聚焦核心素养目标的“教学评”一体化课堂教学策略——以《生态系统的能量流动》为例

山西省晋中市榆次第一中学校 马莹芳

课堂是学生学习的主阵地，教师实施课堂教学的总要求即生物学学科核心素养的四要素——生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。要切实落实学生核心素养，教师在平时的教学实践中就需要从每节课的设计出发，包括目标、情境、任务、活动、评价等多方面，进行“教学评”一体化设计。本文以《生态系统的能量流动》为例，进行详细阐述。

一、精准定位学习目标

学习目标既是教师的教和学生的学的纲领，也是学习结果的评价标准。生物学课程标准中对《生态系统的能量流动》的要求：通过分析生态系统中能量的输入和散失与各营养级之间的能量变化关系，总结能量流动的过程和特点；能利用所学知识准确分析生产实践所依据的原理；能用能量、数量、生物量等多种形式表征食物网各营养级之间的关系。学业要求：学生能使用图示等方式表征和说明生态系统中能量流动的过程和特征，并对相关的生态实践应用作出合理的分析和判断。

学生只有明白了各营养级各种能量之间的关系，并会用多种方式表示，才能深刻理解能量流动的特点，进而利用生态系统的能量流动规律为生产实践提出合理建议，达到真正的学以致用。为达到上述目的，制订以下学习目标：（1）通过对能量流动的第一、第二营养级进行分析，构建概念模型简述生态系统中能量流动的过程（生命观念、科学思维）。（2）运用纸片构建物理模型确定不同营养级的能量关系，描述生态系统能量流动的过程（生命观念、科学思维）。（3）依据对数据的定量分析，构建数学表格解释生态系统能量流动的特点，用数学模型——能量金字塔表征生态系统能量流动的特点（科学探究、科学思维）。（4）能用所学内容对问题情境作出合适的选择，并能说出选择这一生存策略的依据（科学思维、社会责任）。评价目标：能利用概念模型、纸片物理模型、数学模型多种方法对各营养级的能量进行表征；正确写出可能的等式关系并进行准确阐释；小组相互准确解释能量流动的过程及特点；能运用所学知识对具体情境中的问题作出合适的选择或评价，并能对该选择或评价给出科学合理的解释。

二、真实情境是核心素养生根发芽的土壤

以真实情境创设问题不仅让学生学会知识本身，更重要的是让学生能真正学会用知识去解决问题。这节课的情境为：假设你是流落到荒岛上的鲁滨逊，荒岛上除了饮用的水，食物很少。你身边仅带有1只母鸡、15千克玉米。你会怎样利用身边的生活资源让自己维持足够长的时间等待救援？利用该情境组织学生的学习，既可以增加学生的学习热情，又有利于学生基于生活体验梳理生态系统的能量流动过程，将理论知识与生活经历以及问题相联系，不仅提升了学生的学习能力，更重要的是发展了学生的生物学学科核心素养。

三、逐层递进式任务是提升核心素养的脚手架

在教师创设好情境后，学生往往不能按预设进行学习活动。这就需要教师围绕情境设置与课本知识衔接度高、思维有递进性的探究任务。任务可以是核心概念和原理的表述，也可以是重要生理过程的梳理，或者是同桌之间相互解释相关的生命现象，又或者是小组合作交流解决问题的依据以及相互补充完善思路和方案等。任务与活动犹如建筑工人的“脚手架”，可以带领学生快速进入主动探究学习中，帮助学生朝着独立完成一项任务的方向发展，有利于提高学生独立探索、解决问题的能力。

1.构建概念模型——画出第一、第二营养级能量的来源和去路概念图。

任务1：输送到地球的太阳能被生态系统的生产者通过光合作用转化成化学能，固定在它们所制造的有机物中。列表写出第一营养级固定的总能量的来源和去路。

活动1：学生自主阅读课本第55页，独立思考写出第一营养级能量的来源和去路概念图，如表格1、2、3、4所示。展示概念图，相互评价并说明评价的理由。

表1

表2

表3

表4

任务2：第二营养级（植食性动物）能量的来源和去路分别是什么？

活动2：学生自主阅读课本第55页，独立思考完成第二营养级同化量的来源和去路概念图（见图1）。小组合作完成各营养级同化量流动的概念图（见图2），以小组为单位进行展示、评价并阐释说明同化量与摄入量的区别以及粪便量的去向和归属。

图1 第二营养级同化量的来源与去路

图2 每个营养级同化量的来源与去路

2.构建纸片物理模型——确定不同营养级的能量关系，描述生态系统能量流动过程。

任务3：请同学们选择大小合适的纸片分别表示第一、第二、第三营养级能量多少，说出这样选择的依据，在纸片上用线段“分割”纸片并说明各部分的含义，阐述生态系统能量流动过程。

活动3：小组合作完成图3并进行阐释，组内相互阐述并总结生态系统能量流动过程的物理模型（见图4）。

图3 生态系统能量流动物理模型

图4 生态系统能量流动过程的物理模型

3.构建数学模型——依据对数据的定量分析，描述生态系统能量流动的特点。

任务4：任务3中我们用线段“分割”纸片的方法，大致表示出了各部分能量值的大小，这样分割符合生态系统中各营养级能量的分配吗？定性分析的局限性表现在哪里，有什么更好的解决办法？阅读课本第56页林德曼赛达伯格湖能量流动图，列表比较各营养级的能量，并将数据填入表格5。解释“未利用”的含义，写出第一、第二营养级能量的等式关系并说明。

表5 赛达伯格湖能量流动数据处理 数据单位：J/（cm2·a）

活动4：根据课本资料独立完成表格5，写出流入第一营养级能量的等式关系，组内相互检查等式关系的书写是否正确并进行修正。

小组合作写出等式关系，组间交换后讨论各表达式的细微差别。类比写出第二营养级能量的有关等式。

通过梳理各营养级的能量，说出生态系统的能量流动具有“单向流动”和“逐级递减”的特点的原因分别是什么。以赛达伯格湖生态系统各营养级的能量数值为依据推理第四营养级的能量值，构建能量金字塔模型如图5所示。根据模型分析，可以很直观看出生态系统中能量流动一般不超过4～5个营养级。

图5 能量金字塔模型

四、迁移应用是检测核心素养的重要手段

课堂活动结束后，学生达到了核心素养水平哪个层次，怎么判断学生在课堂上的收获，是教师在教学设计时必需思考的重要问题。在这节课的最后环节，教师可设置任务为“如何利用身边的资源能让你维持足够长的时间等待救援？并对此给出合理的解释。”这样学生从最初的凭感觉选择到学完内容后根据所学进行科学合理的选择，不但让学生能获得解决问题的成就感，而且培养了学生思维的科学性和严谨性。

课堂中依托设计任务——模型的构建和情境分析，活动过程有独立思考、小组讨论、分组展示、生生互评、师生互动和检测反馈等多种形式。通过构建概念模型、纸片物理模型、数学模型，学生的学习目标明确，参与度高，在任务的驱动下学生的思维层层递进，化抽象为形象，变静态为动态，使知识化难为易，直观清晰呈现能量传递过程，帮助学生厘清能量之间的关系，加深了学生对能量流动过程与规律的认识，在深度学习过程中实现核心素养任务的针对性落实和有效完成。