一節滲透生態工作者職業認知的教學

摘 要：嘗試用5E教學模式對“生態系統的能量流動”進行教學，精心設計五個環節：引入、探究、解釋、遷移和評價。

關鍵詞：5E教學模式；探究學習；教學實踐；職業認知

一、教學設計的理念

本節課基于高中生物學新課程標準的基本理念：提高生物科學素養、倡導探究性學習、注重與現實生活的聯系、建立職業認知。

二、教學模式

本節課運用了美國生物學課程研究（BSCS）開發出的一種叫5E的建構主義教學模式，該教學模式包括五個環節：引入、探究、解釋、遷移、評價。5E模式在教學中可探查學生的前科學概念不足，引起探究的沖動，培養探究能力，幫助學生實現新科學概念的建構。

三、教學分析

1.教材分析：教材安排了問題探討、能量流經第二營養級的示意圖、生態系統能量流動示意圖、賽達伯格湖能量流動圖、思考與討論、資料分析及調查等內容，力圖引導學生自主獲取知識、拓展視野，并對本節所學知識進行應用。

2.學情分析：高中學生有一定的自主探究學習的能力，已掌握能量、能量傳遞、能量守恒等前科學概念，學習了光合作用及細胞呼吸、ATP中的能量轉換、生態系統的結構等知識，是理解本節內容的基礎。

四、教學目標

1.分析生態系統能量流動的過程和特點。

2.概述研究能量流動的實踐意義。

3.嘗試調查農田生態系統的能量流動情況。

五、教學過程

1.引入（讓學生自省已有知識不足，激發進一步探究的欲望。）

問題探討

假設你像魯賓遜一樣，流落到只有水喝的荒島上，隨身可食用的僅一只5kg母雞和15kg玉米，請設計一種吃法讓自己活的時間更長，以得到救援的機會。

學生展示設計（學生發言老師依次記錄在黑板上，以下是實際教學中學生給出的三種吃法。）

甲：吃一部分玉米，另一部分玉米種植，再喂雞，雞蛋孵小雞，人再吃玉米和雞蛋，如此循環。（點評：這是15kg最浪漫的吃法，他不打算回去了。學生大笑。）

乙：先吃部分玉米，拿部分玉米喂雞，同時吃雞蛋，玉米吃完再吃雞。（點評：表面看似完美。給學生留下疑惑。）

丙：先吃雞，再吃玉米。（提問：你能告訴同學們這樣設計的道理嗎？學生：搖頭。）

集體討論

哪種吃法活的時間更長呢？能不能量化計算分析呢？（讓學生自省自己能不能順利做量化分析。）

2.探究（觀察現象、概括規律、由局部到整體建立認知的模型。）

探究問題：直接吃玉米，人是第二營養級，用玉米喂雞人吃雞蛋，人就是第三營養級，我們先來研究下能量在一個營養級上的流動情況，然后研究哪種吃法人能獲得更多能量。（建立分析模型。）

繼續探究：建立能量在食物鏈上、整個生態系統中流動模式圖。（學生在16開紙上完成，在小組內交流完善，最后對照課件展示的進行修改完善。掌握能量流動的分析及其表達方法。）

探究結論：幾乎所有生態系統的能量開始于第一營養級固定的太陽能；能量在每一營養級都有輸入、傳遞、轉化和散失的過程；每一營養級只將部分能量傳給下一營養級，營養級越高獲得的能量越少；分解者的能量來源是生物的遺體殘骸。

繼續探究：一個營養級能將同化的能量的多少傳給下一營養級呢？（閱讀教材中美國生態學家林德曼對賽達伯格湖能量流動的定量分析數據圖。）植食性動物同化的能量占生產者同化能量的百分比是多少？肉食動物同化的能量占植食性動物同化能量的百分比是多少？（學習整理數據、分析數據，進而得出結論，并體驗生態學的研究方法。）

3.解釋（明確概念、過程及規律，并能準確描述表達。）

小組總結：生態系統的流動過程及特點并展示交流（每一小組選出一最佳的示意紙粘貼展示在黑板上，小組代表發言作出說明。）

教師總結：生態系統能量流動的概念、能量流動的主渠道，最高營養級輸入的能量最終有兩個去向，其他各營養級輸入的能量最終均有三個去向，能量在食物鏈和食物網上的傳遞率、生產者和分解者在能量循環中的作用、能量流動的特點。

小組修正。（小組帶回展示紙，依據老師的解釋進行修正完善。）

4.遷移

學生探究：假定一只5kg母雞和15kg玉米分別含有1000kJ和3000kJ的能量，每個學生按自己選的吃法來計算一下人可同化多少能量？（應用能量傳遞的規律進行量化計算，解決實際問題。）

學生展示不同的答案。（實際教學中將學生分三個大組，分別承擔黑板上的三種方案的計算任務，然后由組代表發言。）

得出結論：先吃雞，再吃玉米方案，人獲得的能量最多，存活時間會最長，獲救的可能性最大。

繼續探究：若把每一營養級的能量從低到高堆起來會如何呢？能想辦法示意出來嗎？生態系統各營養級生物的有機物總量、生物數量可用來衡量其能量嗎？

小組展示。（模擬教材某一湖的能量金字塔的表示法，小組代表發言。）

教師點評：能量金字塔適合幾乎所有的自然生態系統，可用各營養級生物的有機物總量衡量能量，營養級越多，能量消耗越大，生態系統中營養級不能無限高，一般不超過4～5個。

閱讀提煉：（閱讀教材96頁的最后兩段話）研究生態系統的能量流動有什么實踐意義呢？

5.評價（學生在應用中自省、互評，教師觀察教學效果，評價并促進學生實現教學目標。）

學生活動：完成教材“技能訓練”中的數據分析和處理。（在應用所學知識解決問題的過程中做自我評價。）

課后作業：調查當地農田生態系統中的能量流動情況。（進一步做出自我評價，利于所學科學概念的內化和提高應用能力，教師可在批閱作業時掌握學生的認識情況。）

參考文獻：

王健，李秀菊.5E教學模式的內涵及其對我國理科教育的啟示[J].生物學通報，2012（3）：39-42.

注：本文系2017年度甘肅省“十三五”教育科學規劃課題《普通高中生物教學中實施職業理想教育的實踐與策略研究》研究成果，課題立項號GS[2017]GHB2757。

作者簡介：王永生，女，本科學歷，中學高級生物教師，甘肅省省級骨干教師。