核心素養視域下高中生物教學的實施與路徑
——以生態系統的能量流動為例

■山東省樂陵第一中學 徐秀明

高中生物學科是一門關系到自然、社會、生命以及人類的學科，與學生生活息息相關。核心素養視域下的高中生物教學，不僅要注重學生理論知識的積累，而且要重視學生對知識的運用能力，并在這一過程中促進學生情感態度的提升和正確價值觀的建立?；诖?，本文對生物核心素養進行了簡要概述，并以高中生物教材中“生態系統的能量流動”為例進行教學設計，旨在運用行之有效的教學策略，促進學生思維能力的發展，全面提升學生的生物學科核心素養?！镀胀ǜ咧猩镎n程標準（征求意見稿）》（以下簡稱《標準》）強調生物教學的核心是讓學生在掌握生物學基本概念和理論知識的基礎上，能達到靈活掌握和運用的能力，并以此增強學生對社會、自然、生態環境等方面的認知。隨著新課程改革的不斷深化，培養學生生物學科素養已成為高中生物教學的基本目標，因此，教師在生物教學過程中，要以核心素養為導向，加強教學工作的創新與改革，實現高中生全面發展的目標。

一、高中生物核心素養的概述

（一）高中生物核心素養的基本特點

其一，全面性特點。高中生物學科涉及自然環境、生態發展、動植物學、生命觀念等相關內容，可見，生物學科在很大程度上具備交叉特點，這也是其全面性特點的體現。比如，高中生物教材中有關生態環境的內容，不僅是對環境保護相關內容的解析，還闡述了對環境的污染及治理，包括出行的交通方式、城鎮發展等方面。教材中個人對環境保護意識的正確引導，可以使學生形成保護社會環境和自然生態的意識，在對生物基礎知識理解和掌握的同時，增強學生生態保護的責任心和使命感。對高中生而言，生物學科核心素養也具備全面性的特點。

其二，發展性特點。類似于其他學科的動態發展過程，生物學科在不同學段的核心素養也不相同，因此，生物學科的核心素養具有發展性特點。根據當前高中生物教材的研究和分析，可以發現高中時期的生物學科核心素養，以此引導學生對生物知識進行深入探究，并完成對生物知識的內化，對生物知識學習的過程在某種意義上也是學生進行深化發展的過程。

其三，終身性特點。生物學科核心素養的形成是建立在學生原有的知識儲備、經驗以及情感基礎上，是一種具備穩定、持續、遞進性的學科能力和品質，對學生的終身發展能夠產生深遠的影響，這體現了生物學科的長效性。無論是在信息技術、實驗技能還是環境保護等各個素養方面，生物學科都會對一個人的未來發展進行持久影響，因此，終身性特點也是高中生物核心素養最基本的特點之一。

（二）高中生物核心素養

核心素養的首次提出于2014 年教育部印發的《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》中，雖然提出的時間距今不過數年，但其理念已逐步成了教育教學的核心內容。因此，教師要明確對核心素養理念的認識，有效培養學生的核心素養。對生物學科素養來說，生物核心素養是學生在生物學習過程中培養和形成的，是學生適應社會發展應具備的重要能力和思維品質，作為一門自然科學，生物是培養學生能力及品質的重要途徑，其作用和地位無法被取代。生物課堂教學中，不僅要加強對學生學習習慣、學習態度的培養，注重學生的綜合全面發展，關注學生最終的學習成果，而且要對學生的學習過程和學習體驗進行正確的評估，以此促進學生生物核心素養的形成。核心素養作為學生終身性的能力和品質，尤其是作為當前新課程改革大力推崇的內容，基于高中生物全面性、發展性和終身性的主要特點，教師要結合生物課程教學要求，促進學生綜合能力的發展。高中生物核心素養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、對社會的責任與擔當、對科技的認知與應用。通過這些要素的共同引導，高中生在學生、工作以及社會生活中，能培養并實現自身的自我價值和社會價值，這是高中核心素養的核心內容。

二、核心素養視域，生物教學設計與實施

《標準》中明確強調，教師有必要關注學生適應社會的諸多能力和品質培養工作，為學生成才提前做好準備，從思維、觀念、責任等多方面著手培養，讓學生素養逐漸健全，重點發揮生物學科的價值與功效，這是教學與育人中的基本要求?，F在就以“生態系統的能量流動”一課為例，立足核心素養，進行高中生物教學設計與實施。

（一）導入新課，并引導學生分析個體水平的能量流動

第一，教師發揮引導作用，帶領學生回顧過去所學知識，清晰生產者、消費者和分解者獲取能量的方式，畫圖明示，讓學生對“一切生命活動都伴隨著能量的變化”有清晰的認識，理解生物獲得的能量是有機物中的化學能。第二，通過多媒體技術進行“孤島生態”相關漫畫的課件展示，讓學生根據自身經驗和認知，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行問題探討。第三，通過問題的討論，教師可以引導學生分析策略1 中能量流動狀況，引導學生有條不紊發現“呼吸量”“糞便量”，鼓勵學生按照策略1 的思路分析和研究策略2 中的具體情況?？梢钥隙ǖ氖?，思考生態系統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知，還可獲取其中對人們有益的部分。

（二）構建能量流動的簡化模型

第一，率先讓學生分析一條食物鏈上的能量流動狀況，可結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？”讓學生進行分析說明，同時針對學生的結論進行相關知識的補充，從而得出“一個營養級所同化的能量=呼吸散失+被分解者利用+被下一營養級利用”的結論，并引導學生從中發現“遺體殘骸量”是不會沿食物鏈進行傳遞的。第二，構建生態系統的能量流動模型。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，讓學生進行分析能量流動是不是依舊有效。然后，教師有意識地引導學生，即按照“生產者（植物）→初級消費者（植食性動物）→次級消費者（肉食性動物）→三級消費者（肉食性動物）……”的順序探究能量流動方式。讓學生明白所有進行呼吸作用的生產者和消費者同屬于分解者，這也是生態系統中的能量流動過程，因此，加上“分解者”，就構建成了生態系統的能量流動模型。第三，教師要幫助學生進行精準的能量流動總結。匯總生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化、散失過程，將其視為生態能量流動規范流程。進一步探知學生對能量源頭、能量傳遞、能量散失的理解和認知，必要時進行簡單詢問，教師在學生對這些問題進行思索過程中，多加啟發學生、引導學生和鼓勵學生，激發學生的思維發散，進而得出能量流動的兩個顯著特點，即生態系統能量流動是單向的和能量在流動過程中逐級遞減。第四，教師帶領學生構建能量流動的簡化模型，如，能量金字塔。

（三）對生態系統能量流動的定量探究

第一，設置問題，啟發學生思維。例如，“基于不同營養級能量流動的基本特點，那多大比例的能量才能流入到下一營養級中？”“想要獲悉不同營養級的能量傳遞效率，要搜集哪些數據？哪些數據必不可少？”第二，合理劃分學習小組，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論進行論述，教師要鼓勵其他小組成員進行補充。教師在學生回答和補充完畢后，進行有效的學習評價，豐富學生的思維能力。同時，在問答教學中引領學生思路，確保學生對固定能量加深認知、加強把握。第四，根據林德曼研究數據表，設置相關問題，例如，提問學生應用到哪些數據來計算傳遞效率，并通過賽達伯格湖的能量流動圖解，引導學生進行定量分析。第五，揭示林德曼研究工作所具有的劃時代意義，為后來關于動植物群落中能量流動研究提供重要依據。帶領學生進行歸納總結，研究生態系統的能量流動，幫助人們科學規劃、設計人工生態系統，使能量得到最有效的利用。

三、核心素養視域下，高中生物教學實施的有效路徑

（一）在課堂教學中滲透核心素養，促進學生理性思維的發展

在課程教學中進行核心素養的滲透，教師在其中發揮著十分重要的作用。比如，進行教學設計時將“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，以此引導學生從不同取食策略所獲取能量差異的角度進行分析，即哪種策略所能獲取的能量更多。合理科學設置問題，啟發學生進行理性思考，學生從最初的感覺判斷到進行理性分析，更能抓住問題的本質，并且能從自主學習中獲得知識和經驗。同時，在進行個體水平能量流動分析時，已然幫助學生形成了分析能量流動的解題思路，學生在后續進行食物鏈和生態系統能量流動分析時可以觸類旁通，很快找到問題的答案?？梢?，在生物課堂教學中進行核心素養的滲透，利用有效的問題促進學生思考，可以促進學生理性思維的發展。

（二）引導學生構建模型，培養學生的探究能力

學生在對個體水平能量流動的過程和特點有了初步認識后，教師引導學生通過知識遷移法進行食物鏈水平和生態系統水平能量流動過程和特點的分析，并帶領學生進行生態系統能量流動構建，相比于直接進行模型的分析，學生會對前者有更全面和深刻的理解和掌握。由于模型的構建過程是學生創造性思維發展的過程，學生會在這一過程中產生新的疑問。學生產生疑問與教師向學生進行提問，存在很大的不同。學生生疑是其主動思考的結果，而對教師問題的答疑則相對比較被動。教師要盡可能為學生創造令其主動思考的機會和條件，這能有效促使學生發現實際生活中的生物學現象和知識，從而提出問題、進行觀察、驗證問題并最終得出結論，這也能有效培養學生的探究能力，對學生生物學科核心素養的形成有積極的促進作用。

（三）組織學生進行研究方法的探討，提高學生科學素養

關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行。其中對能量流動定量研究的思路的本質是引導學生進行局部的科學探究，也就是設計研究方案。介紹基本方法，則是使學生對科學有更進一步的認識，不僅包括設計研究方案，而且還要進行實踐操作。在實踐過程中產生和積累下來的方法，對于最終研究成果有著極大的促進作用。在對林德曼的研究意義落腳點放在研究數據的獲得上，不是單純對那些數據進行分析，而是突出科學探究必須具備辛勤努力且勇于創新等科學精神，強化學生的情感體驗。林德曼從流經各營養級的能量角度分析發現了生態系統能量流動的基本規律，學生則通過分析林德曼所發現的基本規律，對自身在生態平衡觀以及物質能量觀等層面的認知產生重要的影響，以此彰顯生物學科對培養學生生命觀念以及社會責任感等方面所發揮的價值。

（四）發揮學生教學主體作用，使生物教學更有時效性

促進高中生物教學的創新和改革，教師要優化生物教學，更新教學理念、改變傳統教學中單一的教學方法，以激發學生學習興趣和學習熱情為主，發揮學生學習的主體作用。另外，核心素養視域下，教師的教學視域要具有開闊性，為學生創設開放式的學習氛圍，為學生進行有效學習提供保障。比如，生物是一門貼近學生生活的學科，教師在課后可以為學生設計“問題+任務+實踐式”的開放題型，為學生進行生物實踐創設條件，讓學生帶著問題去思考，帶著任務去實踐，促使學生進行探究式學習，同時在這一過程中培養學生的學科實踐能力。

（五）重視核心素養教學評價，加強課后反思和總結

核心素養視域下，在高中生物課堂教學中，對師生的教學過程和學習體驗評價是十分關鍵的，應該以促進學生綜合能力的全面發展為評價目的。對課堂教學中核心素養的滲透效果的評價，可以具體反映教師教學和學生學習的狀態以及態度。教師既要關注學生對知識的掌握情況，也要重視學生的學習過程、學習態度以及情感體驗，這是衡量學生核心素養水平的重要標準之一。同時，要注重評價主體的多元化和評價方式多樣性，科學、合理、公平的評價機制可以拉近師生之間的距離，增強師生之間的認同感。

四、結語

綜上所述，核心素養視域下，教師要對生物學科素養有明確的認識，在高中生物實際教學過程中，將核心素養科學合理地滲透進課堂教學當中，并以核心素養為導向，進行教學的有效改革和創新，加強對教學評價的重視，以達到良好的生物教學效果，促進學生生物學科核心素養的形成和發展。