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1、第 3 3 卷第 9 期 2 01 7经 中学生物学 Mi d d l e S c h o o l B i o l o g y Vo 1 3 3 No 9 2 O1 7 文件编号 ： 1 0 0 37 5 8 6 ( 2 0 1 7 ) 0 90 0 1 20 3 生态系统的能量流动 同题异构教学设计与评析 苏近娣( 江苏省奔牛高级中学 江苏常州 2 1 3 1 3 1 ) 随着新课程标准的推行 ， 其开放性 、 综合性和灵 活性与教师过去的教学习惯和教学经验产生了强烈 的冲突， “ 同题异构” 作为校本教研新模式越来越受到 广大教师的关注和参与。 下面就教研活动观摩的两节 同题异构课人教版必
2、修三第五章第二节“ 生态系 统的能量流动” ， 从课题导入 、 教学过程 、 课堂总结三 个方面进行对比评析 。 1 同题异构的本质 同题异构的形式是 “ 异构 ” ，即基于同一教学内 容， 基本一致的教学目标， 以不同的方式组织教材， 呈 现不同的课堂教学过程 ， 在 同中求异 、 异 中求同的比 较过程 中提升教学水平 ， 其最终的本质是求 同， 即谋 求共 同的发展 。通过执教者在研究教材 、 研究学生的 基础上， 根据教学 目 标的要求， 通过充分备课 ， 组织教 学， 并通过评课、 交流研讨， 在研讨中促进执教者的自 我反思 ， 比较中拓宽 了听课者 的教学思路 ， 促进教师 群体水
3、平的提高， 从而使课堂教学的高效成为“ 同题 异构” 的最终归宿 。 2 “ 生态 系统的能量流动” 的教学设计和评析 2 1 课 堂导入 甲： 播放电影 鲁宾逊漂流记 的节 目预告片中一 段视频 ， 通 过创设情景 ， 同时呈现教材 中的“ 问题探 前发布给学生 ， 有利于学生在课前 自学相关知识及开 展初步探究讨论 ， 促进学生课前养成理解知识 、 深度 思考的良好习惯。 前置问题环使教师设置问题具有明 确的目的性 ， 教学 中便于组织学生有序讨论 。教师利 用 问题前置使学生通过参与探究活动或经历探究思 维发展体验知识的生成 ， 防止 出现问题与知识错位现 象 。 例如教师将模拟孟德尔杂
4、交实验教学 内容设计 成前置问题环： 为什么选择豌豆作实验材料? 豌 豆人工杂交实验中哪种亲本需要人工去雄? 人工去雄 的时间如何选择 ?如果没有人工去雄会产生什么现 象? 两次套袋的目的是否相同? 如果没有套袋能否 保证实验结果的准确? 人工授粉如何进行? 前置问题环 中突出人工去雄 、 套袋 、 人工授粉 、 再 讨” ( 人教版 必修三 第 9 3 页) ， 要求学生思考讨论。 在学生充满兴趣的争论 中， 教师未作正面解答 ， 而是 留下悬念 ， 顺势导人本节课的课题 。 乙： 课前播放腾格尔的 天堂 M V ， 为课堂的引入 营造氛围 ； 上课铃响 ， 并 随即展示一张美丽 的大草原
5、的图片 ， 画面上除了大片生长茂盛的青草 ， 还有成群 的牛羊 。 师提出问题 ： 草原上牧民在放牧的时候 ， 放牧 过多 ， 会导致草场退化 ， 放牧过少， 草就没有充分地利 用。 如何来合理地确定放牧量呢? 从而导人本节课题。 评析 ： 一个新颖 、 有趣的课堂导人可以尽快集中 学生注意力 ，能充分激发学生的兴趣 和探究的欲望 ， 进而展开积极思考。两位教师都精心设置 了导入环 节 ， 通过创设情景来提出问题。 甲通过影片的引入 ， 首 先给学生以强烈的感官刺激 ，吸引了学生的眼球 ， 虽 然提出的是课本上的问题 ， 学生却充满 了兴趣 ， 对问 题的答案还产生了争议， 而教师的笑而未答促
6、使了学 生去思考和探究科学的理论依据 。 乙提出的问题也引 起 了学生的思考 ， 但由于草原放牧量和学生的生活关 联度不大 ， 相对 于甲的课堂引入 ， 学生并没有表现出 明显的学习兴趣。 2 2 教学过程 2 2 1 甲教师的教学过程 套袋几个关键步骤 ， 教师引导学生讨论关键步骤对实 验成功有何重要影响。 前置问题环帮助学生课前对问 题的理解达到一定高度， 促进学生创造性学习， 便于 教学中学生 以驱动 问题为中心 ，以探究方式 质疑 问 难。前置问题环使学生明确学习任务， 提前做好学习 准备 ， 有利 于教师与学生课前交流 ， 教师 了解学生在 学习中遇到的困难之后再进行 问题驱动教学
7、， 提高教 师教学的针对性 。 波普尔指出： “ 知识的增长永远始于问题 。” 问题 是学生思考 的起点 ， 也是学生学习的来源。通过问题 驱动教学帮助学生构建学习生物知识的方法和技能 ， 提升学生生物学科能力和素养 ，发展学生创新思维。 在实施问题驱动教学中， 教师要避免错位现象的发生， 促进教学的发展。 在导入课题后， 先通过资料卡形式简单介绍了现 代生态学的奠基者 、 美国生态学家林德曼和他研究 的 赛达伯格湖。 再导人科学研究的方法之一模型建 构 ， 并将赛达伯格湖 的食物链 简化为“ 生产者一初级 消费者( 植食性动物) 次级消费者( 肉食性动物) ” 这 一模型， 并提出问题： 赛
8、达伯格湖中生产者的能量从哪里来?如何 获得该能量?生产者 的能量去路有 哪些? 教师根据学生的讨论 ， 用磁性贴片和粉笔在黑板 上构建了生产者的能量流动模型。 赛达伯格湖中植食性动物的能量从哪里来? 如何获得这能量? 植食性动物的能量去路是什么? 根据以上讨论，各学习小组根据教师提供的教 具， 合作建构能量流经植食性动物的模型。 同时投影提示： 同化作用是生物新陈代谢中的一 个重要过程 ， 即把摄人的食物消化吸收后的营养重新 组合， 形成有机物和贮存能量的过程。因为是把食物 中的物质元素存人身体里面， 故谓“ 同化作用” 。 由一个学生小组选派代表展示所建构的模型； 其 他小组进行评议和展示
9、； 教师引导学生进行修正。 学生通过对初级消费者的能量流动模型的构建 ， 进行知识迁移 ，类推构建次级消费者的能量流动模 型； 最后对生产者 、 初级消费者和次级消费者三个营 养级 的能量流动进行归纳比较 ， 建构了生态系统中的 能量流动模型 ， 并得出生态系统中能量流动的概念。 接着 ， 教师仍以赛达伯格湖为背景资料， 导人林 德曼的赛达伯格湖的能量流动图解， 提出问题： 流经此生态系统的总能量为多少?第一营养 级到第二营养级的能量传递效率是多少? 第二营养级 到第三营养级呢? 图中箭头方向、 ( 橙色)箭头粗细代表的含义 分别是什么? 根据以上讨论归纳能量流动的特点。 通过上述两个讨论 ，
10、 学生分别构建能量传递效率 的数学模型 ， 归纳总结能量流动的特点。 最后 ，教师重新投影课 堂开始时的问题探讨 ， 首 尾呼应 ， 解决本课开始时的问题 。 2 2 2 乙教师 的教学过程 导人课题后 ， 首先 ， 学生列举草原生态系统 中的 食物链 。教师选择 “ 草 羊 狼” 一条食物链进行研 究， 同时给每位学生提供一份本节课的学习任务导学 单 。 任务一 ： 分析草的能量来源和去 向 ， 构建能量流 动模型( 用文字和箭头表示) 该食物链所需的能量最初来 自 哪里? 太阳能都能被利用吗? 草把能量固定下来以后 ，能量又有哪些去 向 呢 ? 能量 的去 向是一难点 。教师在学生 回答
11、的基础 上， 取出一张完整的长方形的磁力片， 用来代表了草 所 固定的太 阳能 。 根据学生的描述 ， 从大的磁力片上 ， 把学生描述 的去路逐一剪下 ， 并通过设置 问题为学生 的思考搭桥 。 师 ： 呼吸作用释放的能量 ， 一部分 以热能形式散 失 ， 另一部分转移到 A T P中用于生命活动。这里的呼 吸作用的能量是指释放 的总能量还是呼吸作用 以热 能形式散失的能量? 师： 除了呼吸作用以热能形式散失的能量 ， 剩下 的这些能量有何作用? 流向分解者体内的能量应来自 哪里 ? 生 ： 剩下的能量应在草体 内， 表示用于草生长 、 发 育繁殖等生命活动。 其中一部分以枯叶等形式流向分 解
12、者体内； 还有一部分会流人羊体内。 教师再从表示 “ 用于生长 、 发育繁殖的能量 ” 上剪 下两块 ， 分别写上“ 以枯 叶形式被分解者分解 ” 和“ 流 人羊体内的能量” 。 师 ： “ 草流入羊体 内的能量” 就是“ 羊所摄人 的草 中的能量 ” 吗? 学生讨论后 ， 修正 ： 羊所摄入草 中的能量一 羊的粪 便中的能量= 羊所同化的能量 ，而羊的粪便 中的能量 最终也是被分解者所分解 。 师生在黑板上用粉笔和磁力片共同构建了草中 的能量流动模型( 用文字和箭头表示 ) 任务二： 分析羊群能量的来源和去向， 构建能量 流动模型。 学生独立完成任务单上的模型建构 ， 并由一位学 生上讲台投
13、影所完成的任务单， 并作解释， 其他学生 评议 。 任务三 ：根据每个营养级能量的输入和输出 ， 构 建生态系统的能量流动简化模型。 学生 自主构建模型 ， 并由一学生上黑板完成 。 任务四： 分析赛达伯格湖的能量流动图解。 ( 1 )整理图中的数据，计算流出占流入的百分 比， 填入表 1 。 表 1 能量流动的计算 流入 能量( 同 流 出能量 ( 流向 下一 个营养级 ) 出入 比( ) ( 能 化量 ) J c m a 量传 递效率) J cm a 生产者 初级消费者 ( 2 )构建计算能量传递效率的数学模型 一1 3 ( 3 )总结能量流动的特点是 根据能量流动的一般规律 ， 用纸片和
14、剪刀模拟能 量的逐级递减：正方形纸片表示生产者固定的总能 量， 纸片的大小代表一定的能量值， 依次剪出表示第 -N第五营养级的能量的纸片( 能量传递效率按 2 0 来模拟 ) 。 学生根据活动结果展示 ，构建能量金字塔模型。 教师引导学生并提出问题 ： 为什么生态系统的食物链 一般不超过 4或 5 个营养级? 最后 ， 首尾呼应 ， 解决 问题 。 教师再次投影课堂开 始的草原图片 ， 解决课堂开始提出的问题 ： “ 根据生态 系统 中能量流动规律 ，你觉得如何合理确定载牧量 呢 ?” 评析 ： 在 普通高中生物课程标准( 实验 ) 明确提 出： 领悟建立模型等科学方法及其在科学研究中的应 用
15、 ， 培养学生的建模思想和建模能力 。建模能力被认 为是将来学生从事科学研究的必备能力 。 在中学生物 学 的教学中 ， 教师应努力将模型方法应用 于课堂教学 中， 以提高学生 的科学素养和科学探究能力 。两位教 师都成功地运用了模型建构的方法 ， 在建构模型时放 手让学生 自己去操作 ， 从而提高学生的能力 。 建构模型时， 生态系统中各营养级能量流动的去 向是本节课的难点，教师没有直接告诉学生其模型 ， 而是想方设法让学生通过体验和感悟来一一呈现， 在 模型的建构中充分发挥学生的主体作用。 乙教师把整 节课的教学内容巧妙地设计成 4个学习任务 ， 逻辑性 强， 模型的建构由具体到一般 、
16、由表及里， 特别是难点 的突破 ， 通过设置成 由浅人深 、 环环相扣的问题串 ， 引 发学生 的思维碰撞 ， 使学生在冲突中不断探究 ， 在探 究 的过程中不断完善 、形成概念并最终掌握规律 ， 符 合学生 的认知特点。 这种设计充分体现了建构主义理 论指导下的“ 知识问题化 、 问题情境化” 的教学理念 。 和甲教师相比，由于有问题串逐层深入的铺路搭桥 ， 学生在独立和与合作的探索过程中 ， 模型的建构更为 顺 畅， 也更能体会到成功的喜悦 。 2 - 3 课 堂总 结 甲教师 ： 课堂结束时通过“ 杨大神讲能量流动” 环 节来完成本节课的课堂小结 。 最终提 出生态系统中能 量流动的意义 。 乙教师： 简单进行了课堂小结， 然后提出问题“
