在课堂教学中发展学生核心素养——以“植物的生长型和群落结构”教学为例

吴仓丽 （浙江省新昌中学 浙江绍兴 312500）

《高中生物学课程标准（2017 年版）》根据教育部提出的中国学生发展核心素养，提出了高中生物学的学科核心素养，包括生命观念、理性思维、科学探究和社会责任4 个维度。指向核心素养培养的生物学教学，应以小组自主合作探究为主要的学习方式，通过有意义的问题，层层深入激发学生的好奇心并唤起探索欲，引导学生形成科学思维，在深刻理解生物学科本质的基础上形成相关的生命观念，能有意识地关注现实生产、生活中与生物学相关的问题，并愿意参与问题讨论，运用科学的世界观和方法论指导解决实际生活问题，形成社会责任。

建构主义理论认为，“每个学习者都不应等待知识的传递，而应基于自己与外界相互作用的独特经验构建自己的知识。”为此，课堂应采取“自主合作探究”教学模式，以问题为导向，以培养学生的创新素质为核心，以学生的动手实践、自主探索、合作交流为主要学习方式，激发学生学习的积极性、探究的主动性，利用教学过程的诊断性与反思性，实现概念的自主构建。

1 跨学科情境导入，形成综合的科学观念

科学思维、科学探究、社会责任是科学课程所共有的跨学科素养，任何一个科学问题的讨论，都需要各科知识的融会贯通，科学发展的进程更是各学科共同进步、彼此促进的结果。本节课利用地理学科中的“Google Earth”软件，创设“长白山研学”情境。动态的“Google Earth”带给学生无限的真实感，从自己所在的学校出发一路领略祖国的大好河山来到我国的著名景点长白山。在长白山“游玩”中构建“垂直结构”“水平结构”和“时间结构”这3 个群落结构的概念。学生在具体情境的讨论中总结、归纳知识的内涵和本质，有利于引发其体验知识的实用价值与现实意义，是学生进行尝试学习与思考的重要诱因。

跨学科的情境创设，不仅激发了学生的兴趣，更有利于引发深度的学习与思考，学生对知识进行重组，实现知识结构化。有利于促使学生遇到具体问题时能融合各学科知识进行思考与分析，从而避免因为学科知识的人为割裂而导致的看问题的片面化和局限性。

2 问题引领合作探究，促进概念的逐步构建

生物学科知识往往嵌入于具体的生活或生产情境，融合学生生活的学习，才能使其更充分体会到学习的意义与价值。

学生跟随“Google Earth”来到长白山的上空，俯视长白山全景和局部图片，有种身临其境的感觉，引导学生观察、分析，主动生成群落概念，理解群落的水平结构、特点和原因，同时也发展了科学思维。

照片、视频展示地下森林内景，引导学生以第一视角观察动、植物在垂直方向上的分层现象。设置相关问题，组织开展小组合作学习。设置问题串：森林群落中动、植物分层现象的决定因素是什么？群落分层对动物种类的多少有什么影响？群落的分层现象有什么意义？ 在小组合作解决问题的过程中，学生深刻地感悟核心素养中的生命观念：进化与适应观、结构与功能观、稳态与平衡观。植物分层现象的决定因素是光照，高大的乔木对光照的需求大，所以长得高以获取更多的阳光，而苔藓等低等植物对光照的需求小则生活在森林的底层，这是长期进化的结果，适应什么样的环境就生活在什么环境中。由此也可推测：位于森林底层的植物光合作用比较弱，而位于高层的植物光合作用比较强，这是结构与功能观的体现。动物的分层现象是由植物决定的，一般来说，群落的层次性越明显、分层越多，群落中的动物种类也就越多。群落的分层现象有利于实现资源的充分利用，减少生物与生物之间的竞争，维持生态系统的稳定，这就是生物学中“稳态与平衡”这一重要观念的体现。

介绍镜泊湖风景区丰富的生物资源、引导学生分析水生群落的垂直结构。设置问题：水生群落的层次性由哪些因素决定？与陆生群落有何不同？这些因素分别是怎样影响水生群落的层次性的？水生群落的层次性主要是由光的穿透性、温度和氧气的垂直分布决定的。引导学生利用iPad 查阅资料对“光的穿透性”这一迷思概念进行辨析：1）不同颜色的光在水中穿透性大小；2）藻类植物在水体不同深度的分布。提升学生检索、筛选信息的能力。用实验的思维理解教材中的双坐标曲线图（图1），引导学生：曲线图是实验结果的一种呈现形式，科学家是通过实验才得出这样的结果。请学生从实验的角度分析图中的自变量是什么？氧气和温度随着水深是怎样变化的？从实验的角度分析曲线，有利于学生掌握科学探究的一般方法、结果的处理和分析，以及曲线分析的技巧和方法，培养学生归纳与概括、演绎与推理等科学思维。

图1 一个北温带湖泊的垂直结构示意图［4］

视频播放四季分明的长白山。通过观察、比较、归纳等方法构建概念——群落的时间结构。

图2 小组合作研学报告单

3 讨论社会生产生活议题，培养社会责任

群落在时间和空间上具有特定的结构，可尽可能减少生物与生物之间、生物与非生物之间的矛盾，使空间资源、物质资源和能量资源得到充分利用，从而增加群落结构的复杂性和稳定性，最终有利于各种生物的生存和基因的延续。提出应用实践的例子：立体农业。引导学生讨论分析“立体农业”应用的原理及意义，帮助学生进一步理解群落垂直结构在农业生产上的应用，用生物学知识解决现实生活问题，树立社会责任意识。

最后，跟随“Google Earth”从长白山回到学生所在的学校，前后呼应。学生在学习的过程中记录形成了研学报告单（图2），评价贯穿整个教学过程，将教学评价作为课堂教学的一部分。整节课以研学小组在长白山的研学活动为主线，自主构建了群落的水平结构、垂直结构和时间结构3 个重要概念，同时提升了科学思维，感悟了生命观念，还培养了社会责任，学生的核心素养得到了较好的发展。