键词为依托，小组分组绘制循环图，激发学生学习的主动性。学生绘制的过程图不尽相同，个性中包含共性。在讨论中，使得学生对物质循环过程的关注度极大提升。

2.构建模型（发现规律）

作为生命系统的最基本元素，碳元素的循环在整个生态系统的物质循环过程中发挥着至关重要的作用。从生态系统的结构出发，同学们画的图中包括了生态系统的哪些成分呢？结合模式图，升华出生态系统中碳循环的概念模型。

设计意图：从学生呼出的二氧化碳的去向这种感性认知出发，进一步建构出理性的概念模型，符合学生知识生成规律。在发现规律的同时，完成了从实例到本质，思维从具体到抽象的转化。

3.模型变式（规律变式）

展示模型变式（下图），请学生尝试说出判断思路。根据判断思路，进一步升华出判断规律。依托基础模型，解释温室效应现象。

设计意图：变式判断是物质循环的难点，由学生总结出判断规律，使学生主动生成课堂知识。学生能够通过模型，揭示出生态系统物质循环的机制，最终完成了从生命现象到生命机制的转化过程。

4.碳循环模型应用，培养社会责任感（规律应用）

教师提问：模型中的哪个箭头出问题，会造成温室效应？引导学生找出温室效应产生的原因，将理论模型应用于实际生活中，从而完成对温室效应及无废弃物农业的关注。

设计意图：学生参与生物学中热点议题的讨论，养成环保意识与行为，培养学生的社会责任感。

通过以上的设计，达成了理性思维培养中的第三个层次，即能从不同的生命现象中，基于事实和证据，采用适当的科学思维方法揭示生物学规律或机制，并在某一给定的情境中，运用规律和原理，对可能的结果或趋势做出预测或解释，能够选择运用文字、图示或模型等方式进行表达并阐明其内涵。

（三）物质循环与能量流动的总结，培养生命观念

教师展示兔子食草的示意图，引出兔子获取草中物质的同时，也获取了前一营养级的能量，进一步总结出地球上，每一天每一刻都在进行着物质循环，能量也随之流动，进而通过对物质和能量的规律总结，得出结论。

设计意图：这样的实例与总结，能够培养学生的物质和能量观及稳态与平衡观，感受生态系统不断进行着的物质循环和能量流动。至此，生物学核心素养中的生命观念的培养这一目标也自然而然地实现了。

（四）结课

在春泥的歌声中，以课本中关于物质循环的诗结束授课，首尾呼应。通过“取之有度，用之有节，方长足”的思想，以造福人类的价值和态度观，形成生态意识。

四、反思

生物学核心素养的培养不是一蹴而就的，也不是硬性规定、硬性落实的，而是要结合课程特点，主动培养热爱生命、理性思考的自然人。这需要老师自身就要怀有一颗仁爱之心，带着对生命的敬畏与热爱，砥砺前行。在课堂这方热土，努力完成学生学科核心素养的培养，这也是所有生物教师努力的方向。

参考文献：

王北生.从焦虑视角探寻与解读生命教育[J].中国教育学刊，2004（2）.

作者简介：孙丽丽，长春吉大附中实验学校，1986年4月生，女，东北师范大学硕士研究生。

编辑 高 琼