通过问题驱动提升生物学科核心素养

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摘要：【摘 要】本文以生态工程的基本原理为例，通过形式多样的驱动性问题引导学生深入思考，最终达到学以致用的目的，并在提出问题和解决问题的活动中提升学生的生物学科核心素养。 【关键词】学科核心素养;生态工程;问题驱动;教学设计 本文主要通过形式多样的驱

　　【摘 要】本文以“生态工程的基本原理”为例，通过形式多样的驱动性问题引导学生深入思考，最终达到学以致用的目的，并在提出问题和解决问题的活动中提升学生的生物学科核心素养。

　　【关键词】学科核心素养;生态工程;问题驱动;教学设计

　　本文主要通过形式多样的驱动性问题设置身边的环境问题和社会热点环境问题来学习生态工程的基本原理，并鼓励学生运用所学原理尝试对身边的环境污染问题给出合理的解决方案。教学过程注意对学生思维的启发和主体地位的保护，鼓励学生发现问题、解决问题，以激发学生的学习兴趣，提升学生的生物学科核心素养。

　　1 教材分析及设计思路

　　“生态工程的基本原理”是人教版选修3第五章第1节的内容。《普通高中生物课程标准(2017年版)》指出，培养学生的生物学科核心素养是课程的价值追求和预期的教学目标。生物学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究以及社会责任。这一素养是在解决实际问题时所表现出来的价值观念、必备品格与关键能力，是学生获得成功、适应个人终身发展和社会发展所需要的共同素养。生态环境一直是社会热点话题，与学生的实际生活密切相关。因此，笔者通过开展社会实践，将材料和问题进行“本土化”处理，利用“问题驱动”教学法提升学生的学科核心素养[1]。

　　2 教学目标

　　生命观念：初步形成协调与平衡观、局部与整体相统一观，树立可持续发展的观念。

　　科学思维：能够搜集挖掘身边的生态工程实例，分析搜集的这些实例运用的生态工程原理。

　　科学探究：能独立开展社会实践，能运用生态工程原理尝试设计简单的生态工程。

　　社会责任：将顺德水污染现状與生态工程建设关联起来，增强学生为家乡环保做贡献的使命感。

　　3 教学过程

　　3.1 在“漫画创作”中感悟生命观念

　　创设学生活动“漫画创作：请描绘你眼中地球的模样”，并引导学生在积极讨论中得出必须要开展生态工程建设的结论，从而引出本节主题。

　　设计意图：形象生动的作品令导入过程轻松新颖，有助于帮助学生树立可持续发展的观念。

　　3.2 在社会实践中提升探究能力

　　如何让学生深刻感受到生态工程建设的必要性和重要性是教师需要仔细探索的问题。笔者认为纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。考虑到顺德境内河流纵横，水网交织，是珠三角河网密度最高的区域之一。因此，笔者拟定了主题为“顺德水污染现状调查”的社会实践活动。组织学生分小组进行户外实地考察[2]。

　　以一个小组为例进行展示，该小组深入顺德区伦教街道，研究羊大河水体的现状。水面上漂浮着大块的白色污物，污染显而易见，居民以戴着口罩应对黑臭水体。是什么原因导致了污染?经调查，河道两岸随意堆放生活垃圾、两公里以内就有大小不同的数十个排污口、居民缺少环保意识、河道周围的木工厂等都是导致污染的原因。学生取回水样，在实验室进行进一步比对与研究，最后得出羊大河的污染情况比较严重。调查结束后，学生迫不及待地搜寻了很多治理水体污染的方法。但是大多是一些投入大、持续时间短的物理方法。教师及时总结，提出了一种经济、简便的生态工程治理法，既点明了生态工程建设的重要性，又激发了学生进一步学习的积极性。

　　设计意图：这种结合本地水资源现状开展的社会实践，让学生发现了离他们很近但从未关注过的环境问题，激发了他们想要去一探究竟的欲望。在社会实践中，学生的生物学科核心素养得到了提高，特别是科学思维和科学探究能力。同时，对家乡顺德的环境问题的关注也激发了他们的社会责任感。

　　3.3 在“形成概念”中锻炼科学思维

　　3.3.1 物质循环再生原理

　　引导学生利用现代科学技术，将书本原有的无废弃物农业模式图进行补充，以进一步实现物尽其用。通过研究发现，以往被焚烧的秸秆还有很多用途，如造纸原料、牲畜饲料、发电的直接燃料、取暖燃料棒;另外，还可以利用粪便制得沼气等。

　　设计意图：将书本现有信息进一步加工处理，实现物尽其用，有利于加深对学生物质循环概念的理解和运用，锻炼学生的科学思维。

　　3.3.2 物种多样性原理

　　以塞罕坝建设为背景材料，通过比对改造前和改造后的图片，让学生分析昔日“飞鸟无栖树、黄沙遮天日”的荒凉景象是如何变成生意盎然的国家森林公园，引导学生明白这背后既有对物种多样性原理的巧妙运用，又有塞罕坝人“愚公移山”的坚韧精神。

　　设计意图：让学生学会分析归纳材料，提升科学思维，树立物种多样性的生命观念，同时在生物课堂中渗透德育教育，鼓励学生做任何事情都要持之以恒。

　　3.3.3 协调与平衡原理

　　创设学生活动，让学生寻找能体现协调原理的例子，搜集被污染的滇池、本校旁一条富营养化河流等素材。善于观察和分析身边现象从而得出相应结论，是培养科学思维的更高要求。为体会平衡原理内涵，让学生在课前制作生态缸，并分析各自失败原因，使学生发现大部分失败原因是生态缸中消费者数量过多或生产者数量过少，从而得出维持平衡的重要性。这一活动对培养学生的科学探究精神起到一定推动作用。

　　设计意图：鼓励学生积极思考，细心观察身边环境，突破书本的局限搜集更多实例，加深对协调与平衡概念的理解，锻炼学生的科学思维。

　　3.3.4 系统学和工程学

　　创设一个改造顺德养鸡场的问题情境(如图1)，让学生利用以上所学三个原理改造养鸡场，改造后要实现生态和经济效益双赢。教师整合学生的想法得到最优化的方案(如图2)，顺势教学整体性原理、系统学与工程学原理的相关内容。引导学生发现一个优化的生态工程方案设计既要物尽其用(如造纸厂和沼气池的设计)，也要因地制宜(如载种芒果、荔枝这种符合广东气候特点的果树等)。通过这样的学生活动，可让学生将所学原理有机整合，将知识融会贯通。

　　推荐阅读：中学生物教学是由教育部主管，陕西师范大学主办的中等教育类核心期刊刊。

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