姜桂波

新課程改革以來,生物學科的課程設置和知識內容發生了變化,在評價中出現了一類新題型:科普文閱讀。科普文是普及科學知識的文章,能夠全方位考查學生的生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任等學科核心素養。教學中從“讀—思—寫”三個方面有機結合進行訓練,培養學生的解讀能力和應用能力是切實可行的,也有助于生物學科核心素養的落實。
讀中思
讀懂文本內容才能應用文本信息解決問題,剖析科普文要以解讀為基礎。教材是無聲的老師,是知識的來源,也是培養學生解讀能力最好的“教具”。教師要有意識地引導學生閱讀教材,還要科學規劃,分層次、有步驟地進行訓練,培養學生解讀文本的習慣和能力。
訓練伊始,可以采用“以問導讀”的方式,由教師提出問題,讓學生帶著學習任務讀書。而后可以采用“以讀導問”的方式,促使學生由“被問者”向“提問者”的角色轉換,進一步提高學生的科學思維能力,變被動思考為主動探索。
例如教學《神經沖動的產生與傳導》時,首先是激趣設疑。教師帶領學生做一個小游戲“24點”:隨機抽出四張撲克牌,看誰能最快找到計算結果等于24的方法。在點燃學生的興趣后提出思考問題:由看到撲克牌數字到說出計算方法,這一反射活動主要由哪些結構參與完成?學生根據學習經驗初步嘗試回答。接下來繼續拋出問題:興奮在反射弧中以什么形式傳導,又是怎樣傳導的?由此引入課程內容的學習。
其次,以問導讀。要想解決“激趣設疑”環節中提出的問題,學生必須了解“興奮在神經纖維傳導的形式是什么”。帶著疑問,學生開始閱讀教材,尋找答案。教師進一步設問,學生再次閱讀教材,更為深入地思考。學生會產生一些疑惑,教師則及時點撥,補充拓展資料。
最后,以讀導問。在完成反射的過程中,興奮需要經過多個神經元,一般情況下,相鄰的神經元并不是直接接觸的。那么當興奮傳導到一個神經元的末端時,它是如何傳遞到另一個神經元的呢?此時教師引導學生帶著疑問閱讀教材,學生很快會發現兩個神經元之間興奮的傳遞是經由突觸實現的。
在生理狀態下,神經元之間是如何構成突觸這種連接的?學生通過閱讀能夠得出:神經元的軸突末梢經過多次分枝,每個小枝膨大,呈杯狀或球狀,叫作突觸小體。突觸小體與其他神經元的細胞體或樹突等相接近,共同形成突觸。此時學生會提出疑問:上下游神經元之間的突觸是一一對應的嗎?教師給學生展示一張真實突觸連接電鏡圖片,學生會發現是一對多的,這樣才能實現神經系統復雜的調節機制,落實結構與功能相統一的生命觀念。
通過解讀教材,學生能梳理出突觸結構的構成以及興奮在神經元之間的傳遞過程:當神經末梢有神經沖動傳來時,突觸小泡受到刺激,就會向突觸前膜移動并與它融合,同時釋放化學物質神經遞質。神經遞質經擴散通過突觸間隙,與突觸后膜上的相關受體結合形成神經遞質受體,從而改變了突觸后膜對離子的通透性,引起突觸后膜電位變化。這樣,信號就從一個神經元通過突觸傳遞到另一個神經元。隨后神經遞質會與受體分開,并迅速降解和回收至細胞,以免持續發揮作用。此時學生提出疑問:為什么興奮在神經纖維上的傳導是雙向的,而神經元之間興奮的傳遞是單向的?結合突觸結構示意圖讓他們再仔細品讀“由于神經遞質只存在于突觸小泡中,只能由突觸前膜釋放,然后作用于突觸后膜上”,最終理清了“突觸的結構特點決定了它的功能特性”的科學結論。
此時教師向學生提出問題:為什么在突觸處興奮傳遞的速度比在神經纖維上要慢?學生重新梳理具體過程并得出答案:發生電信號—化學信號—電信號的轉換。此時學生又提出疑問:突觸只存在于神經元之間嗎?引導學生閱讀教材“思維訓練”,得出突觸廣泛存在于神經元與神經元、神經元與心肌、神經元與骨骼肌、神經元與平滑肌之間,乃至神經元與腺體之間。讓學生通過進階思考加深對知識的理解,科學思維能力得以提升。
教師乘勝追擊,引導學生閱讀教材,用所學知識分析濫用興奮劑、吸食毒品的危害,進而使其珍愛生命,遠離毒品。同時提升其社會責任感,鼓勵學生向身邊的家長、朋友宣傳濫用興奮劑和吸食毒品的危害。
思中寫
科普文內容并不是教材知識的簡單呈現,而是緊密聯系生物學研究的新進展,普及科學知識,是教材相關內容的延伸和提高。以教材知識為本,以科學資料為輔,通過一篇篇科普文章,總結基本方法,讓學生解決問題時有據可循,拓寬視野、提高應用能力。
例如學習自然選擇與適應的形成時,通過閱讀科普文章《蚜蟲的適應策略》,學生加深了對適應性形成的認識。一是找出關鍵信息。閱讀科普文之前先瀏覽需要解決哪些問題,然后帶著問題閱讀,邊讀邊“圈圈點點”進行標注,找出其中的關鍵信息,并書寫關鍵詞。學生通過瀏覽發現要解決的問題是“蚜蟲能夠持續吸食植物篩管汁液,而不引起篩孔堵塞的原因”。要想解決此問題,弄清楚篩管堵塞和篩管通暢的機制是基礎。通過快速閱讀,學生發現有關此問題的闡述在文章的第二段,具體如下:
蚜蟲以植物為食。植物通過篩管將以糖類為主的光合產物不斷運至根、莖等器官。組成篩管的篩管細胞之間通過篩板上的篩孔互通。篩管受損會引起篩管汁液中Ca2+濃度升高,導致篩管中P蛋白從結晶態變為非結晶態而堵塞篩孔,以阻止營養物質外泄。蚜蟲取食時,將口器刺入植物組織,尋找到篩管,持續吸食篩管汁液,但刺吸的損傷并不引起篩孔堵塞。體外實驗表明,篩管P蛋白在Ca2+濃度低時呈現結晶態,Ca2+濃度提高后P蛋白溶解,加入蚜蟲唾液后P蛋白重新結晶。
學生邊閱讀邊提取出:篩孔通、Ca2+濃度、P蛋白結晶、P蛋白溶解、篩孔堵等關鍵詞,并書寫記錄。
二是加工處理信息。找出關鍵信息后,接下來進行信息處理,分析信息間的內在聯系,用箭頭等符號將關鍵詞連接,構建簡單的概念圖、原理圖。篩管堵塞和篩管通暢的機制是什么?關鍵詞之間的內在邏輯關系是什么?學生帶著疑問精細品讀,能夠得出:當Ca2+濃度低的時候,P蛋白結晶,篩管通;當篩管受損的時候,Ca2+濃度上升,P蛋白溶解,由結晶態轉變為非結晶態,篩管堵。此時,學生便可以繪制出簡單的概念圖,闡明篩管堵塞和篩管通暢與Ca2+有關。據此邏輯,蚜蟲的口器刺入植物組織,篩管受傷,Ca2+濃度升高,P蛋白溶解,由結晶態轉變為非結晶態,篩管堵,但實際情況是刺吸的損傷并沒有引起篩管堵塞。為解決這一矛盾,學生再次精讀體外實驗部分發現“加入蚜蟲唾液后P蛋白重新結晶”。此時,學生便可推理出:唾液中存在抑制Ca2+作用的物質,繼續完善概念圖。
三是將概念圖的內容轉換成學科術語進行表述,解決相關問題。在概念圖的基礎上進行表達:蚜蟲唾液中有抑制Ca2+對P蛋白作用的物質,使得蚜蟲對篩管細胞的刺吸損傷并不引起篩孔堵塞,以保證蚜蟲的持續吸食,這正是蚜蟲在進化過程中形成的適應性策略。科普文中“蚜蟲能夠持續吸食植物篩管汁液,而不引起篩孔堵塞”這一問題也就迎刃而解。
通過“讀—思—寫”的訓練,學生閱讀科普文的能力得到提高,能夠在短時間內快速閱讀并有效解決問題,學科核心素養在訓練中逐步提升。華羅庚說過:“科學成就是由一點一滴積累起來的,唯有長期的積聚才能由點滴匯成大海。”對學生能力的培養同樣也需要長久的訓練,育人理念應該落實在日常教學的每一節課中。