基于生物學核心素養的微課設計

趙威

摘 要：生物學核心素養是開展生物學教學的基礎，在落實核心素養為要求下，以“生態系統能量流動的特點及應用”為主題設計微課，展示了生物學核心素養背景下微課的設計，并在發布微課后進行了實踐反思。

關鍵詞：核心素養;微課設計;生態系統;能量流動

生物學核心素養是學生通過對生物學學習后獲得的終身性成果，是一個合格公民必備的素養之一，是學生解決現實生活中生物學相關問題的關鍵能力[1]。生物學核心素養的內容主要包括：生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。在此背景下，選取“生態系統能量流動的特點及應用”以生物學核心素養的要求設計微課并實踐，具體內容如下：

1.微課教學設計

1.1教學內容

以生態系統能量流動的過程為背景，歸納生態系統能量流動的特點，并運用這一概念深入分析理解能量金字塔。以“桑基魚塘”“秸稈利用”“合理放牧”等現實問題切入，梳理掌握生態系統能量流動原理的實踐意義。最后，在課后完成對當地農田生態系統能量流動情況的調查并撰寫調查報告。

1.2學情分析

學生在本章已經學習了生態系統的概念和組成，對生態系統的構成和功能已經有了基本的認識，也已經學習了熱力學第二定律，了解了能量在營養級內部和營養級之間的流動規律和原理。但是對于生態系統能量流動的特點缺乏更深層次的思考和總結，對于研究生態系統能量流動的實際意義也比較模糊。

1.3教學目標

概述生態系統能量流動的特點;說明研究生態系統能量流動的實踐意義;運用生態系統能量流動特點對身邊農田生態系統進行調查分析，設計、撰寫調查報告并提出建議。

1.4微課腳本

1.資料引入：賽達伯格胡能量流動圖解。時間：20s

講解內容：現在大家看到的是美國生態學家林德曼對一個結構相對簡單的天然湖泊——賽達伯格湖的能量進行定量分析后的結果，其中不但包含了我們熟悉的生態系統的基本組成，還用箭頭和數字分別標注出了能量傳遞的方向和傳遞的具體能量值。

2.資提煉生態系統能量流動的特點。時間：52s

講解內容：在觀察的同時我們需要注意到這其中蘊含了一些生態系統能量流動的一般規律。不知道大家是否發現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，只能從第一營養級流向第二營養級，再依次流向后面的營養級，不可逆轉，也不能循環。其次，在能量沿食物鏈流動的同時，通過觀察其中標注的具體數值我們可以發現，某一營養級輸入的能量沒有全部流向下一營養級，流向下一營養級的只是其中的一部分，這部分一般占10%-20%，呈逐級遞減的態勢。

3.資料分析：能量金字塔問題。時間：45s

講解內容：基于這一論斷，有科學家將單位時間內各個營養級所獲得能量數值，繪制成圖，就成了我們現在看到的“能量金字塔”，我們從圖中可以觀察到營養級越低獲得的能量越多，營養級越高獲得的能量越少，符合我們剛才總結的生態系統能量流動特點。

4.深入追問，難點解答。時間：38s

講解內容：請大家思考圖中問題。營養級越高獲得能量越少，因此營養級若超過5個獲得的能量很少，難以維持該營養級生物的生命活動。任何生態系統都必須不斷得到來自系統外的能量補充才能維持。

5.資料分析：秸稈利用與桑基魚塘。時間：48s

講解內容：在傳統農業生產中，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。“桑基魚塘”用桑葉喂養蠶，蠶糞養魚，魚塘的淤泥又可以做桑樹的肥料。這兩個例子的共同點都是把原本生態系統中我們難以直接利用的能量加以利用，最終實現了能量的多級利用。

6.資料分析：合理放牧。時間：40s

講解內容：草原上，如果放養的牲畜過多，會造成草原沙漠化，畜產品也會受到影響;放養的牲畜太少，不能充分利用牧草提供的能量。所以要根據草原能量流動的特點，合理確定載畜量。既要綠水青山也要金山銀山，其實就是使能量合理高效的流向對人類最有益的部分。

7.課后調查繼續探究時間：36s

可見，學習生態系統的能量流動特點對于我們的生產與生態都是十分重要的。所以請同學們課后根據實際情況對本地的農田生態系統中能量流動情況進行調查。調查內容如圖，最后撰寫調查分析報告。

2.教學實踐反思

反思一：微課教學內容與核心素養。著力于培養學生的生物學核心素養，是設計、使用微課的出發點和落腳點[2]。本節微課教學內容上，主要內容“生態系統能量流動特點”屬于核心素養中“生命觀念”中的“物質與能量觀”，運用這一生命觀念對“能量金字塔”的深度思考，體現了核心素養中“科學思維”的要求。還運用所學知識對“秸稈利用”“桑基魚塘”“合理放牧”等生態環境實際問題進行思考、評價、形成科學的建議，引導學生關注生態問題，了解我國生態治理政策，體現了核心素養中“社會責任”的要求。最后安排了“調查當地農田生態系統中的能量流動情況”，需要學生自己思考、設計、實踐，既是對所學知識、能力、思維的綜合考察，也是核心素養中“科學探究”的具體實踐。

反思二：微課教學在生物學教學中的地位和作用。微課是課堂教學的重要補充，也是培養學生終身學習的關鍵環節。學生通過觀看10分鐘以內的微視頻學習，既沒有太大的負擔，也可以根據自身需求明確目標，解決困惑。學生通過學習本節微課真正做到了理解“生態系統能量流動的特點”這一核心概念。此外，還可以在發布微課的基礎上進一步開發和搭建高中生物學自主學習平臺，豐富學生的學習方式，學生可以根據需要自主選擇，自主學習。學生在自主學習平臺學習之后，教師可以繼續發布相關練習、思考、實踐來考察和培養學生相關知識和技能。最終使生物學教學更智慧、更豐富、更高效、更個性、更趣味。

參考文獻

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

[2]秦海峰.基于“生命觀念”的“進化與適應”微課視頻設計[J].生物學教學，2018，43（9）：43-44.