基于生物学核心素养的微课设计

赵威

摘 要：生物学核心素养是开展生物学教学的基础，在落实核心素养为要求下，以“生态系统能量流动的特点及应用”为主题设计微课，展示了生物学核心素养背景下微课的设计，并在发布微课后进行了实践反思。

关键词：核心素养;微课设计;生态系统;能量流动

生物学核心素养是学生通过对生物学学习后获得的终身性成果，是一个合格公民必备的素养之一，是学生解决现实生活中生物学相关问题的关键能力[1]。生物学核心素养的内容主要包括：生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。在此背景下，选取“生态系统能量流动的特点及应用”以生物学核心素养的要求设计微课并实践，具体内容如下：

1.微课教学设计

1.1教学内容

以生态系统能量流动的过程为背景，归纳生态系统能量流动的特点，并运用这一概念深入分析理解能量金字塔。以“桑基鱼塘”“秸秆利用”“合理放牧”等现实问题切入，梳理掌握生态系统能量流动原理的实践意义。最后，在课后完成对当地农田生态系统能量流动情况的调查并撰写调查报告。

1.2学情分析

学生在本章已经学习了生态系统的概念和组成，对生态系统的构成和功能已经有了基本的认识，也已经学习了热力学第二定律，了解了能量在营养级内部和营养级之间的流动规律和原理。但是对于生态系统能量流动的特点缺乏更深层次的思考和总结，对于研究生态系统能量流动的实际意义也比较模糊。

1.3教学目标

概述生态系统能量流动的特点;说明研究生态系统能量流动的实践意义;运用生态系统能量流动特点对身边农田生态系统进行调查分析，设计、撰写调查报告并提出建议。

1.4微课脚本

1.资料引入：赛达伯格胡能量流动图解。时间：20s

讲解内容：现在大家看到的是美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量进行定量分析后的结果，其中不但包含了我们熟悉的生态系统的基本组成，还用箭头和数字分别标注出了能量传递的方向和传递的具体能量值。

2.资提炼生态系统能量流动的特点。时间：52s

讲解内容：在观察的同时我们需要注意到这其中蕴含了一些生态系统能量流动的一般规律。不知道大家是否发现所有箭头都是单向箭头，这就说明能量的传递方向只能是单向传递的，只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的营养级，不可逆转，也不能循环。其次，在能量沿食物链流动的同时，通过观察其中标注的具体数值我们可以发现，某一营养级输入的能量没有全部流向下一营养级，流向下一营养级的只是其中的一部分，这部分一般占10%-20%，呈逐级递减的态势。

3.资料分析：能量金字塔问题。时间：45s

讲解内容：基于这一论断，有科学家将单位时间内各个营养级所获得能量数值，绘制成图，就成了我们现在看到的“能量金字塔”，我们从图中可以观察到营养级越低获得的能量越多，营养级越高获得的能量越少，符合我们刚才总结的生态系统能量流动特点。

4.深入追问，难点解答。时间：38s

讲解内容：请大家思考图中问题。营养级越高获得能量越少，因此营养级若超过5个获得的能量很少，难以维持该营养级生物的生命活动。任何生态系统都必须不断得到来自系统外的能量补充才能维持。

5.资料分析：秸秆利用与桑基鱼塘。时间：48s

讲解内容：在传统农业生产中，秸秆一般会被焚烧，秸秆中的能量也没办法被利用。如果利用秸秆喂牲畜，秸秆中的能量就得到了利用。“桑基鱼塘”用桑叶喂养蚕，蚕粪养鱼，鱼塘的淤泥又可以做桑树的肥料。这两个例子的共同点都是把原本生态系统中我们难以直接利用的能量加以利用，最终实现了能量的多級利用。

6.资料分析：合理放牧。时间：40s

讲解内容：草原上，如果放养的牲畜过多，会造成草原沙漠化，畜产品也会受到影响;放养的牲畜太少，不能充分利用牧草提供的能量。所以要根据草原能量流动的特点，合理确定载畜量。既要绿水青山也要金山银山，其实就是使能量合理高效的流向对人类最有益的部分。

7.课后调查继续探究时间：36s

可见，学习生态系统的能量流动特点对于我们的生产与生态都是十分重要的。所以请同学们课后根据实际情况对本地的农田生态系统中能量流动情况进行调查。调查内容如图，最后撰写调查分析报告。

2.教学实践反思

反思一：微课教学内容与核心素养。着力于培养学生的生物学核心素养，是设计、使用微课的出发点和落脚点[2]。本节微课教学内容上，主要内容“生态系统能量流动特点”属于核心素养中“生命观念”中的“物质与能量观”，运用这一生命观念对“能量金字塔”的深度思考，体现了核心素养中“科学思维”的要求。还运用所学知识对“秸秆利用”“桑基鱼塘”“合理放牧”等生态环境实际问题进行思考、评价、形成科学的建议，引导学生关注生态问题，了解我国生态治理政策，体现了核心素养中“社会责任”的要求。最后安排了“调查当地农田生态系统中的能量流动情况”，需要学生自己思考、设计、实践，既是对所学知识、能力、思维的综合考察，也是核心素养中“科学探究”的具体实践。

反思二：微课教学在生物学教学中的地位和作用。微课是课堂教学的重要补充，也是培养学生终身学习的关键环节。学生通过观看10分钟以内的微视频学习，既没有太大的负担，也可以根据自身需求明确目标，解决困惑。学生通过学习本节微课真正做到了理解“生态系统能量流动的特点”这一核心概念。此外，还可以在发布微课的基础上进一步开发和搭建高中生物学自主学习平台，丰富学生的学习方式，学生可以根据需要自主选择，自主学习。学生在自主学习平台学习之后，教师可以继续发布相关练习、思考、实践来考察和培养学生相关知识和技能。最终使生物学教学更智慧、更丰富、更高效、更个性、更趣味。

参考文献

[1]赵萍.浅谈高中生生物科学素养的培养[J].课程教育研究，2012（28）：96-96.

[2]秦海峰.基于“生命观念”的“进化与适应”微课视频设计[J].生物学教学，2018，43（9）：43-44.