《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课程标准》）指出，科学思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力；要求学生能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等方法，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题[1]。科学思维是生物学学科核心素养的主要内容，是形成生命观念的重要途径，是科学探究的基石，是形成其他核心素养的重要基础。因此，教师要着重开展基于科学思维培养的课堂教学，提升学生的思维品质，进而在课堂教学中落实学生核心素养的培养。 一、教学内容分析 （一）核心概念 关于生态系统的稳定性，《课程标准》“生物与环境”模块对该部分学习内容的要求为大概念2“生态系统中的各种成分相互影响，共同实现系统的物质循环、能量流动和信息传递，生态系统通过自我调节保持相对稳定的状态”，重要概念2.3“生态系统通过自我调节作用抵御和消除一定限度的外来干扰，保持或恢复自身结构和功能的相对稳定”，以及次位概念2.3.1“解释生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定，并维持动态平衡的能力”和2.3.2“举例说明生态系统的稳定性会受到自然或人为因素的影响，如气候变化、自然事件、人类活动或外来物种入侵等”。 （二）教材分析 本节内容属于人教版高中生物学教材选择性必修2《生物与环境》第3章第5节的内容，“生态系统的稳定性”是建立在生态系统结构和功能基础上的综合应用与升华，与前后的学习内容既有联系又相对独立，起到承上启下的作用。为了解决“如何维持生态系统的稳定性”的核心问题，在教学过程中为学生提供的学习情境是“密云水库水体生态系统的稳定性分析”，利用科学研究的真实资料和数据，引导学生关注影响生态平衡的相关因素、生态系统的自我调节能力及其调节机制。学生利用种群与群落的结构、特征和变化及生态系统的结构与功能等相关知识，运用归纳、概括等科学思维方法完成相应的学习任务，在进一步巩固结构与功能观的基础上，逐步形成生态系统这一生命层次上的稳态与平衡观，并通过自主探究及小组合作等方式充分进行交流，构建维持生态系统稳定性的要素及机制的模型，并对真实情境中的实际问题提出有效的解决方案，在此过程中实现科学思维的训练、提升和发展。 二、学习目标 （1）展示并分享设计、制作生态瓶的过程，基于生态系统的结构决定其功能的观念，分析生态平衡的表征和内涵，形成稳态与平衡观。 （2）基于密云水库的科学研究数据及资料中的事实和证据，运用归纳与概括、类比与推理、科学论证、模型与建模等思维方法，认识生态学特有研究方法的价值，学会在实践应用过程中作出合理的分析和判断。 （3）对比科研工作者的真实研究情境及亲历的生态瓶制作这一科学探究过程，体会简单的生态瓶水体与密云水库自然水体稳定性的差异，理解由简入繁研究问题的思维逻辑，增强实践能力和团队合作意识。 （4）讨论密云水库的养殖净水措施，对其作出理性解释和判断，为维持密云水库稳定性等实际问题提出合理化建议及治理措施，增强社会责任感，树立生态意识。 三、教学过程 环节1：引入真实情境，通过自制生态瓶，观察、分析和比较相关数据，评价密云水库水体生态系统的稳定性并说明理由。 活动1：观察并小组展示、讲解生态瓶的制作。 教师引导学生展示课前实践活动生态瓶的制作成果并提出问题：设计生态瓶时考虑了哪些因素？在复习生态系统的结构与功能的基础上评价生态瓶的稳定性。 设计意图：鉴于学生已有的物质与能量观、结构与功能观，课前布置实践作业——制作生态瓶以模拟真实的生态系统，生态瓶是生态系统的物质模型，此过程意在培养学生的建模思维。同时基于生态瓶的组成成分，学生归纳概括并阐明生态系统的结构和功能、评价其稳定性，这些思维外显的学习活动，促进学生科学思维的发展。 活动2：分析密云水库真实水体生态系统的相关情境，得出生态平衡的相关结论。 教师出示数据（表1）并提出问题：与制作的生态瓶相比，自然生态系统密云水库水体的稳定性如何？比较密云水库、千岛湖和白洋淀3个真实水域生态系统的相关数据，评价密云水库水体生态系统的稳定性。 设计意图：从评价自制的生态瓶的稳定性到评价真实生态系统北京密云水库水体的稳定性，从人工模拟生态到自然生态，让学生体会科学研究从简单到复杂的思维逻辑和研究思路。同时基于3个水体的相关数据引导学生利用比较、分析的思维方法自主构建生态平衡的概念，帮助其巩固结构与功能观、稳态与平衡观等生命观念，深刻理解生态平衡的3个特征。此外，教师强调密云水库作为北京地表水源地的重要地位，让学生代入真实情境思考问题，引导其关注家乡的生态问题而培养生态观念。 环节2：分析影响生态系统稳定性的因素及调节机制。 活动3：分析密云水库蓝细菌等浮游植物大量增殖的原因。 资料1：密云水库为上游的潮河与白河相接处，2条河流流域内平均每年产生的生活垃圾为15269t，污水为54222t，会直接或间接排入2条河流并携带入库，造成水库氮、磷连年增加[2]。
