例析主题化、情境化、问题化教学的基本模式
(广东省汕头市澄海苏北中学广东汕头515829)
《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》在教学提示部分指出,教学活动应围绕帮助学生达成对概念的理解,促进学生生物学学科核心素养的提升展开;在教学建议部分强调需要为探究性学习创设情境;在命题建议部分强调试题情境应围绕现实问题展开,尽量做到新颖、真实、科学、恰当;在教材内容的编写上,要求重视情境的创设。《中国高考评价体系》中也明确了综合能力和创新能力与在真实的情境中解决问题、迁移到新的情境中思考和解决问题的关联性。可见,基于教学目标,围绕特定主题选择合理的真实情境,在情境中产生问题并解决问题,是培养学生学科素养的有效途径。
新的高考模式下,情境类试题所占比重越来越大。例如,2021年广东省普通高中生物学高考试卷的命制就勇于开拓和实践,以全情境化试题形式呈现,并受到广泛地好评。高考的核心作用之一就是引导高中学科教学,所以开展契合新教材(人教版)特征、符合新高考要求的主题化、情境化、问题化教学成为评价教学有效性的重要依据之一。
教材情境、试题任务情境大致可以分为3大类:生活、学习和实践情境;科学实验和探究情境;科学史情境。结合具体情境,教师引导学生围绕科学问题,查阅相关文献资料、咨询专家,进一步收集资料证据;引导学生分析归纳、逻辑推理解决问题和产生新的问题,结合新问题进一步激发探究,共同探讨解决的方案;并带领学生对解决问题的过程和结论进行评价。主题化、情境化、问题化教学的基本流程需要通过大量的教学实践,不断检验、修正和完善。下面拟结合两个具体的教学主题实践活动进行分析和探讨。
在血糖调节的教学中,明确教学目标后,教师可以考虑提供教师本人以及匿名糖尿病人的血糖检测结果作为情境(生活、学习和实践情境),引导学生讨论血糖如何维持相对稳定(3.9~6.1mmol/L)及其重要意义。学生结合生活实际经验,说出不同的给糖方式,讨论不同给糖方式对血胰岛素浓度的影响是否相同,提升通过实证获得科学结论的兴趣。然后,教师提供如下试题情境(科学实验和探究情境):
血糖升高能促进胰岛素的分泌。某生物小组进行了口服和注射两种给糖方式对胰岛素分泌量的影响实验,选取甲、乙两只成年小鼠,测定血糖浓度和胰岛素浓度后,甲小鼠注射葡萄糖溶液,乙小鼠口服葡萄糖溶液,连续测定其血糖浓度和胰岛素浓度,实验结果如图1所示。回答下列问题:
图1实验结果图示
(1)胰岛素是人体内唯一能降血糖的激素,是由_____细胞分泌的,它通过____(填途径)来降低血糖。
(2)实验开始前,测定小鼠血糖浓度的目的是_______________。实验表明,口服和注射葡萄糖这两种方式对胰岛素分泌的影响的差异是________。为避免个体差异引起的实验误差,应该改进的措施是______________________。
学生分析解决该题设置的问题,发现不同给糖方式对血浆胰岛素浓度的影响确实有明显的不同(事实),也自然而然地产生进一步探究的热情。教师要求学生课后在中国知网上查找相关资料。有学生提供了如下科研论文节选(科学实验和探究):
1964年,Elrick等发现口服葡萄糖促进胰岛素分泌的作用相对静脉输注更明显。但为达到同样血糖水平,口服所需葡萄糖量以及胰岛素分泌量较静脉输注更多(生命科学史情境)。
结合上述情境中“为达到同样血糖水平,口服所需葡萄糖量以及胰岛素分泌量较静脉输注更多”这一发现,教师要求学生以曲线图的形式呈现出来,并设计实验加以证明;然后,提供Elrick实际实验的设计,引导学生进行比对和自我评价。教师提供研究者的研究数据(表1、表2),引导学生分析水牛静脉注射葡萄糖后血糖水平、血浆胰岛素水平的变化特点,引导学生归纳出实验结论:注射葡萄糖后1min开始显著升高,30min后增至峰值,而后缓慢下降;直至注射后420min,仍然显著高于注射前60min。
表1各组水牛血糖水平测定结果
表2各组水牛胰岛素和胰高血糖素测定结果
在学习中,学生产生疑问:水牛静脉注射葡萄糖后对血浆胰岛素影响明显,是否可以确定口服或静脉注射两种方式对水牛影响区别不大?教师追问:为了对该问题进行探究,如何补充一组实验?为什么不同给糖方式对人血胰岛素浓度的影响不同?在学生进行充分的思考和讨论后,教师提供下面科研情境试题让学生进一步分析思考:
(2017·凉山高三模拟)研究发现,口服等量的葡萄糖促进胰岛素分泌的作用明显强于静脉注射,这种额外的效应被称为“肠促胰岛素效应”。为研究肠促胰岛素效应”的调节机制,用狗进行了以下实验。请回答下列问题:
(1)对“肠促胰岛素效应”的调节机制作了如下假设:
假设一是通过神经调节:葡萄糖刺激小肠的神经,神经将兴奋传给胰腺,通过神经末梢释放______,作用于细胞