拋錨式教學在生物學概念教學中的應用

李守宇

(江蘇省宜興市教師發展中心 無錫 214206)

拋錨式教學，亦稱“實例式教學”或“基于問題的教學”。它是指教師創設與當前學習主題密切相關的真實事件或問題(即“錨”)，學生通過自主以及同伴合作學習，親身體驗目標從提出到達成的全過程的一種教學模式[1]。拋錨式教學主要包括3個基本步驟： ①拋錨(創設情境，拋出問題)；②解錨(自主合作，解決問題)；③收錨(聚焦本質，深化應用)。

1 拋錨式教學原理的教學設計

1.1 創設真實情境，定點拋錨，引發認知沖突 戴維·梅里爾認為，當學習者在現實世界問題或者任務的情境中掌握知識和技能時，其學習會得到促進[2]。情境創設能反映新舊知識間的聯系，有助于學生對知識重構，進而產生思維和聯想。

在“單基因遺傳病”的概念教學中，教師精心遴選了來自本市一位患先天性聾啞的家系，并繪制了遺傳系譜圖(圖1)，然后拋出問題： 先天性聾啞的遺傳方式是什么？

圖1 患先天性聾啞家系的遺傳系譜圖

學生根據已有的知識和經驗，通過對系譜圖分析，得出兩種截然不同的結論： 一種是依據系譜圖中Ⅰ1、 Ⅰ2和Ⅱ3(或Ⅱ6或Ⅱ8)的性狀表現，判定屬于常染色體隱性遺傳病；另一種是依據系譜圖中Ⅱ1、 Ⅱ2和Ⅲ1的性狀表現，判定屬于常染色體顯性遺傳病。由此引發學生的“認知沖突”，于是教師進一步追問： 產生此沖突的原因是什么？哪個結論才是正確的？

認知沖突是指學生已有認知結構與新知識或新情境之間不能包容，或不同學生對某一問題存在不同看法的現象。通過創設合理的教學情境可引發學生產生認知沖突，拋錨式教學中情境是思維的起點，沖突是思維的動力，以情境為支架，引導學生在沖突中層層深入，不斷揭示問題的本質。

1.2 把握認知沖突，合力解錨，揭示概念本質 在課堂教學中出現認知沖突既是一種偶然又是一種必然。教學中合理把握沖突有助于學生更新認知結構，消除認識“盲點”，進而揭示概念的本質[3]。認知沖突的消除需要師—生和生—生之間的對話交流，合力解決。

例如，本節中，僅依據系譜圖中的信息無法確定先天性聾啞的遺傳方式，教師需繼續向學生提供先天性聾啞的相關信息(資料1)。

資料1： 研究發現，絕大多數的先天性聾啞受兩對等位基因控制，一對基因(A、 a)中，顯性基因控制正常耳蝸管的形成,另一對基因(B、 b)中，顯性基因控制聽神經的正常發育,任何一對基因都可單獨致病。

學生將資料1和系譜圖結合分析，認為患者Ⅱ1和Ⅱ2來自兩個無明顯親緣關系的家庭，考慮這兩個家庭可能攜帶不同的致病基因(a或b)。因此，應根據Ⅰ1、Ⅰ2和Ⅱ3(或Ⅱ6或Ⅱ8)的性狀表現判斷先天性聾啞屬于常染色體隱性遺傳。通過以上分析，學生明確了先天性聾啞是一種受兩對等位基因控制且任何一對基因都可單獨致病的遺傳病。

教師繼續設問： 先天性聾啞屬于多基因遺傳病還是單基因遺傳病？為了解決這一問題，向學生提供資料2。

資料2： 單基因遺傳病是指受一對等位基因控制的遺傳病。多基因遺傳病是指受兩對以上的等位基因控制的遺傳病，致病的多對基因間無顯隱性之分，但具有微效的累加效應，當基因的累加效應達到或超過某一閾值時個體就會患病。

根據資料1和資料2，學生基本能夠確定先天性聾啞屬于單基因遺傳病，并且對單基因遺傳病中的“單基因”與“一對基因”之間的關系有了更為深刻的理解，即單基因遺傳病并不是僅與一對基因有關，而是當其中一對基因突變時就足以致病。

至此，師生共同完成了“單基因遺傳病”這一重要概念的本質的探索歷程。

1.3 聚焦概念本質，及時收錨，深化概念應用 對概念本質的揭示并不是概念教學的終點，學生應該在理解概念的基礎上繼續聚焦概念本質，解決生產、生活和學習中遇到的一些實際問題。

例如，在學生明確了“單基因遺傳病”的概念本質后，教師繼續提供資料3、 4，學生通過分析、討論和交流，進一步深化對概念的理解和應用。

資料3： 圖2表示人體內苯丙氨酸代謝途徑，部分代謝途徑異常可導致人類遺傳病的發生。

圖2 人體內苯丙氨酸的代謝途徑

資料4： 當一對表型正常的夫婦生出一個唇裂患兒后，再次生育的發病風險為4%；如果已生育兩個唇裂患兒，再次生育的發病風險增加2～3倍，發病風險可增高到10%左右。如果患者只有一側唇裂，其同胞再發風險為2.46%；一側唇裂并發腭裂，同胞再發風險為4.21%；如果是兩側唇裂并發腭裂，同胞再發風險則為5.74%[4]。

根據資料3、 4，讓學生分析尿黑酸癥、白化病和唇(腭)裂分別屬于單基因遺傳病還是多基因遺傳病？判斷依據是什么？若是單基因遺傳病，其致病基因分別是什么？對于尿黑酸癥，學生比較容易做出準確判斷；對于白化病，學生容易誤認為白化病是由基因①和基因②共同控制的單基因遺傳病，其原因在于忽視了人體內氨基酸的來源途徑，除了自身合成以外，還能從食物中攝取；對于唇(腭)裂，學生需要充分挖掘資料4中隱含的信息，如： 再發風險率與家族中發病人數及發病情況的關系，家族成員再發風險越高，說明家族成員含致病基因的數量越多，患者病情越嚴重，說明其父母攜帶的致病基因越多，患者的同胞和子女發病風險就越高。這些信息表明唇(腭)裂應屬于多基因遺傳病。

2 拋錨式教學應用的體會和思考

上述案例中，師生圍繞“先天性聾啞的遺傳方式和歸屬”這個“錨”展開深入討論，并最終建構“單基因遺傳病”這一重要概念。然而，如何從現實的“錨”回歸到抽象的生命概念的“髓”呢？拋錨式教學法將認知沖突這個“錨”置前，將概念置后，讓學生圍繞“錨”開展研究，最終認同“錨”的科學價值。與教師先灌輸一個概念，再通過大量的實例來印證這個概念成立不同，拋錨式教學法不是從道及法，而是由法悟道，探出生命概念之精髓，最終實現從記憶事實向理解概念的轉變。

拋錨式教學的主要優勢在于以問題和逼真的情境為主導，深入挖掘學生的學習內驅力，著重突出學生探究活動的主體性和合作性，從而保持長期有意義的學習。同時，教師的角色也發生著根本性的轉變，從原來單純的信息提供者轉變為課堂的組織者、學生探究的引導者，甚至成為學生知識建構的合作者，是走向有效課堂對話的合理選擇。