聚焦核心素養(yǎng)目標的“教學評”一體化課堂教學策略
——以《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》為例

山西省晉中市榆次第一中學校 馬瑩芳

課堂是學生學習的主陣地，教師實施課堂教學的總要求即生物學學科核心素養(yǎng)的四要素——生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。要切實落實學生核心素養(yǎng)，教師在平時的教學實踐中就需要從每節(jié)課的設計出發(fā)，包括目標、情境、任務、活動、評價等多方面，進行“教學評”一體化設計。本文以《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》為例，進行詳細闡述。

一、精準定位學習目標

學習目標既是教師的教和學生的學的綱領，也是學習結果的評價標準。生物學課程標準中對《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》的要求：通過分析生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入和散失與各營養(yǎng)級之間的能量變化關系，總結能量流動的過程和特點；能利用所學知識準確分析生產(chǎn)實踐所依據(jù)的原理；能用能量、數(shù)量、生物量等多種形式表征食物網(wǎng)各營養(yǎng)級之間的關系。學業(yè)要求：學生能使用圖示等方式表征和說明生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的過程和特征，并對相關的生態(tài)實踐應用作出合理的分析和判斷。

學生只有明白了各營養(yǎng)級各種能量之間的關系，并會用多種方式表示，才能深刻理解能量流動的特點，進而利用生態(tài)系統(tǒng)的能量流動規(guī)律為生產(chǎn)實踐提出合理建議，達到真正的學以致用。為達到上述目的，制訂以下學習目標：（1）通過對能量流動的第一、第二營養(yǎng)級進行分析，構建概念模型簡述生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的過程（生命觀念、科學思維）。（2）運用紙片構建物理模型確定不同營養(yǎng)級的能量關系，描述生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程（生命觀念、科學思維）。（3）依據(jù)對數(shù)據(jù)的定量分析，構建數(shù)學表格解釋生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點，用數(shù)學模型——能量金字塔表征生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點（科學探究、科學思維）。（4）能用所學內(nèi)容對問題情境作出合適的選擇，并能說出選擇這一生存策略的依據(jù)（科學思維、社會責任）。評價目標：能利用概念模型、紙片物理模型、數(shù)學模型多種方法對各營養(yǎng)級的能量進行表征；正確寫出可能的等式關系并進行準確闡釋；小組相互準確解釋能量流動的過程及特點；能運用所學知識對具體情境中的問題作出合適的選擇或評價，并能對該選擇或評價給出科學合理的解釋。

二、真實情境是核心素養(yǎng)生根發(fā)芽的土壤

以真實情境創(chuàng)設問題不僅讓學生學會知識本身，更重要的是讓學生能真正學會用知識去解決問題。這節(jié)課的情境為：假設你是流落到荒島上的魯濱遜，荒島上除了飲用的水，食物很少。你身邊僅帶有1只母雞、15千克玉米。你會怎樣利用身邊的生活資源讓自己維持足夠長的時間等待救援？利用該情境組織學生的學習，既可以增加學生的學習熱情，又有利于學生基于生活體驗梳理生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程，將理論知識與生活經(jīng)歷以及問題相聯(lián)系，不僅提升了學生的學習能力，更重要的是發(fā)展了學生的生物學學科核心素養(yǎng)。

三、逐層遞進式任務是提升核心素養(yǎng)的腳手架

在教師創(chuàng)設好情境后，學生往往不能按預設進行學習活動。這就需要教師圍繞情境設置與課本知識銜接度高、思維有遞進性的探究任務。任務可以是核心概念和原理的表述，也可以是重要生理過程的梳理，或者是同桌之間相互解釋相關的生命現(xiàn)象，又或者是小組合作交流解決問題的依據(jù)以及相互補充完善思路和方案等。任務與活動猶如建筑工人的“腳手架”，可以帶領學生快速進入主動探究學習中，幫助學生朝著獨立完成一項任務的方向發(fā)展，有利于提高學生獨立探索、解決問題的能力。

1.構建概念模型——畫出第一、第二營養(yǎng)級能量的來源和去路概念圖。

任務1：輸送到地球的太陽能被生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者通過光合作用轉化成化學能，固定在它們所制造的有機物中。列表寫出第一營養(yǎng)級固定的總能量的來源和去路。

活動1：學生自主閱讀課本第55頁，獨立思考寫出第一營養(yǎng)級能量的來源和去路概念圖，如表格1、2、3、4所示。展示概念圖，相互評價并說明評價的理由。

表1

表2

表3

表4

任務2：第二營養(yǎng)級（植食性動物）能量的來源和去路分別是什么？

活動2：學生自主閱讀課本第55頁，獨立思考完成第二營養(yǎng)級同化量的來源和去路概念圖（見圖1）。小組合作完成各營養(yǎng)級同化量流動的概念圖（見圖2），以小組為單位進行展示、評價并闡釋說明同化量與攝入量的區(qū)別以及糞便量的去向和歸屬。

圖1 第二營養(yǎng)級同化量的來源與去路

圖2 每個營養(yǎng)級同化量的來源與去路

2.構建紙片物理模型——確定不同營養(yǎng)級的能量關系，描述生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程。

任務3：請同學們選擇大小合適的紙片分別表示第一、第二、第三營養(yǎng)級能量多少，說出這樣選擇的依據(jù)，在紙片上用線段“分割”紙片并說明各部分的含義，闡述生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程。

活動3：小組合作完成圖3并進行闡釋，組內(nèi)相互闡述并總結生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程的物理模型（見圖4）。

圖3 生態(tài)系統(tǒng)能量流動物理模型

圖4 生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程的物理模型

3.構建數(shù)學模型——依據(jù)對數(shù)據(jù)的定量分析，描述生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點。

任務4：任務3中我們用線段“分割”紙片的方法，大致表示出了各部分能量值的大小，這樣分割符合生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級能量的分配嗎？定性分析的局限性表現(xiàn)在哪里，有什么更好的解決辦法？閱讀課本第56頁林德曼賽達伯格湖能量流動圖，列表比較各營養(yǎng)級的能量，并將數(shù)據(jù)填入表格5。解釋“未利用”的含義，寫出第一、第二營養(yǎng)級能量的等式關系并說明。

表5 賽達伯格湖能量流動數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)單位：J/（cm2·a）

活動4：根據(jù)課本資料獨立完成表格5，寫出流入第一營養(yǎng)級能量的等式關系，組內(nèi)相互檢查等式關系的書寫是否正確并進行修正。

小組合作寫出等式關系，組間交換后討論各表達式的細微差別。類比寫出第二營養(yǎng)級能量的有關等式。

通過梳理各營養(yǎng)級的能量，說出生態(tài)系統(tǒng)的能量流動具有“單向流動”和“逐級遞減”的特點的原因分別是什么。以賽達伯格湖生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級的能量數(shù)值為依據(jù)推理第四營養(yǎng)級的能量值，構建能量金字塔模型如圖5所示。根據(jù)模型分析，可以很直觀看出生態(tài)系統(tǒng)中能量流動一般不超過4～5個營養(yǎng)級。

圖5 能量金字塔模型

四、遷移應用是檢測核心素養(yǎng)的重要手段

課堂活動結束后，學生達到了核心素養(yǎng)水平哪個層次，怎么判斷學生在課堂上的收獲，是教師在教學設計時必需思考的重要問題。在這節(jié)課的最后環(huán)節(jié)，教師可設置任務為“如何利用身邊的資源能讓你維持足夠長的時間等待救援？并對此給出合理的解釋。”這樣學生從最初的憑感覺選擇到學完內(nèi)容后根據(jù)所學進行科學合理的選擇，不但讓學生能獲得解決問題的成就感，而且培養(yǎng)了學生思維的科學性和嚴謹性。

課堂中依托設計任務——模型的構建和情境分析，活動過程有獨立思考、小組討論、分組展示、生生互評、師生互動和檢測反饋等多種形式。通過構建概念模型、紙片物理模型、數(shù)學模型，學生的學習目標明確，參與度高，在任務的驅動下學生的思維層層遞進，化抽象為形象，變靜態(tài)為動態(tài)，使知識化難為易，直觀清晰呈現(xiàn)能量傳遞過程，幫助學生厘清能量之間的關系，加深了學生對能量流動過程與規(guī)律的認識，在深度學習過程中實現(xiàn)核心素養(yǎng)任務的針對性落實和有效完成。