社会责任素养下高中生物教学整合思维的应用探究——以“生态系统的物质循环”为例

文/江门市棠下中学 李飞凤

一、创设情境体验科学探究，培养社会责任意识

图1 探究土壤微生物的分解作用实验结果

建构主义认为，学习者要想完成对所学知识的意义建构，最好的方法是让他们到现实世界的真实情境中去体验、去探索。课前8个月，笔者组织生物兴趣小组1尝试探究土壤微生物的分解作用。课堂上学生代表分享探究土壤微生物的分解作用过程。首先，结合初中知识预习，初步认可土壤微生物的分解作用，进一步提出问题：微生物对我们日常生活用品的分解作用会如何？选择什么材料进行实验更有意义？如何科学量化分解作用？然后，学生通过网上查阅资料→制定探究实验方案→选取、称量、包装材料→挖地→填埋材料→每隔两个月挖取材料→冲洗材料→晾晒材料→称量材料。接着，分析实验数据，正确分析实验结果(见图1)，得出实验结论，体验并掌握科学探究的方法和一般过程。最后，学生代表在生物课堂分享整个实验过程。这样可以培养学生小组合作与交流能力、思维迁移能力、处理数据及运算能力，有效落实《普通高中生物学课程标准》生物学学科核心素养“科学探究”和“科学思维”。同时，在自主创设情境的过程中，学生通过阅读课本和查阅大量的资料，结合本校资源开展科学实践，尝试解决现实生活问题，增强了分析问题和解决情境中问题的能力，培养社会责任意识。

二、合作探究发展科学思维，形成社会责任意识

笔者结合实验样品抛出问题，引导学生小组合作探究生态系统的物质循环：有机物分解成的无机物，例如CO2想来一场说走就走的旅行，它将去向何方？无机环境中碳的存在形式是什么？碳在生物群落中主要存在形式是什么？兴趣小组2的同学简述其种菜经历，结合光合作用与呼吸作用分析CO2中碳可能的旅行路径，将微观与宏观更感性地整合起来：从二氧化碳的去向这种感性认识出发获取信息，以“光合作用、呼吸作用、有机物、分解者”等关键词为依托，进一步构建出理性的生态系统中的碳循环概念模型。笔者引导学生结合模型分析哪个过程出现障碍会造成温室效应并寻找对策，整合土壤中微生物的分解作用分析作为中学生，哪些实际行动可以缓解温室效应？最后笔者展示模型变式，引导学生归纳出判断生态系统各组成成分的规律，生成生物学核心概念，以突破本节课的重点和难点。学生通过构建模型，揭示出生态系统的物质循环的机制，最终完成从生命现象到生命机制的转化。这种设计将两个兴趣小组课外实践活动、光合作用与呼吸作用整合起来，遵循着“提出问题→获取信息→构建模型→应用模型→模型变式”科学思维和探究规律，顺应学生心理认知的发现规律，避免学生简单地接受新的知识，达到有效教学目的。在这个教学过程中，学生学会基于生物学的认识，解释生活中的实际问题，形成社会责任意识。

三、直观比较生成生命观念，提升社会责任意识

教师引导学生结合兴趣小组1探究土壤微生物的分解作用的实验中有机物转化为无机物和兴趣小组2种菜实验中无机物转化为有机物，阐明虫获取菜中物质的同时，也获取了前一营养级的能量。进一步归纳总结地球上每天都进行着物质循环，能量也随之流动。通过讨论和列表直观比较，将生态系统的能量流动和物质循环整合起来理解，从而生成物质和能量观、结构与功能观、稳态与平衡观等生命观念，让学生有个整体的概念，积极运用生物学的知识和方法，关注社会议题，参与并作出理性解释，进一步提升社会责任意识。

日常生活、工农业生产等领域与生物学知识联系紧密，生物学科发展与劳动实践密切相关，相互促进。教师在教学过程要善于挖掘教材素材，组织生物兴趣小组弘扬劳动精神，开展创造性的课外实践活动，在科学探究中质疑、释疑，深化科学思维深度，强化生命观念。