建構生態系統核心概念，促進學生核心素養的發展

張小玲

摘 要 引導學生建構生態系統核心概念，有利于學生從宏觀層面上認識生命活動的規律，形成結構與功能、物質與能量、穩態與平衡等基本的生命觀念，并且在概念的建構過程中培養學生的科學思維，通過理論聯系實際增強學生的社會責任感，促進學生核心素養的發展。

關鍵詞 生態系統 生命觀念 科學思維 社會責任感 核心素養

2016年9月，“中國學生發展核心素養”發布，這項權威研究成果對學生發展核心素養的內涵、表現、落實途徑等做了詳細闡釋。成果指出：學生發展核心素養是學生在接受相應學段的教育過程中，逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。其中，生物學核心素養是學生在生物學課程學習過程中逐漸發展起來的，在解決真實情境中的生物學問題時所表現出來的必備品格和關鍵能力，主要包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任4個方面。

培養學生生物學學科核心素養是生物課程的目標和價值追求，需要落實到實際的生物教學過程中，需要在具體的生物知識的學習過程中實現。教師需要做的就是深入分析具體的教學內容，引導學生體會知識中蘊含的生命觀念;引導學生通過推理、分析、演繹、歸納等思維過程主動獲取知識;充分利用教學素材引導學生進行自主探究，培養科學探究能力;引導學生理論聯系實際探討與生物相關的社會問題，增強社會責任感。下面就人教版義務教育教科書生物學七年級上冊“生物與環境組成生態系統”一節的教學進行分析，探討在課堂教學中促進學生核心素養發展的具體措施。

1 內容分析

生態系統的相關內容能讓學生從宏觀的角度認識生命現象和規律。在義務教育生物課程標準中將“生物與環境”作為一個一級主題，其主要的內容就是核心概念生態系統。人教版生物學教科書七年級上冊的第一單元中，“生物與環境組成生態系統”一節內容是學生第一次從理論上認識生態系統的概念、組成成分、食物鏈和食物網以及自我調節能力等內容，而生態系統有關知識在生物圈中的綠色植物、生物圈中的人以及生物圈中的其他動物幾個單元中都有進一步的介紹，并且在高中階段將繼續深入學習。所以，本節內容的學習能為學生后期的學習打好基礎。

2 科學思維能力的培養

七年級學生已經具有一定的邏輯思維能力，教師在教學中注重引導學生進行比較、歸納、建立模型等思維活動，有助于他們發展科學思維。

2.1 從系統的角度建構生態系統的概念

在本節內容教學之前，學生學習了生物與環境的關系，了解到生物與環境是相互影響的。在此基礎上，教師可以通過引入系統的概念讓學生理性分析生態系統的概念。首先，讓學生著眼生態系統的系統二字，提出問題：什么是系統？學生通過查找工具書能夠了解到：系統是由相互聯系的部分組成的統一整體。而通過回憶上一節課的內容，學生能認識到生物與環境是相互影響、彼此聯系，所以兩個部分相互聯系構成了一個統一整體。這時，教師再讓學生分析生態系統的概念“我們把一定區域內，生物與外界環境形成的統一的整體叫做生態系統”。學生就容易產生認同感。該環節從系統的角度切入，聯系學生已有經驗理解生態系統的概念，注重了概念的生成過程，雖然比直接給出概念多用了幾分鐘的時間，但是能夠幫助學生深入理解生態系統的概念，同時可以幫助學生初步形成系統論的科學思維，以及對后續分析生態系統的組成成分及相互關系做了鋪墊。

2.2 在模型建構中培養學生的科學思維能力

在理解生態系統的概念的基礎上，教師引導學生進一步分析“生態系統包括生物與無機環境兩個部分”。關于生物部分中不同生物在生態系統中的作用，學生聯系已有經驗能夠認識到：植物能夠制造有機物，動物需要消耗有機物，而細菌真菌等能夠分解動植物的有機物。進而，學生總結得出生物可以分為生產者、消費者和分解者三大類。

這三類生物作為生態系統的組成成分必然存在著密切的聯系。教師提出問題：生態系統三種成分之間存在什么聯系呢？組織學生聯系已有知識和生活經驗以小組合作的形式進行探討，并以文字和箭頭的方式表示它們之間的關系，建構概念模型。其中，學生容易建構起來的是生產者和消費者之間的捕食關系。教師可以展示幾個具體而簡單的生態系統，讓學生分析生產者和消費者之間的食物關系，都能通過捕食關系形成一條鏈狀結構。這時，一些學生列出的食物鏈不夠完整或包括了不該有的部分，教師可引導學生比較幾個生態系統的食物鏈，歸納得出食物鏈的基本特點：起點是生產者，終點是該生態系統內最高級別的消費者，不包括分解者和無機環境。教師繼續展示一個較為復雜的生態系統，要求學生找出其中生產者和消費者之間的食物關系，從而確食物網的含義。

教師再引導學生根據植物的光合作用將無機環境和生產者聯系起來，根據分解者的分解作用將分解者和生產者、消費者及無機環境聯系起來，建構生態系統的概念模型（圖1），讓學生可以更直觀地認識到生態系統各種組分是相互聯系的。并進一步引導學生探究：各種組分的聯系有什么作用呢？學生已經知道綠色植物能通過光合作用將無機物合成有機物，教師可以補充說明：這個過程中物質（如二氧化碳）就從無機環境進入生產者體內，同時無機環境的光能也轉化為化學能儲存在有機物中。教師追問：各級消費者攝食吃的是什么？為什么要吃？分解者為什么要分解動植物的遺體殘骸？沒有分解者會怎么樣？最后，教師和學生共同整理思路，得出結論：生態系統各種成分之間的聯系可以實現物質和能量的流動。

由于學生沒有具體學習光合作用、呼吸作用的過程，物質和能量的概念也比較抽象，所以該部分內容是教學難點。教師不宜為了完善生態系統的結構增加太多的內容，以免造成學生的理解困難。因此，此時學生根據已有知識自主探究建構的生態系統概念模型是不完整的，但是對于他們的自主探究能力、科學思維能力的培養起到很好的作用，也為以后進一步認識生態系統的結構搭建好了基礎的框架。

3 生態系統核心概念中的生命觀念

生命觀念包括對生命世界現象及其運作規律的理解和認識，是科學世界觀的組成部分。學生在掌握生物學概念性知識的基礎上形成生命觀念，有助于理解或解釋生命相關的現象和本質。在生態系統組成成分及相互關系的教學過程中，教師利用建構概念模型的方式讓學生認識到：生態系統各組成成分之間具有一定的聯系。通過這些聯系，物質和能量可以在不同的成分之間發生轉移，蘊含了結構與功能、生命活動離不開物質和能量的基本生命觀念。

在生態系統具有自我調節能力的教學中，教師可以采用“設立情境一提出問題一自主探究一得出結論”的教學模式。教師展示問題情境：當雨量充沛、氣候適宜時，草木生長十分繁茂，兔的數量會由于食物充足而大量增加，野兔的數量會不會無限增長？學生通過自主的探究，能夠認識到：生態系統中生物的種類和數量是相對穩定的，生態系統具有一定的穩定性，而這種穩定性的實現是生態系統自我調節的結果。學生通過探究和分析，體會穩態與平衡的生命觀念。

4 分析實際問題，體會肩負社會責任的使命感

生態文明已經上升到國家建設、社會文明的高度，中學生通過理論學習，知道了生態系統維持穩態的原理和重要性，明確了人類在生態系統中的地位與作用，所以更應該懂得保護生態環境的重要性和緊迫性。教師要引導學生形成從自身做起，參與到生態文明建設的隊伍中的思想意識，體驗肩負社會責任的使命感。

教師可以創設情境：一個池塘受到有機農藥DDT的污染后，對其中的生物會造成哪些影響？在教師介紹了DDT進入生物體后難以分解和排出體外的特點后，讓學生自行分析池塘中的藻類植物、水生昆蟲、小魚、大魚體內DDT的濃度變化。經過比較分析，學生會發現這種有毒物質在營養級越高的生物體內積累越多，生成生物富集的概念。教師可以繼續展示科學報道：南極企鵝體內發現DDT，通過原因分析讓學生認識到環境污染造成危害的廣泛性。最后，學生討論“隨意丟棄廢舊物有沒有可能最終讓自己受毒害”。通過一系列的分析，學生能夠認識到有毒物質污染環境不是別處的事情，不是于己無關的事，而是會通過各種途徑危害到自身健康的事情，從而增加學生保護生態系統、減少環境污染的責任感和緊迫意識。

生態系統具有自我調節能力，那么人類是不是就可以為滿足自己的需求而肆意破壞生態系統呢？教師引導學生分析：在草場上適度放牧，草場會由于牧草的不斷生長而維持原狀。如果牧場放養的牲畜太多，連草根都啃食掉了牧草還能長起來嗎？沒有了牧草的草原會變成什么樣子？通過推理想象，學生會得出：土地荒漠化，草原生態系統遭到破壞的結論，也會意識到生態系統通過自我調節維持穩定的能力是有限的，人類需要保護生態系統而不能肆意掠奪資源。這時，教師可聯系紙張的來源讓學生認識到：為了保護環境，我們應該從我做起，通過節約紙張等資源，減少對自然生態系統的破壞。

綜上所述，生態系統是中學生物學科中一個重要的核心概念，內涵非常的豐富，理論性較強，又和生活實際密切聯系。教師可通過充分挖掘，巧妙滲透可以培養學生初步形成結構與功能、物質與能量、穩態與平衡等基本的生命觀念，通過分析生態系統各成分間的聯系以及物質和能量的變化，培養學生比較與歸納、建立模型、科學探究等科學思維能力的發展，注重理論聯系實際，讓學生建立保護環境，減少污染的社會責任感。

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