【摘要】随着课程改革的推进，核心素养日渐成为教育教学的核心导向。为促进学生生物学学科核心素养的形成，教师在教学中要注意教学情境的创设。研究者以“生态系统的能量流动”的教学为例，通过创设情境激发学生学习兴趣、基于情境落实生物学学科核心素养、延伸情境升华学科核心素养等具体实践研究，构建主线化教学情境（一个情境贯穿教学始终）的一般流程，阐述主线化情境在高中生物学学科核心素养落实中的重要意义。
【关键词】学科核心素养;主线化情境;任务驱动
随着课程改革的推进，核心素养日渐成为教育教学的核心导向。生物学学科核心素养是学生在生物学习过程中逐渐发展起来的，在解决真实问题情境中的实际问题时所表现出来的价值观念、必备品格与关键能力[1]。生物学学科核心素养不能凭空产生，要以生物学学科知识为主要载体，通过创设学科活动才能达成。
那么，怎样的教学活动才能更好地促进学生核心素养的形成？在特定的情境中，知识是活的，脱离情境的知识就是死的;把知识还原到相应的情境中，可以增强学生的感受力、理解力和创造力[2]。因此，教师在教学过程中要注意教学情境的创设。然而在很多时候，情境创设仅用于课题导入环节，或者在同一节课的各个教学环节中创设不具备任何联系的情境，导致课堂主线不清晰，学生在繁杂的情境中不断切换，严重干扰了知识体系的形成和学生连续性思维的培养。如何充分利用情境化教学促进学科核心素养的达成？笔者在“生态系统的能量流动”的教学实践中，尝试将一个情境作为主线，即情境主线化[3]，在任务驱动中运用情境线充分落实生物学学科核心素养。
一、分析教学内容，整合学科概念，确定情境主线
“生态系统的能量流动”是人教版高中生物必修3第5章第2节的内容，本节主要包括生态系统的能量流动的概念、能量流动的过程和特点，以及研究能量流动的实践意义等。能量流动是沿着生态系统的营养结构（食物链和食物网）进行的，而能量又必须以物质作为载体，在输入、传递、转化和散失过程中涉及不同的能量形式，这不仅需要高中生物必修1光合作用和细胞呼吸中能量的转换这一细胞学基础知识，还需要物理学上的能量守恒定律等知识。能量流动的过程和特点是抽象、难以理解的，这也是本节课的重点和难点。突破该重点和难点的关键在于通过构建模型定性和定量分析能量在各营养级的输入、传递、转化和散失，而模型构建活动对于学生科学思维和科学探究学科核心素养的培养是一个重要的途径。能量流动的研究对于农作物秸秆的使用、合理确定草场的载畜量等具有重要指导意义，该内容承载着社会责任学科核心素养。在能量流动研究和学习过程中，物质与能量观、稳态与平衡观等生命观念贯穿于整个研究和学习过程。
综合本节课的内容及其之间的联系，教师在实际教学过程中可以打破教材顺序，利用研究能量流动的实践意义，确定草原的载畜量作为切入点创设问题情境;再利用该情境作为主线设计任务，并在任务驱动的教学过程中，构建能量流动的模型，通过模型分析、归纳以及总结能量流动的过程和特点，进而构建能量流动的概念模型;最后利用模型解决情境问题。
二、利用主线化情境实施教学，落实核心素养
1.利用草原放牧图片创设问题情境，导入课题
教师出示古诗《敕勒歌》和草原放牧的图片，并提出问题：放牧业是我国草原地区重要的产业。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，草原又不能被充分利用。那么，如何合理地确定草原的载畜量呢？学生朗读古诗，说出古诗的创作背景，同时思考教师提出的问题。教师通过联系我国西北地区草原放牧存在的实际问题，创设问题情境，并将如何合理确定草原的载畜量这一问题作为本节课教学的情境主线。
2.基于情境问题，通过资料分析和任务驱动，构建能量流动模型
要解决草原载畜量这一问题，首先需要弄清楚草原上草所固定的太阳能都有哪些去向，将情境问题进行延伸。教师首先出示以下相关文本资料：①输入第一营养级的能量，一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了，一部分用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中。②储存起来的这部分能量都可被消费者和分解者利用，但实际上任何一个生态系统中，这部分能量都因消费者数量不足而没有被充分利用。③此外，還有很多植物因为不可食用或生长在动物根本达不到的地方而无法被摄入。④被动物吃进体内的食物也会有一部分将通过动物的消化管原封不动地排出体外，例如鼠类可消化它们吃进去食物的85[KG-*8][XC百分号.TIF，JZ]～90[KG-*8][XC百分号.TIF，JZ]，而蝗虫只能消化30[XC百分号.TIF，JZ]。⑤可见，在动物吃进的食物中并不能全部被同化和利用。⑥在已被同化的能量中也还会有一部分用于动物的呼吸代谢，它们最终将以热能的形式释放，剩下的部分才能用于动物身体各种器官组织的生长和产生新的个体。[4]
接着，教师给学生布置以下任务。
任务一：一年中某草原生态系统（如图1），生产者固定的太阳能是如何一步步被同化为初级消费者体内的能量的？请用文字和箭头将具体过程逐步进行梳理。
任务二：以生产者为例，归纳某一营养级同化的能量都有哪些去向。（提示：可在梳理的示意图中标注）
学生通过自主学习与小组合作学习两个任务后，构建能量从生产者（第一营养级）输入到初级消费者（第二营养级）流动的模型，由此类比学习能量在初级消费者（第二营养级）和次级消费者（第三营养级）的流动模型，同时以生产者为例，归纳总结某一营养级同化的能量去向（如图2）。在此过程中，通过分析生产者同化的能量去向以及能量由生产者（第一营养级）向初级消费者（第二营养级）传递的过程，培养学生归纳与概括、模型与建模等科学思维，同时类比构建出生态系统中能量在不同营养级之间流动的模型图（如图3）。
3.延伸情境问题，任务驱动下校验能量流动模型
教师创设确定草原载畜量的问题情境，通过资料分析，明确某一营养级同化能量的去向后，将情境进一步延伸，并提出新的情境问题。如果仅仅明确生产者同化的能量去向是不能确定草原载畜量的，要想确定草原的载畜量，还需研究能量在不同营养级之间的传递效率。在此情境延伸的基础上，教师出示美国生态学家林德曼的赛达伯格湖能量流动研究资料（如图4）及任务三，在任务驱动下完成能量传递效率和特点的学习。
任务三：阅读分析美国生态学家林德曼的赛达伯格湖能量流动图解，完成以下问题。①在表格（见表1）中整理赛达伯格湖各营养级的能量输入和输出情况。（提示输出能量不包括呼吸作用散失的能量）②流入某一营养级的能量为什么不能百分之百地流入下一营养级？③能量传递具有什么特点？
通过赛达伯格湖的能量流动图解，校验能量流动的定性分析模型，归纳、总结生态系统能量流动的概念，明确生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，由此构建生态系统能量流动的概念模型。
4.回归应用情境，升华学科核心素养
如果说创设草原载畜量的问题情境为起境，定性分析能量在不同營养级的流动并构建模型为承境，定量分析能量传递效率和特点并构建数学模型和概念模型为转境的话，那么，通过主线化情境学习后的应用则为合境[5]。教师再次出示草原放牧图片，并提出问题：一只羊每天喂养量为1.5千克左右的牧草，要养活200只羊，最少要保证牧草的产量为多少千克？人类利用草原最重要的形式是放牧，但由于长期的不合理利用，草原退化问题越来越严重。教师出示我国草原分布及草原退化问题图片，引导学生分析草原退化的原因，帮助学生树立保护生态环境的社会责任意识。
通过“生态系统的能量流动”一节的教学实践，笔者认为，基于生物学学科核心素养落实的“起、承、转、合”的主线化教学情境的设计流程，一般可以总结为以下流程（如图5）。
综上所述，在同一主题的教学内容都不同程度地承载了生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等生物学学科核心素养。在教学过程中，教师能巧妙地利用“起、承、转、合”的主线化教学情境，不仅能有效避免学生在复杂的情境中学习，还能避免割裂知识间的联系，从而在层层递进的情境主线中提升学科核心素养，真正为发展学生的学科核心素养铺路搭桥，凸显学科育人的价值。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.
[2]余文森.核心素养导向的课堂教学[M].上海：上海教育出版社，2017.
[3]李艳华.巧设主线化情境，发展生物学核心素养[J].生物学教学，2019（12）：17-19.
[4]吴相钰，陈守良，葛明德.陈阅增普通生物学[M].3版.北京：高等教育出版社，2009.
[5]李艳华.例谈主线化情境创设的四个环节[J].中学生物学教学，2019（10）：37-39.
（责任编辑：陆顺演）
【作者简介】李艳，一级教师，密云区骨干教师，密云区生物名师工作室成员。
