基于“生动·生智·生命”的“三生”生物学课堂

生物学是一门研究生命的学科。在中学生物学教学中，要构建“生动·生智·生命”的“三生”生物学课堂，教师可通过教学语言来使课堂更“生动”；可通过任务驱动、问题引领让课堂“生智”；可通过课堂教学，使学生认识到生命现象和生命活动的规律，体现“生命”的理念。本文以人教版高中生物学教材选择性必修2中的“生态系统的能量流动”一课为例，通过构建基于“生动·生智·生命”的“三生”生物学课堂，使教学充满活力，拓宽学生的思维，发展学生的生物学核心素养。

一、教学设计思路

本节课创设“‘青田稻鱼共生’系统”情境，通过分析该生态系统中的食物链和食物网，构建生态系统能量流动的模型，并进一步修正模型和检验模型。学生在分析能量流动的模型过程中总结出能量流动的概念和能量流动的特点，并学以致用地提出“荒岛求生”的策略，实现“生动·生智·生命”的“三生”课堂目标。具体设计思路见图1。

二、教学过程

1. 情境导入，激发学习兴趣

教师用自己的名字“锦丽”与“锦鲤”谐音的特点，让学生称呼自己为“锦鲤老师”。同时，用“锦鲤”引出本节课的“青田稻鱼共生”系统的主角“瓯江彩鲤”。

【设计意图】可通过教学语言来使课堂更“生动”。教师用自己的名字谐音“锦鲤”，拉近与学生的距离，创设有利于开展“三生”课堂的教学氛围，同时自然地引出瓯江彩鲤，为学生展示一个“生动”的生物学情境。这样的课堂生动有趣，能够激发学生的学习兴趣。

2. 确定生态系统能量流动的研究对象

教师播放《神奇的“青田稻鱼共生”系统》视频，提出问题：要研究该生态系统的能量流动，首先要确定我们的研究对象是什么。结合多媒体课件展示：食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。教师向学生说明要研究生态系统的能量流动，首先要搞清楚该生态系统的食物链和食物网，从而引导学生完成“青田稻鱼共生”系统主要食物链和食物网的绘制（见图2）。

图2 “青田稻鱼共生”系统的食物链和食物网

根据学生绘制的食物链和食物网，教师带领学生应用“复杂→简单”“个性→共性”的科学研究方法，引导学生从“复杂”的食物网中“拿出”一条食物链进行研究，并归纳出每条各不相同的食物链都可以用“第一营养级（生产者）→第二营养级（初级消费者）→第三营养级（次级消费者）……”表示，从而确定生态系统能量流动的研究对象为“第一营养级（生产者）→第二营养级（初级消费者）→第三营养级（次级消费者）……”。

【设计意图】通过任务驱动、问题引领的策略让课堂“生智”。用《神奇的“青田稻鱼共生”系统》视频创建生动高效的课堂，激发学生学习兴趣。通过层层递进的问题，引导学生体验“复杂→简单”“个性→共性”的科学研究方法，激发学生的思考，发展学生的归纳与概括等科学思维。

3. 构建生态系统能量流动的模型

（1）构建模型

资料1：

在整个生长季节中，射入“青田稻鱼共生”系统的太阳能一部分被生产者（水稻）的光合作用固定，绝大部分被地球表面的大气层吸收、散射和反射。生产者所固定的太阳能一部分在生产者（水稻）的呼吸作用中以热能的形式散失了；一部分用于生产者（水稻）的生长、发育、繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中。部分生产者（水稻的花、叶片或种子）被初级消费者（田鱼）摄入，水稻的枯枝败叶和根部则留在田里，最终被分解者利用。

学生依据资料1，画出“青田稻鱼共生”系统能量流经第一营养级（水稻）的具体过程（见图3）。

图3 “青田稻鱼共生”系统能量流经第一营养级（水稻）的具体过程

（2）修正模型

通过分析各个营养级摄入量和同化量的关系，修正模型。

资料2：

摄入量：某个营养级生物摄入的总能量。

同化量：某个营养级生物吸收的总能量。

依据资料2，教师用“田鱼吃水稻”的例子，引导学生分析出：田鱼的同化量=田鱼摄入水稻的量-田

鱼排出的粪便量。田鱼排出的粪便实际上是改变了形态的水稻，应归入水稻的同化量。

依据上述分析，通过类比推理，生生讨论，教师引导，学生依次画出能量流经初级消费者、次级消费者等其他营养级的过程，构建出生态系统能量流动模型，修正了“青田稻鱼共生”系统能量流经第一营养级（水稻）的具体过程（见图4）。

图4 “青田稻鱼共生”系统能量流经第一营养级（水稻）的具体过程（修正后）

（3）检验模型

科学研究一定要有数据支持。教师引导学生从“推理性的定性研究”转向“事实性的定量验证”。利用美国生态学家林德曼对赛达伯格湖能量流动的研究数据（见图5）来检验构建的生态系统能量流动模型。

资料3：

图5 赛达伯格湖的能量流动图解

教师提出问题：①分析图5中的数据，找出每个营养级的能量来路和去路，并计算来路和去路的能量是否相等。②多了一条“未利用”的去路，如何理解“未利用”？

生生讨论，教师引导，得出结论：每个营养级来路和去路的能量相等。在有限时间内，某个营养级的能量有可能既没有被呼吸消耗，没有被下一个营养级同化，也没有被分解者利用，这部分能量就称为“未利用”的能量。

【设计意图】此部分是本节课的核心内容。在教学中，教师通过语言的引导，进一步为学生展示了科学研究的生动过程，通过“构建模型→修正模型→

检验模型”，让学生亲历模型的构建过程，并体会了“推理性的定性研究”与“事实性的定量验证”两种科学研究方法，深化结构与功能观，发展批判性思维、模型与建模等科学思维，实现“生智”的课堂目标。同时，在模型构建的过程中，学生能认识生命现象，体验“生命”过程。

4. 总结生态系统能量流动的概念和特点

教师多媒体课件展示生态系统能量流动模型。生生讨论，教师引导。以生产者这一营养级为例进行分析，生产者固定太阳能这个过程发生了能量的转化（太阳能转化为化学能）；生产者固定的太阳能又可以通过呼吸消耗散失、流向下一营养级或被分解者利用，这个过程发生了能量的转化（化学能转化为热能）、散失（呼吸作用产生的热能散失）、传递（生产者的能量传递给初级消费者）。并进一步总结出生态系统能量流动的概念—生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。

分析生态系统能量流动模型，按营养级分析，找不同营养级之间的差异。生生讨论，教师引导，学生归纳出：因为每个营养级都有呼吸消耗，以热能的形式散失，所以能量流动沿着营养级应该是“逐级递减”的；食物链中吃与被吃的关系是不可逆转的，所以能量只能从低营养级流向高营养级，也就是只能“单向流动”。

多媒体课件展示“赛达伯格湖的能量流动图解”。用赛达伯格湖能量流动数据进一步验证能量流动的特点：第一营养级（生产者）的同化量＞第二营养级（植食性动物）的同化量＞第三营养级（肉食性动物）的同化量，能量沿着食物链的流动，是逐级递减的；植食性动物取食生产者，肉食性动物取食植食性动物，吃与被吃的关系不可逆转，能量流动是单向的。

【设计意图】通过分析生态系统的能量流动模型，学生自然生成生态系统能量流动的概念，并归纳出能量流动的特点，再用赛达伯格湖的能量流动数据进行验证，学生完整体验了“分析事实→得出结论→验证结论”的科学研究方法。学生分析、归纳、总结、生成概念代替了教师生硬给出概念，发展了学生的归纳与概括的科学思维，学生运用思维总结生命活动的规律，达成“生智·生命”的课堂目标。

5. 检验学习效果

多媒体课件展示教材第54页“问题探讨”。

假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水，几乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有1只母鸡、15kg玉米。

讨论

你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？

（1）先吃鸡，再吃玉米。

（2）先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。

学生通过分析两种生存策略的食物链，作出生存策略选择，并给出选择的依据。

【设计意图】以教材“问题探讨”中的荒岛求生策略的选择问题，检验学生对本节课知识的掌握情况。对课堂学习效果的及时检验和反馈，能够使掌握得好的学生有成就感，激发进一步学习的兴趣，掌握得差的学生及时进行反思和总结，更好地进入下一阶段的学习。在课堂教学中教师通过创设“生动”的情境，激发“生智”的思维，分析“生命”的过程，将“三生”教学理念作为评价课堂的一种方式来检测学习成果。

三、教学反思

整节课以神奇的“青田稻鱼共生”系统情境贯穿教学始终，并用“荒岛求生策略选择”作为收尾，生动有趣，学生兴趣盎然。以构建生态系统能量流动模型为主线，让学生亲历完整建模过程：构建模型→修正模型→检验模型，并在此过程中渗透各种科学研究方法，比如，“复杂→简单”“个性→共性”“推理性的定性研究→事实性的定量验证”，学生在此过程中发展了批判性思维，以及模型与建模、演绎与推理、归纳与概括等科学思维，同时也深化了结构与功能观、物质与能量观等生命观念。整节课充分发挥学生的学习主体地位，很好地实现了“生动·生智·生命”的课堂目标。

（作者单位：福建省厦门双十中学）

责任编辑：赵继莹