基于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的教學(xué)設(shè)計(jì)
——以“血糖平衡的調(diào)節(jié)”為例

王麗娟

（北京市回民學(xué)校 北京 100053）

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》）明確指出：生物學(xué)學(xué)科素養(yǎng)是學(xué)生在學(xué)習(xí)生物學(xué)課程中逐漸發(fā)展起來(lái)的，在解決真實(shí)情境中的實(shí)際問(wèn)題時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的價(jià)值觀念、必備品格與關(guān)鍵能力，包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任4個(gè)方面。科學(xué)思維是基于事實(shí)證據(jù)、運(yùn)用科學(xué)概念、通過(guò)科學(xué)推理和論證對(duì)客觀事物的本質(zhì)、規(guī)律及其相互關(guān)系作出判斷和解釋、對(duì)事物客觀發(fā)展變化作出預(yù)測(cè)的認(rèn)知方式。科學(xué)思維的培養(yǎng)是高中生物學(xué)課程的核心任務(wù)之一。教師在實(shí)際教學(xué)中要逐步發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，幫助學(xué)生用科學(xué)的方法探究和解釋生命現(xiàn)象和規(guī)律。

1 教材分析和設(shè)計(jì)思路

“血糖平衡的調(diào)節(jié)”是2020年人教版《選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》第三章第二節(jié)的部分內(nèi)容。《課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)該內(nèi)容的要求是：“舉例說(shuō)明激素通過(guò)分級(jí)調(diào)節(jié)、反饋調(diào)節(jié)等機(jī)制維持機(jī)體的穩(wěn)態(tài)，如甲狀腺激素分泌的調(diào)節(jié)和血糖平衡的調(diào)節(jié)等”。

通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)激素和激素調(diào)節(jié)已有初步了解，但對(duì)激素調(diào)節(jié)生命活動(dòng)的具體機(jī)制尚不清楚。為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，筆者設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，對(duì)教材資源進(jìn)行了取舍、加工及整合。教學(xué)過(guò)程中，教師首先從飯后血糖含量變化入手，激發(fā)學(xué)生興趣，引發(fā)學(xué)生思考；然后，組織學(xué)生分析細(xì)胞和分子機(jī)理圖，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)圖表信息的分析解讀能力及歸納推理的能力；最后，回歸生活實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生用生物學(xué)知識(shí)解釋生活中的實(shí)際問(wèn)題，落實(shí)了社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)的培養(yǎng)。

2 教學(xué)目標(biāo)

①通過(guò)對(duì)血糖來(lái)源與去向的分析，形成正常機(jī)體的血糖濃度在一定范圍內(nèi)維持動(dòng)態(tài)平衡的觀點(diǎn)。

②通過(guò)對(duì)細(xì)胞和分子機(jī)理圖的分析，培養(yǎng)獲取分析解讀信息能力；通過(guò)對(duì)關(guān)鍵問(wèn)題的思考、討論和闡述，培養(yǎng)歸納和推理能力。

③嘗試用生物學(xué)知識(shí)解釋生活中的實(shí)際問(wèn)題，倡導(dǎo)關(guān)愛(ài)健康，珍惜生命。

3 教學(xué)過(guò)程

3.1 創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)思考

教師展示正常人飯后血糖的含量變化曲線（圖1），提出問(wèn)題：飯后，正常人的血糖含量為什么升高？血糖只有短暫升高，很快就恢復(fù)正常。這是為什么？學(xué)生討論，師生共同總結(jié)，歸納血糖的來(lái)源和去向。

圖1 正常人飯后血糖的含量變化曲線

設(shè)計(jì)意圖：教師引導(dǎo)學(xué)生利用已有知識(shí)學(xué)習(xí)新知，解決問(wèn)題。師生共同歸納血糖的來(lái)源和去向，使學(xué)生明白血糖升高或者降低的途徑，為激素的作用機(jī)理學(xué)習(xí)做鋪墊。

3.2 分析資料，提升思維

教師提出問(wèn)題：胰島素如何降血糖？學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)，很容易說(shuō)出胰島素有降血糖作用，但是卻不能回答“胰島素如何降血糖”。教師展示圖2，引導(dǎo)學(xué)生分析圖2并完成任務(wù)單上的學(xué)習(xí)探究任務(wù)。

圖2 胰島素作用機(jī)理模式圖

教師引導(dǎo)學(xué)生思考：葡萄糖是如何進(jìn)入組織細(xì)胞的？葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是怎么合成的？當(dāng)血糖濃度升高時(shí)，囊泡的分泌量是否會(huì)發(fā)生變化？胰島素是如何到達(dá)靶細(xì)胞的？胰島素刺激細(xì)胞膜上的胰島素受體后，細(xì)胞內(nèi)會(huì)發(fā)生哪些變化？

學(xué)生討論、歸納出胰島素對(duì)靶細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用。

接著，教師提出問(wèn)題：機(jī)體為什么會(huì)在血糖升高的刺激下加速胰島素的分泌？這個(gè)問(wèn)題的答案對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是未知的知識(shí)，因此教師提供圖3，引導(dǎo)學(xué)生讀圖并完成任務(wù)單上的學(xué)習(xí)探究任務(wù)。

圖3 葡萄糖對(duì)胰島B細(xì)胞的作用

教師追問(wèn)：當(dāng)胰島B細(xì)胞周?chē)钠咸烟菨舛壬邥r(shí)，葡萄糖進(jìn)入胰島B細(xì)胞的量會(huì)如何變化？葡萄糖進(jìn)入胰島B細(xì)胞后，細(xì)胞內(nèi)會(huì)發(fā)生哪些變化？胰島素通過(guò)哪種方式釋放？

學(xué)生思考問(wèn)題后，嘗試以文字和箭頭形式表示胰島B細(xì)胞分泌胰島素的生理過(guò)程。

教師提出問(wèn)題：注射胰島素對(duì)高血糖癥狀都有效嗎？并簡(jiǎn)單介紹糖尿病相關(guān)知識(shí)，提供“胰島素抵抗”相關(guān)文本資料，引導(dǎo)學(xué)生思考：激素調(diào)節(jié)有哪些特點(diǎn)？胰島素抵抗的原因是什么？某人因體內(nèi)含有大量胰島素受體的抗體而表現(xiàn)出高血糖癥狀，注射胰島素能不能有效調(diào)節(jié)其血糖水平？為什么？課后，學(xué)生自主查閱資料了解糖尿病的患病機(jī)理并嘗試解釋。

設(shè)計(jì)意圖：教師設(shè)置一系列問(wèn)題，層層深入，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)并結(jié)合模式圖，逐步推理出胰島素的細(xì)胞分子作用機(jī)理；通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生探究知識(shí)、解決問(wèn)題的欲望，并有效培養(yǎng)學(xué)生對(duì)圖表信息的解讀能力和推理能力。教師引導(dǎo)學(xué)生分析血糖進(jìn)入胰島B細(xì)胞后可能引發(fā)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程，使學(xué)生能從分子水平更深入地理解激素調(diào)節(jié)的作用機(jī)理，并強(qiáng)化獲取分析和解讀信息的能力。教師使學(xué)生對(duì)糖尿病的原有認(rèn)知產(chǎn)生沖突，在引導(dǎo)學(xué)生用生物學(xué)知識(shí)解釋生活中實(shí)際問(wèn)題的同時(shí)，養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣，認(rèn)同并采納健康文明的生活方式。

4 教學(xué)反思

任何課堂教學(xué)都離不開(kāi)問(wèn)題，學(xué)習(xí)過(guò)程就是不斷提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程。好的問(wèn)題都能夠促進(jìn)學(xué)生深層次思考，啟發(fā)學(xué)生的思維，幫助學(xué)生形成愛(ài)思考、善分析的良好思維品質(zhì)。本節(jié)課上，教師對(duì)教材資源進(jìn)行取舍、加工及整合，圍繞“機(jī)體如何降血糖”這一主題，以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的方式，引導(dǎo)學(xué)生分析飯后血糖含量變化的曲線模型，解讀與推理胰島素分泌及作用機(jī)理，利用“胰島素抵抗”資料使學(xué)生對(duì)糖尿病的原有認(rèn)知產(chǎn)生沖突。這樣既實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生邏輯思維能力的培養(yǎng)，也在一定程度上提升了學(xué)生的批判性思維。