基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的微課設(shè)計(jì)

趙威

摘 要：生物學(xué)核心素養(yǎng)是開展生物學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)，在落實(shí)核心素養(yǎng)為要求下，以“生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點(diǎn)及應(yīng)用”為主題設(shè)計(jì)微課，展示了生物學(xué)核心素養(yǎng)背景下微課的設(shè)計(jì)，并在發(fā)布微課后進(jìn)行了實(shí)踐反思。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);微課設(shè)計(jì);生態(tài)系統(tǒng);能量流動

生物學(xué)核心素養(yǎng)是學(xué)生通過對生物學(xué)學(xué)習(xí)后獲得的終身性成果，是一個(gè)合格公民必備的素養(yǎng)之一，是學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)生活中生物學(xué)相關(guān)問題的關(guān)鍵能力[1]。生物學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)容主要包括：生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任。在此背景下，選取“生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點(diǎn)及應(yīng)用”以生物學(xué)核心素養(yǎng)的要求設(shè)計(jì)微課并實(shí)踐，具體內(nèi)容如下：

1.微課教學(xué)設(shè)計(jì)

1.1教學(xué)內(nèi)容

以生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程為背景，歸納生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點(diǎn)，并運(yùn)用這一概念深入分析理解能量金字塔。以“?；~塘”“秸稈利用”“合理放牧”等現(xiàn)實(shí)問題切入，梳理掌握生態(tài)系統(tǒng)能量流動原理的實(shí)踐意義。最后，在課后完成對當(dāng)?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)能量流動情況的調(diào)查并撰寫調(diào)查報(bào)告。

1.2學(xué)情分析

學(xué)生在本章已經(jīng)學(xué)習(xí)了生態(tài)系統(tǒng)的概念和組成，對生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成和功能已經(jīng)有了基本的認(rèn)識，也已經(jīng)學(xué)習(xí)了熱力學(xué)第二定律，了解了能量在營養(yǎng)級內(nèi)部和營養(yǎng)級之間的流動規(guī)律和原理。但是對于生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點(diǎn)缺乏更深層次的思考和總結(jié)，對于研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的實(shí)際意義也比較模糊。

1.3教學(xué)目標(biāo)

概述生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點(diǎn);說明研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的實(shí)踐意義;運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)能量流動特點(diǎn)對身邊農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查分析，設(shè)計(jì)、撰寫調(diào)查報(bào)告并提出建議。

1.4微課腳本

1.資料引入：賽達(dá)伯格胡能量流動圖解。時(shí)間：20s

講解內(nèi)容：現(xiàn)在大家看到的是美國生態(tài)學(xué)家林德曼對一個(gè)結(jié)構(gòu)相對簡單的天然湖泊——賽達(dá)伯格湖的能量進(jìn)行定量分析后的結(jié)果，其中不但包含了我們熟悉的生態(tài)系統(tǒng)的基本組成，還用箭頭和數(shù)字分別標(biāo)注出了能量傳遞的方向和傳遞的具體能量值。

2.資提煉生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點(diǎn)。時(shí)間：52s

講解內(nèi)容：在觀察的同時(shí)我們需要注意到這其中蘊(yùn)含了一些生態(tài)系統(tǒng)能量流動的一般規(guī)律。不知道大家是否發(fā)現(xiàn)所有箭頭都是單向箭頭，這就說明能量的傳遞方向只能是單向傳遞的，只能從第一營養(yǎng)級流向第二營養(yǎng)級，再依次流向后面的營養(yǎng)級，不可逆轉(zhuǎn)，也不能循環(huán)。其次，在能量沿食物鏈流動的同時(shí)，通過觀察其中標(biāo)注的具體數(shù)值我們可以發(fā)現(xiàn)，某一營養(yǎng)級輸入的能量沒有全部流向下一營養(yǎng)級，流向下一營養(yǎng)級的只是其中的一部分，這部分一般占10%-20%，呈逐級遞減的態(tài)勢。

3.資料分析：能量金字塔問題。時(shí)間：45s

講解內(nèi)容：基于這一論斷，有科學(xué)家將單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營養(yǎng)級所獲得能量數(shù)值，繪制成圖，就成了我們現(xiàn)在看到的“能量金字塔”，我們從圖中可以觀察到營養(yǎng)級越低獲得的能量越多，營養(yǎng)級越高獲得的能量越少，符合我們剛才總結(jié)的生態(tài)系統(tǒng)能量流動特點(diǎn)。

4.深入追問，難點(diǎn)解答。時(shí)間：38s

講解內(nèi)容：請大家思考圖中問題。營養(yǎng)級越高獲得能量越少，因此營養(yǎng)級若超過5個(gè)獲得的能量很少，難以維持該營養(yǎng)級生物的生命活動。任何生態(tài)系統(tǒng)都必須不斷得到來自系統(tǒng)外的能量補(bǔ)充才能維持。

5.資料分析：秸稈利用與?；~塘。時(shí)間：48s

講解內(nèi)容：在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，秸稈一般會被焚燒，秸稈中的能量也沒辦法被利用。如果利用秸稈喂牲畜，秸稈中的能量就得到了利用?！吧；~塘”用桑葉喂養(yǎng)蠶，蠶糞養(yǎng)魚，魚塘的淤泥又可以做桑樹的肥料。這兩個(gè)例子的共同點(diǎn)都是把原本生態(tài)系統(tǒng)中我們難以直接利用的能量加以利用，最終實(shí)現(xiàn)了能量的多級利用。

6.資料分析：合理放牧。時(shí)間：40s

講解內(nèi)容：草原上，如果放養(yǎng)的牲畜過多，會造成草原沙漠化，畜產(chǎn)品也會受到影響;放養(yǎng)的牲畜太少，不能充分利用牧草提供的能量。所以要根據(jù)草原能量流動的特點(diǎn)，合理確定載畜量。既要綠水青山也要金山銀山，其實(shí)就是使能量合理高效的流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?/p>

7.課后調(diào)查繼續(xù)探究時(shí)間：36s

可見，學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動特點(diǎn)對于我們的生產(chǎn)與生態(tài)都是十分重要的。所以請同學(xué)們課后根據(jù)實(shí)際情況對本地的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中能量流動情況進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容如圖，最后撰寫調(diào)查分析報(bào)告。

2.教學(xué)實(shí)踐反思

反思一：微課教學(xué)內(nèi)容與核心素養(yǎng)。著力于培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)，是設(shè)計(jì)、使用微課的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)[2]。本節(jié)微課教學(xué)內(nèi)容上，主要內(nèi)容“生態(tài)系統(tǒng)能量流動特點(diǎn)”屬于核心素養(yǎng)中“生命觀念”中的“物質(zhì)與能量觀”，運(yùn)用這一生命觀念對“能量金字塔”的深度思考，體現(xiàn)了核心素養(yǎng)中“科學(xué)思維”的要求。還運(yùn)用所學(xué)知識對“秸稈利用”“?；~塘”“合理放牧”等生態(tài)環(huán)境實(shí)際問題進(jìn)行思考、評價(jià)、形成科學(xué)的建議，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生態(tài)問題，了解我國生態(tài)治理政策，體現(xiàn)了核心素養(yǎng)中“社會責(zé)任”的要求。最后安排了“調(diào)查當(dāng)?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動情況”，需要學(xué)生自己思考、設(shè)計(jì)、實(shí)踐，既是對所學(xué)知識、能力、思維的綜合考察，也是核心素養(yǎng)中“科學(xué)探究”的具體實(shí)踐。

反思二：微課教學(xué)在生物學(xué)教學(xué)中的地位和作用。微課是課堂教學(xué)的重要補(bǔ)充，也是培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。學(xué)生通過觀看10分鐘以內(nèi)的微視頻學(xué)習(xí)，既沒有太大的負(fù)擔(dān)，也可以根據(jù)自身需求明確目標(biāo)，解決困惑。學(xué)生通過學(xué)習(xí)本節(jié)微課真正做到了理解“生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點(diǎn)”這一核心概念。此外，還可以在發(fā)布微課的基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)和搭建高中生物學(xué)自主學(xué)習(xí)平臺，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生可以根據(jù)需要自主選擇，自主學(xué)習(xí)。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)平臺學(xué)習(xí)之后，教師可以繼續(xù)發(fā)布相關(guān)練習(xí)、思考、實(shí)踐來考察和培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)知識和技能。最終使生物學(xué)教學(xué)更智慧、更豐富、更高效、更個(gè)性、更趣味。

參考文獻(xiàn)

[1]趙萍.淺談高中生生物科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)[J].課程教育研究，2012（28）：96-96.

[2]秦海峰.基于“生命觀念”的“進(jìn)化與適應(yīng)”微課視頻設(shè)計(jì)[J].生物學(xué)教學(xué)，2018，43（9）：43-44.