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[摘要]物质与能量观是贯穿整个生物学课程内容的具有支撑作用的观念，它的形成需要一个认知和发展的过程。以《生态系统的能量流动》一课为例，探讨创设情境、构建模型、联系生活、应用观念等能促进学生形成物质与能量观的具体策略，进而提升学生的学科素养。
[关键词]物质与能量观;生命观念;生态系统;能量流动
[中图分类号]G633.91[文献标识码]A [文章编号]1674-6058（2020）08-0088-02
生命观念与生物学概念紧密联系，建立生命观念要以概念的理解为基础，也需要依靠概念来表达，但是生命观念不等同于也不局限于某一生物学概念，而是具有统摄性，它能起到将众多概念整合为概念网络的作用。其中，物质与能量观不但与生物必修3的大概念有关，而且还是贯穿整个生物学课程内容的具有支撑作用的观念，它渗透到细胞的新陈代谢、生命活动的调节、生态系统等几乎所有生物学重要概念之中。物质与能量观的形成，需要一个认知和发展的过程。对此，笔者在进行《生态系统的能量流动》教学设计时，首先依据课程标准和教科书，确定本课涉及的生命观念主要是物质与能量观;其次确定教学目标是掌握物质与能量观所需涉及的重要概念，分析重要概念的内涵和外延;最后筛选可以支撑、佐证相应概念内涵和外延的现象或事实，自上而下形成教学逻辑，即从抽象到具体进行教学设计。下面笔者以《生态系统的能量流动》一课为例，探讨促进学生形成物质与能量观的四个教学策略。
一、创设情境，支撑概念
笔者以“爱好旅游的你流落到一个荒岛上，身边只有15千克的玉米和一只2千克的母鸡，你用什么策略能生活得更长时间以赢得救援？”的问题创设情境，让学生设身处地地思考，积极发言，各抒己见。通过讨论，学生主要得出A、B两种策略（略）。
[活动一]请两位学生板演A、B两种策略中涉及的食物链，并引导学生分析两条食物链的不同之处：A策略中玉米的能量直接流向人，而B策略中玉米的能量一部分流向人，另一部分先流向鸡再流向人。最后提出问题引发学生思考：玉米和鸡的能量究竟怎样流动才能使人获得最多的能量？
以此情境导人新课并贯穿整节课的教学，使教学内容在情境中得以完成学习。情境的创设能强化学生的情感体验，帮助学生理解教材知识，促进学生积极主动思考，充分发挥学生的主观能动性。
二、建构模型。形成概念
笔者充分利用学生喜欢活动体验的天陸，设计生物模型的构建活动，帮助学生自主建构概念，灵活运用知识。学生在体验中学习知识，不但可以调动学习积极性，还可以提高学习效率，在活动中形成正确的生命观念。
[活动二]从自身实际出发，用第一人称的方式自主构建能量流经第二营养级（玉米被吃进人身体内）过程的模式图。食物进入人体后究竟有哪些去处呢？为了激发学生的元认知，笔者设置相关问题启发提示。学生交流讨论后认为：玉米进入人体后，一部分被消化吸收了，还有一部分未被消化吸收的（也就是粪便）被排出体外。这两部分又有怎样的去处？师生共同修正能量流动模式图，根据模式图中的能量输入、转化、传递和散失的情况，顺理成章地形成能量流动的概念。根据构建的模式图，解决了一直困扰学生的问题：摄入量：同化量 粪便量。粪便很明显是属于第一营养级（玉米）的部分，最终被分解者分解。
[活动三]喜羊羊来到绿油油的草地上吃着嫩草，不幸被大灰狼抓住了。构建食物链（草→羊→狼），可以换成：生产者→初级消费者→次级消费者。根据能量流经第二营养级的过程，完善食物链中各营养级能量的来源和去处，分析自己构建的能量流动示意图，思考探究得出生态系统能量流动的特点。联系日常生活实际，深挖生态系统能量流动的内涵，拓展生态系统能量流动的外延。通过展示和提问，呈现出学生的理解误区和能力薄弱点，教师利用生成性资源因材施教。
概念模式图的构建，提升了学生的合作交流和思维能力;通过构建模型形成概念，可更高效地分析生态系统能量流动的来源和去路，体会生态系统的成分和能量流动的内在规律和特点，深刻理解物质与能量的关系。
三、联系生活。拓展概念
联系生活实际，引导学生在现实生活背景中学习生物学知识，是重要的生物学教学策略。在生物课堂中，可引入现实生活中的新闻事件，引发学生的强烈共鸣，让学生体会到生命现象与所学知识的相关性，再讲解深奥的生物学知识，促使学生在探究思考、分析解释中学习生物学知识，形成物质与能量观。
[活动四]整理分析林德曼实验的数据，用不同颜色的彩纸按一定的比例裁出大小不同的小方格，让两位学生在黑板上摆放粘贴，再次构建生态系统的能量流动模式图，设置问题引导学生思考，深化学生对相关知识的理解，进一步解释和验证“能量是单向流动、逐级递减的”，构建出“能量金字塔”，并加以分析和阐述。
随后，学生定量分析“情境导人”中人所获得的能量（假设玉米15千克，鸡2千克，将玉米的三分之一喂鸡，三分之二留给自己吃，按最大传递效率20%计算）。根据计算结果，再次对策略A和策略B进行比较和选择，学生都能正确选择策略并能阐述选择的理由。
上述教学中，教师创设问题情境，引导学生联系生活实际，运用辩证思维更好地认识生命，探究生活，树立生命观念，形成科学的物质与能量观。
四、应用观念。解决问题
知识源于生活，并服务于生活。教学时可充分利用教材中的“问题探讨”“学科交叉”“科学。技术。社会”等栏目，将知识与生活联系起来，引导学生寻找知识和生活的交集点和相互关系，运用物质与能量观，解决生产、生活中的实际问题。
应用1：如何优化饮食结构？请设计出一份科学合理的食谱。
学生结合物质转换和能量流动的特点，优化饮食结构，阐明我们日常应当以谷类和植物蛋白为主，尽量少吃肉、多吃素的原因，并提倡“周一请吃素”活动。
应用2：调查并分析你家乡农田生態系统中的能量流动情况，详尽地画出该农田生态系统的食物链和食物网，写一篇有关生态系统能量流动的调查分析报告，然后设计更有效的农业生态系统，并分析其可行性和实效性。
这样的教学具有以下优点：学以致用，确保学生第一时间看到自己的学习成果，获得学习的反馈;学有所用，大大提高学生的学习成就感，使学生更加乐于学习，善于思考探究，且能运用物质与能量观解决生产、生活中的实际问题。
总之，生命观念是培养学生生物学学科核心素养的基础，在教学中落实生命观念，需要教师在平时的教学中运用大概念的学习，创设典型的学习情境，提供丰富的有代表性的事实，为学生形成概念提供支撑;引导学生构建概念模型，形成合理的知识框架;联系日常生活实际，拓展概念的内涵和外延，引导学生用生命观念认识生命世界、解释生命现象;引导学生学以致用，解决生产、生活中的实际问题，培养学生解决实际问题的能力和思维品质。
[关键词]物质与能量观;生命观念;生态系统;能量流动
[中图分类号]G633.91[文献标识码]A [文章编号]1674-6058（2020）08-0088-02
生命观念与生物学概念紧密联系，建立生命观念要以概念的理解为基础，也需要依靠概念来表达，但是生命观念不等同于也不局限于某一生物学概念，而是具有统摄性，它能起到将众多概念整合为概念网络的作用。其中，物质与能量观不但与生物必修3的大概念有关，而且还是贯穿整个生物学课程内容的具有支撑作用的观念，它渗透到细胞的新陈代谢、生命活动的调节、生态系统等几乎所有生物学重要概念之中。物质与能量观的形成，需要一个认知和发展的过程。对此，笔者在进行《生态系统的能量流动》教学设计时，首先依据课程标准和教科书，确定本课涉及的生命观念主要是物质与能量观;其次确定教学目标是掌握物质与能量观所需涉及的重要概念，分析重要概念的内涵和外延;最后筛选可以支撑、佐证相应概念内涵和外延的现象或事实，自上而下形成教学逻辑，即从抽象到具体进行教学设计。下面笔者以《生态系统的能量流动》一课为例，探讨促进学生形成物质与能量观的四个教学策略。
一、创设情境，支撑概念
笔者以“爱好旅游的你流落到一个荒岛上，身边只有15千克的玉米和一只2千克的母鸡，你用什么策略能生活得更长时间以赢得救援？”的问题创设情境，让学生设身处地地思考，积极发言，各抒己见。通过讨论，学生主要得出A、B两种策略（略）。
[活动一]请两位学生板演A、B两种策略中涉及的食物链，并引导学生分析两条食物链的不同之处：A策略中玉米的能量直接流向人，而B策略中玉米的能量一部分流向人，另一部分先流向鸡再流向人。最后提出问题引发学生思考：玉米和鸡的能量究竟怎样流动才能使人获得最多的能量？
以此情境导人新课并贯穿整节课的教学，使教学内容在情境中得以完成学习。情境的创设能强化学生的情感体验，帮助学生理解教材知识，促进学生积极主动思考，充分发挥学生的主观能动性。
二、建构模型。形成概念
笔者充分利用学生喜欢活动体验的天陸，设计生物模型的构建活动，帮助学生自主建构概念，灵活运用知识。学生在体验中学习知识，不但可以调动学习积极性，还可以提高学习效率，在活动中形成正确的生命观念。
[活动二]从自身实际出发，用第一人称的方式自主构建能量流经第二营养级（玉米被吃进人身体内）过程的模式图。食物进入人体后究竟有哪些去处呢？为了激发学生的元认知，笔者设置相关问题启发提示。学生交流讨论后认为：玉米进入人体后，一部分被消化吸收了，还有一部分未被消化吸收的（也就是粪便）被排出体外。这两部分又有怎样的去处？师生共同修正能量流动模式图，根据模式图中的能量输入、转化、传递和散失的情况，顺理成章地形成能量流动的概念。根据构建的模式图，解决了一直困扰学生的问题：摄入量：同化量 粪便量。粪便很明显是属于第一营养级（玉米）的部分，最终被分解者分解。
[活动三]喜羊羊来到绿油油的草地上吃着嫩草，不幸被大灰狼抓住了。构建食物链（草→羊→狼），可以换成：生产者→初级消费者→次级消费者。根据能量流经第二营养级的过程，完善食物链中各营养级能量的来源和去处，分析自己构建的能量流动示意图，思考探究得出生态系统能量流动的特点。联系日常生活实际，深挖生态系统能量流动的内涵，拓展生态系统能量流动的外延。通过展示和提问，呈现出学生的理解误区和能力薄弱点，教师利用生成性资源因材施教。
概念模式图的构建，提升了学生的合作交流和思维能力;通过构建模型形成概念，可更高效地分析生态系统能量流动的来源和去路，体会生态系统的成分和能量流动的内在规律和特点，深刻理解物质与能量的关系。
三、联系生活。拓展概念
联系生活实际，引导学生在现实生活背景中学习生物学知识，是重要的生物学教学策略。在生物课堂中，可引入现实生活中的新闻事件，引发学生的强烈共鸣，让学生体会到生命现象与所学知识的相关性，再讲解深奥的生物学知识，促使学生在探究思考、分析解释中学习生物学知识，形成物质与能量观。
[活动四]整理分析林德曼实验的数据，用不同颜色的彩纸按一定的比例裁出大小不同的小方格，让两位学生在黑板上摆放粘贴，再次构建生态系统的能量流动模式图，设置问题引导学生思考，深化学生对相关知识的理解，进一步解释和验证“能量是单向流动、逐级递减的”，构建出“能量金字塔”，并加以分析和阐述。
随后，学生定量分析“情境导人”中人所获得的能量（假设玉米15千克，鸡2千克，将玉米的三分之一喂鸡，三分之二留给自己吃，按最大传递效率20%计算）。根据计算结果，再次对策略A和策略B进行比较和选择，学生都能正确选择策略并能阐述选择的理由。
上述教学中，教师创设问题情境，引导学生联系生活实际，运用辩证思维更好地认识生命，探究生活，树立生命观念，形成科学的物质与能量观。
四、应用观念。解决问题
知识源于生活，并服务于生活。教学时可充分利用教材中的“问题探讨”“学科交叉”“科学。技术。社会”等栏目，将知识与生活联系起来，引导学生寻找知识和生活的交集点和相互关系，运用物质与能量观，解决生产、生活中的实际问题。
应用1：如何优化饮食结构？请设计出一份科学合理的食谱。
学生结合物质转换和能量流动的特点，优化饮食结构，阐明我们日常应当以谷类和植物蛋白为主，尽量少吃肉、多吃素的原因，并提倡“周一请吃素”活动。
应用2：调查并分析你家乡农田生態系统中的能量流动情况，详尽地画出该农田生态系统的食物链和食物网，写一篇有关生态系统能量流动的调查分析报告，然后设计更有效的农业生态系统，并分析其可行性和实效性。
这样的教学具有以下优点：学以致用，确保学生第一时间看到自己的学习成果，获得学习的反馈;学有所用，大大提高学生的学习成就感，使学生更加乐于学习，善于思考探究，且能运用物质与能量观解决生产、生活中的实际问题。
总之，生命观念是培养学生生物学学科核心素养的基础，在教学中落实生命观念，需要教师在平时的教学中运用大概念的学习，创设典型的学习情境，提供丰富的有代表性的事实，为学生形成概念提供支撑;引导学生构建概念模型，形成合理的知识框架;联系日常生活实际，拓展概念的内涵和外延，引导学生用生命观念认识生命世界、解释生命现象;引导学生学以致用，解决生产、生活中的实际问题，培养学生解决实际问题的能力和思维品质。