“促胰液素的發現”的教學設計及其價值分析*

馬小明

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“促胰液素的發現”的教學設計及其價值分析*

馬小明

摘 要：以往“促胰液素的發現”的教學只重視知識性目標的達成，忽略了能力目標和情感態度與價值觀目標的達成。本文采用啟發式并結合學生自學的教學方法進行設計，發現該科學史對于學生實驗設計能力、實驗結果的分析處理能力以及大膽質疑、勇于挑戰權威等創新性思維的培養等都很有價值和意義。

關鍵詞：促胰液素；科學史；教學價值

一、生物科學史的教學價值

新課程實施以來尤其重視科學史的教學，科學史的教學關鍵是了解生物學家發現科學理論的過程，即如何提出問題、解決問題以及這個科學理論之所以產生的情境，使學生能夠深刻體會科學家如何從事研究工作，進而讓學生了解科學家在認知過程中所運用的思考模式和認知能力［1］。科學史的教學可以使學生的思維與前人的認識形成過程產生共鳴，有利于學生理解科學的本質。其次，生物科學史中蘊涵著豐富的獨創素材，這些創新思維的精彩事例可以啟迪學生的心智，為學生進行創新思維提供借鑒和參考，促進學生創新思維的發展，是教師鼓勵學生發現問題、大膽質疑、提出新見解的良好素材。另外，通過科學家的事跡感動和激勵學生，可以促進學生情感態度與價值觀的健康發展。

二、教材分析和設計思路

《通過激素的調節》這節內容需要兩課時學習，第一課時的主要教學內容為“激素調節的發現”及“人體主要內分泌腺及其分泌的激素”；第二課時的主要教學內容為“激素調節的實例”，包括血糖平衡調節與甲狀腺激素分泌的分級調節以及激素調節的特點。其中第一課時的“激素調節的發現”以科學史“促胰液素的發現”為例介紹，這部分的教學目標包括：描述動物和人體的激素調節；討論促胰液素的發現過程中，科學態度和科學精神所起的重要作用。重難點是：促胰液素的發現過程。在往常的教學中，教師重視“激素調節的實例”，而忽視“促胰液素的發現”的教學，即重視知識性目標的達成，忽視了能力目標和情感態度和價值觀目標的達成，沒有去深入挖掘該科學史蘊含的教學價值和意義。

筆者在教學中采用啟發式并結合學生自學的方式組織“促胰液素的發現”的教學，效果不錯。設計思路是：回顧神經調節要點，而后過渡：“在20世紀之前，學術界普遍認為，人和動物體的一切生理活動都是由神經系統調節的。那么，除了神經調節機制外還有沒有其他的調節機制呢？”提出疑問激發學生求知欲，引領學生進入“促胰液素的發現”的學習，這部分為授課重點。通過促胰液素的作用機理的了解，導出“激素調節”概念。

三、“促胰液素的發現”的教學設計

“促胰液素的發現”由3個故事構成：“囿于定論的沃泰默”“另辟蹊徑的斯他林和貝利斯”以及“巴甫洛夫的感慨”。想要上好這節課，必需挖出這些故事中蘊含的教學價值，需要去思考教材設計這些故事的意圖所在。所以，筆者引導學生對科學家的實驗進行分析、質疑、修正，依此作為主攻目標去設計“促胰液素的發現”的教學。以下為“促胰液素的發現”的教學設計（部分）。

【教師】胰腺能分泌胰液，胰液通過導管注入小腸，用于消化食物。胰液的分泌是如何調節的呢？現在，同學們仔細閱讀資料“囿于定論的沃泰默”思考并回答下列問題（借助課件展示）。

（1）19世紀學術界認為胰液的分泌是如何調節的？（用流程圖形式展示）

（2）沃泰默做了哪些實驗去驗證這種說法？實驗結果如何？

（3）對比分析沃泰默的實驗，你能得出什么結論？

（4）對于實驗結果，沃泰默是如何解釋的？

學生通過自主閱讀教材和小組成員間交流討論，形成對每個問題的看法。5分鐘后教師示意學生展示學習成果。

【設計意圖】第（1）問，主要培養學生信息提取和轉化能力，教材中用文字形式說明了19世紀學術界對胰液分泌調節的觀點，這里學生需要將文字信息轉化為流程圖（如圖1所示）。第（2）問學生需要列出沃泰默的三組實驗（如圖2所示）。

圖1　19世紀學術界認為胰液的分泌是神經調節的結果

圖2　沃泰默實驗流程圖

第（3）問引導學生分析沃泰默的實驗。學生通過兩兩對照，找到自變量，分析不同變量對結果的影響。例如，在授課中學生通過對照第1，2組實驗，得出“胰腺分泌胰液不是稀鹽酸直接作用于胰腺引起的。”通過對照第1，3組實驗，得出“稀鹽酸導致胰腺分泌胰液與神經的有無無關。”討論至此，可以看出“胰腺分泌胰液不是神經調節的結果”但是，沃泰默給出的解釋卻是“這是一個非常頑固的神經反射。”而這正好與標題“囿于定論的沃泰默”相呼應。

【教師】既然胰腺分泌胰液不是神經調節的結果，那又是什么在調節呢？同學們閱讀資料“另辟蹊徑的斯他林和貝里斯”思考并回答下列問題（借助課件展示）。

（1）對于沃泰默的實驗結果，斯他林和貝里斯提出怎樣的假設？

（2）對于這種假設他們設計了怎樣的實驗去驗證？

（3）實驗結果是什么？這說明什么？

（4）這個實驗嚴謹嗎？你能補充或修改使其更加嚴謹嗎？

（5）分析哪些因素使斯他林和貝里斯抓住了成功的機遇？

學生通過自主閱讀教材和小組成員間交流討論，形成對每個問題的看法。5分鐘后教師示意學生展示學習成果。

【設計意圖】問題（1）（2）（3）根據科學發現的一般過程設計：對某一問題或現象提出合理假設，設計并實施實驗驗證假設，分析實驗得出結論。其中，問題（2）在教材中只有一組實驗（如圖3所示）。而根據這個實驗得出結論“在鹽酸作用下，小腸粘膜產生某種化學物質，這種物質進入血液，隨血流到達胰腺，引起胰液分泌”，這點很值得探討分析。通過問題（4）引導學生分析和補充實驗：學生能夠很快地看出，他們制取的提取液中成分較復雜，有稀鹽酸、細胞破碎后的內容物以及他們假設中在鹽酸作用下小腸粘膜釋放的“化學物質”，那么這樣成分復雜的提取液注入靜脈引起胰腺分泌胰液，為什么就說是“化學物質”的作用？進而，學生提出對照組補充實驗（如圖4所示）。

圖3　斯他林和貝里斯實驗流程圖

圖4　對斯他林和貝里斯實驗的補充實驗

四、教學反思

本節課的教學過程中，教師通過挖掘科學史蘊含意義，精心設計問題以引領學生自主學習，學生表現出很高的學習積極性，而且學生提出的想法和方案很多時候超出了教師的預期。與以往的教學相比較本教學設計不僅僅實現了本節課的知識性目標，更重要的是經過這樣深入的分析實驗、更加嚴謹的補充實驗，真正意義上實現了本節課的情感態度與價值觀目標和能力目標：要有大膽質疑、勇于挑戰權威的精神；實驗設計要嚴謹科學；要具有創造性的思維等。只有這樣才能真正培養學生的實驗設計、分析以及結果處理能力；才是對學生終身有益的教學。這也正是這節課蘊含的教育價值所在。

參考文獻

［1］ 唐艷婷，張迎春.生物科學史教育的教學價值及實施策略［J］.科學教育，2011（1）:57-58.

作者信息

馬小明，本科，中教二級。甘肅省臨夏中學，731100

*基金項目：本文系臨夏州教育科學“十二五”規劃課題“臨夏地區高中生物實驗教學現狀調查及對策研究”（編號：LX［2015］GH005）階段性成果之一。