基于“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”教學案例的生物核心素養(yǎng)培養(yǎng)實踐引言生物學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是高中生物教學的核心目標，涵蓋生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任四個維度。在“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”教學中，通過真實情境創(chuàng)設、概念建構(gòu)、探究實踐與社會應用的整合，可有效推動核心素養(yǎng)落地。本文以該主題為例，闡述素養(yǎng)導向的教學實踐路徑。一、案例背景與教學目標（一）案例背景“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”是《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊的核心內(nèi)容，承接“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能”，為理解“人與自然和諧共生”提供理論支撐。學生已具備生態(tài)系統(tǒng)組成、能量流動等基礎，但對“動態(tài)平衡”“自我調(diào)節(jié)機制”的抽象概念理解不足，需通過具象化案例與實踐活動深化認知。（二）教學目標（對應核心素養(yǎng)）1.生命觀念：通過分析生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)機制，形成穩(wěn)態(tài)與平衡觀（生態(tài)系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)維持結(jié)構(gòu)功能穩(wěn)定）、結(jié)構(gòu)與功能觀（營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復雜度影響穩(wěn)定性）。2.科學思維：運用模型與建模方法構(gòu)建穩(wěn)定性概念模型，通過反饋調(diào)節(jié)案例分析發(fā)展批判性思維（區(qū)分正負反饋的作用）。3.科學探究：設計并實施“生態(tài)瓶穩(wěn)定性觀察”實驗，提升實驗設計、數(shù)據(jù)分析與解釋能力（如變量控制、結(jié)果歸因）。4.社會責任：結(jié)合生態(tài)破壞案例，提出生態(tài)修復方案，增強生態(tài)文明意識（如參與城市內(nèi)河治理、濕地保護）。二、教學過程設計與素養(yǎng)落實（一）情境驅(qū)動：喚醒社會責任意識展示“某濕地因過度養(yǎng)殖導致生物多樣性下降”的新聞報道（含水質(zhì)惡化、鳥類減少的圖片與數(shù)據(jù)），引導學生思考：“生態(tài)系統(tǒng)為何從穩(wěn)定走向失衡？人類活動如何影響其穩(wěn)定性？”學生分組討論，結(jié)合生活經(jīng)驗列舉案例（如森林砍伐致水土流失、化肥濫用引發(fā)水華）。此環(huán)節(jié)通過真實問題激發(fā)興趣，使學生初步感知“生態(tài)穩(wěn)定與人類活動的關聯(lián)”，埋下社會責任的種子。（二）概念建構(gòu)：深化生命觀念與科學思維1.資料分析：解構(gòu)自我調(diào)節(jié)機制提供“草原生態(tài)系統(tǒng)（草→兔→狼）”“池塘生態(tài)系統(tǒng)（藻類→浮游動物→魚）”的結(jié)構(gòu)與功能資料，要求學生繪制“兔數(shù)量變化→草數(shù)量變化→狼數(shù)量變化”的曲線，并分析調(diào)節(jié)邏輯：兔增→草減→兔因食物不足而減；兔減→草增→兔因食物充足而增（負反饋調(diào)節(jié)，維持系統(tǒng)穩(wěn)定）。若引入外來物種（如入侵的兔子），草量驟減→生態(tài)失衡（正反饋，加劇波動）。教師引導歸納：“生態(tài)系統(tǒng)通過負反饋調(diào)節(jié)維持結(jié)構(gòu)和功能的相對穩(wěn)定，正反饋則可能打破平衡。”此過程滲透穩(wěn)態(tài)與平衡觀，并培養(yǎng)“歸納與概括”的科學思維。2.模型建構(gòu)：梳理穩(wěn)定性內(nèi)涵學生以小組為單位，用概念圖梳理“生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性”的核心要素：內(nèi)涵：抵抗力穩(wěn)定性（抵抗干擾、保持原狀）、恢復力穩(wěn)定性（受破壞后恢復原狀）；影響因素：物種豐富度、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復雜度（如草原vs森林的穩(wěn)定性差異）；調(diào)節(jié)機制：反饋調(diào)節(jié)（正負反饋的作用）。教師巡視指導，幫助學生修正邏輯（如“營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復雜→自我調(diào)節(jié)能力越強→抵抗力穩(wěn)定性越高，但恢復力穩(wěn)定性可能越低”）。此環(huán)節(jié)通過模型與建模，深化對概念的系統(tǒng)性理解。（三）探究實踐：發(fā)展科學探究能力1.實驗設計：聚焦“生態(tài)瓶穩(wěn)定性”提出問題：“如何設計一個穩(wěn)定的生態(tài)瓶？”學生分組討論實驗變量（如生物種類、數(shù)量、光照/黑暗環(huán)境），制定方案：對照組：設置“有光+水草+小魚”“無光+水草+小魚”“有光+無水草+小魚”等組，觀察生物存活時間、水質(zhì)變化。觀測指標：記錄小魚存活天數(shù)、水質(zhì)透明度、溶解氧（可用簡易試劑檢測）。教師引導反思實驗科學性（如單一變量原則：保證每組僅一個變量不同），提升實驗設計能力。2.實施與觀察：體驗動態(tài)平衡學生動手制作生態(tài)瓶（水、泥沙、水草、小魚、田螺等），持續(xù)觀察2周，每日記錄數(shù)據(jù)。期間小組交流發(fā)現(xiàn)：“含水草、小魚、田螺且光照充足的生態(tài)瓶，生物存活更久；無光組水草腐爛，小魚很快死亡?！贝诉^程培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析與解釋能力，學生通過現(xiàn)象（如水草光合作用產(chǎn)氧、小魚呼吸耗氧）推導本質(zhì)（生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整性影響穩(wěn)定性）。3.結(jié)果討論：歸因與遷移各小組匯報實驗結(jié)果，共同總結(jié)：“物種豐富度高、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復雜的生態(tài)瓶，抵抗力穩(wěn)定性更強（如含水草、螺、魚的組）；環(huán)境因素（如光照）通過影響生產(chǎn)者，間接決定系統(tǒng)穩(wěn)定性?！苯處熗卣梗骸白匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)如熱帶雨林，因物種豐富、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復雜，抵抗力穩(wěn)定性強但恢復力弱；草原生態(tài)系統(tǒng)則相反?！贝谁h(huán)節(jié)將實驗結(jié)論與理論知識關聯(lián)，深化結(jié)構(gòu)與功能觀。（四）拓展應用：踐行社會責任呈現(xiàn)“城市內(nèi)河生態(tài)修復”項目（如某河道因污水排放發(fā)黑發(fā)臭），學生分組扮演“生態(tài)顧問”，結(jié)合所學提出方案：生物措施：種植水生植物（如蘆葦、菖蒲）吸收污染物，投放濾食性魚類（如鰱魚）控制藻類；工程措施：修建生態(tài)駁岸、安裝污水處理裝置；管理措施：宣傳“少用含磷洗滌劑”“垃圾分類”。各小組展示方案，互評可行性（如“投放魚類需考慮食物鏈平衡，避免過度投放導致新失衡”）。教師補充“杭州西溪濕地修復”“滇池治理”等案例，強化“用生物學知識解決實際問題”的社會責任意識。三、教學反思與素養(yǎng)達成分析（一）素養(yǎng)達成生命觀念：85%的學生能繪制反饋調(diào)節(jié)曲線，70%能解釋“結(jié)構(gòu)復雜度與穩(wěn)定性的關系”，穩(wěn)態(tài)與平衡觀初步形成。科學思維：小組概念圖的邏輯完整性提升（從“羅列概念”到“構(gòu)建因果鏈”），批判性思維體現(xiàn)在對“外來物種引入”的風險分析中?？茖W探究：90%的小組能完成實驗設計并記錄數(shù)據(jù)，60%能結(jié)合數(shù)據(jù)解釋“為何某生態(tài)瓶更穩(wěn)定”，探究能力顯著發(fā)展。社會責任：學生提出的生態(tài)修復方案兼具科學性與可行性（如“分階段投放生物，避免生態(tài)沖擊”），生態(tài)文明意識得到踐行。（二）改進方向?qū)嶒炛芷冢?周）較長，可利用“生態(tài)系統(tǒng)模擬軟件”輔助觀察短期變化；評價方式可多元化，如增加“生態(tài)保護提案”的實踐評價（如指導學生向社區(qū)提交“校園池塘修復方案”），更全面衡量社會責任素養(yǎng)。結(jié)語本案例通過