基于证据进阶式的概念模型建构

李招富

科学思维是生物学科核心素养之一，它是学生进行科学探究、树立生命观念、承担社会责任的基础。基于生物学事实和证据进行模型建构，是发展科学思维的方法之一。概念模型可以将复杂问题简单化，将具体现象抽象化，将散乱知识结构化。建构概念模型需要围绕核心概念，进行分析、综合、抽象、概括和推理，完成从表象和具体到抽象和本质的认知过程，属于高阶科学思维能力。

“生态系统的能量流动”这节内容要求之一是“分析能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律”，在学业要求中提出，学生能够使用图示等方式表征和说明生态系统中能量流动的过程和特征。这提示我们，不仅要学习相关知识，还要训练学生建构模型的方法。

一、激活已知，厘清概念

由于能量不可见且储存在物质中，学生常将二者混淆。本节中能量是核心研究对象，应予以明确，避免错误的前概念给后续的建构模型带来障碍。教师可演示初中所学的花生种子燃烧实验，使学生直观感受能量的释放过程。同时，回忆已学知识，总结生物体细胞中的储能物质有糖类、脂肪、蛋白质、ATP等，举例说出细胞中储存或释放能量的化学反应和能量的作用。

二、梳理已学证据，建构能量流经个体的简易模型

教师创设情境：从宏观到微观逐级展示真实的农田生态系统、农田中的玉米种群、单棵玉米植株。提出问题：“一棵玉米的能量来源和去路有哪些？”学生纷纷提出自己的看法，教师引导学生思考形成这些观点背后的证据。……