貫穿式情境在高中生物學復習課中的應用

摘要：以尿糖超標的甲、乙、丙為主線貫穿整個教學過程。分析癥狀及原因，構建血糖調節的概念模型；深化情境，探討胰島素釋放和作用的分子機制，提升學生分析與綜合、歸納與概括的思維能力；延伸情境，提出治療方案以解決實際問題，增強了學生的社會責任感。貫穿式情境能促使學生的知識體系化，思維發展更具連續性和遞進性，有利于提升學生的生物學學科核心素養。

關鍵詞：貫穿式情境；高中生物；學科核心素養

文章編號：1003-7586（2024）02-0084-03 中國分類號：G633.91 文獻標識碼：B

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》提出：生物學學科核心素養是解決真實情境中的實際問題時所表現出來的價值觀念、必備品格與關鍵能力，進一步明確了核心素養的情境屬性。2020年初，我國教育部考試中心發布了《中國高考評價體系》，該文件強調，創新評價方式要以情境為高考考查內容的載體。在近年的各地高考題中，大部分選擇題與非選擇題均以真實的情境化材料為題干，將社會與個人生活的各方面所涉及的與高中知識相關的實際問題設計為考題。

貫穿式情境教學法是創設真實教學情境為主線情境，針對涉及的知識點拆解或延伸主線情境，形成具有關聯性的分支情境，根據分支情境設置任務和問題形成探究主線，引導學生持續進行情境學習的一種教學模式。

在高三生物學復習備考教學過程中，多數教師都積極地在教學中使用情境教學法。但是，許多時候情境僅被應用于課堂教學的導入環節，僅起到在課堂之初引起學生興趣的作用，在隨后的教學環節中卻不再提及，這一做法容易讓學生在后續脫離情境的學習中失去熱情，缺乏思維的連續性。教師在情境教學過程中采用一個知識點創設一個情境，或一個知識點創設多個不同情境，學生在頻繁更換的獨立情境中學習相關知識，使得課堂探究主線弱化，邏輯不明朗，對知識框架的建構和科學思維的發展非常不利。

貫穿式情境可以通過一個大情境下的分支情境將零散的知識點串聯起來，學生得以在整體化的情境中保持學習的興趣，同時進行知識的建構，理清知識點的內在邏輯，有利于深度理解知識體系，使得思維具有連續性、遞進性，有利于生物學學科核心素養的發展。

1教材分析及設計思路

隨著國人生活水平的不斷提高，糖尿病發病率有逐年增加的趨勢，身邊的糖尿病人也越來越多，成為了一個非常重要的社會問題和醫學問題。糖尿病微專題涉及血糖的來源和去向，血糖調節的方式和機理，糖尿病的癥狀、類型、預防及治療方法。本微專題中，通過對3位尿糖異常的患者從尿糖濃度、血糖濃度、癥狀分析、治療方案等不同角度的分析，能將本微專題所涉及的知識點聯系起來，并采用事實性資料、圖表來引導學生獲取信息、分析問題、解決問題，一定程度上可以提升學生的科學思維，發展學生的生物學科核心素養，提高學生的應試能力。

2教學目標

（1）通過對真實情境的分析，掌握糖尿病的判斷標準，能夠用模型與建摸的方法闡明血糖平衡調節的過程。

（2）基于對事實性資料與圖文模型的分析，能夠歸納概括出胰島素釋放的分子機制和胰島素作用的分子機制，提高分析問題與解決問題的思維能力。

（3）通過對糖尿病癥狀的原因分析，嘗試運用模型與建模的方法闡明糖尿病“三多一少”的機制，進一步強化結構與功能觀、穩態與平衡觀，增強糖尿病知識宣傳的社會責任。

（4）基于真實情境對糖尿病類型進行判斷和原因分析，嘗試運用所學知識給出相應的治療思路與預防措施，增強社會責任感，做健康中國的促進者和實踐者。

3教學過程

3.1創設情境，引出主題

教師給出情境：在最近的聚會中，甲、乙、丙發現他們有相同的苦惱——尿糖超標，并且甲和乙還出現多尿、多飲、多食但體重減少的癥狀。教師提出問題：你能否利用所學知識為甲、乙二人解惑？學生比較容易就能判斷出這是糖尿病的癥狀。教師繼續追問，判斷的依據是什么？教師通過身邊常見的真實情境，引發學生的興趣，接著引導學生積極結合尿液的形成過程及滲透壓等知識，逐一對“尿糖”“多尿”“多飲”“多食但體重減少”的癥狀進行分析。教師引導學生，通過用已學知識分析實際問題并作出判斷，進一步強化學生的邏輯推理能力。

3.2延續情境，建構概念

在前面給出的情境的基礎上，教師繼續深化情境。

情境：甲、乙和丙聽了大家的分析后，為弄清楚是否患糖尿病，又去醫院進行了一次血液檢測，結果如圖1所示（已知糖尿病血糖濃度指標為空腹≥7.0 mmol／L、餐后2h≥11.1 mmol／L）。

基于此情境，提出問題串：問題一，據圖初步判斷糖尿病患者是誰？你的理由是什么？問題二，正常人體內血糖的來源和去路分別有哪些？問題三，丙餐后1h內血糖濃度持續上升，原因是什么？1h后血糖濃度開始下降，原因是什么（請嘗試用建模的方法建構該過程的血糖調節模型）？問題四，通過血糖平衡調節的模型可以看出哪兩方面的信號可以促進胰島素的分泌？

通過上述問題的解決，引導學生通過基于真實情境的數據分析，初度判斷糖尿病，并聯系人體血糖來源與去路的相關知識，強化學生對血糖平衡調節模型的運用，有利于學生知識體系的形成。

3.3深化概念，發展思維

在建構了血糖調節模型的基礎上，繼續深入地探討葡萄糖對胰島B細胞的作用機制、胰島素的釋放及對靶細胞的作用機理。

教師給出葡萄糖對胰島B細胞的作用機制模式圖（見圖2），并引導學生深度分析胰島索的釋放機制。首先是根據圖示推測胰島B細胞是如何感受到血糖含量的變化的？教師要引導學生完整地描述胰島素的釋放機制。葡萄糖濃度升高到刺激閩以上時，葡萄糖經胰島B細胞膜上的轉運蛋白進入細胞。細胞經過呼吸過程產生大量ATP，阻斷ATP敏感型K+通道，進而抑制了K+的外流，使細胞膜內的電位升高，Ca2+通道打開，胞內的Ca2+濃度升高，促進胰島索分子以胞吐的方式釋放到細胞外。之后，教師進一步引導學生根據胰島索作用機理圖（見圖3）描述胰島素降血糖的機理。胰島素對靶細胞的調節作用至少表現在兩個方面，一方面是增加靶細胞膜葡萄糖轉運蛋白的數量，從而促進靶細胞對葡萄糖的吸收；另一方面，胰島素通過調節酶的活性，促進對葡萄糖的利用和儲存。

通過問題串引導學生自主學習、合作探究，分析胰島素釋放的分子機制和作用的分子機制，加深對血糖平衡調節分子機制層面的認識。這個過程訓練了學生識圖析圖、分析與綜合、歸納與概括的思維能力和應試能力，也進一步深化了學生對結構與功能觀的領悟。

3.4遷移運用，解決問題

在建構了血糖調節的模型，并分析了胰島素的釋放和作用機理之后，再回到情境所述的糖尿病的問題，用所學知識來診斷、治療與預防糖尿病。

情境：醫院為了進一步確定甲、乙的糖尿病類型，分別對他們血液中的胰島素含量進行了檢測，結果如圖4所示，其中丙為正常人體內胰島素水平變化曲線。

通過小組討論回答下列問題：問題一，可以通過抽血檢測胰島素在體內的含量的原因是什么？問題二，分析胰島素含量測定結果，判斷甲、乙二人患糖尿病的類型并說出依據。問題三，有一種胰島素依賴型糖尿病是由于患者體內某種T細胞過度激活為細胞毒性T細胞后，選擇性地與胰島B細胞密切接觸，導致胰島B細胞死亡而發病的，患者的胰島索含量低于正常水平。若甲的糖尿病是上述機制導致的，在免疫學上這種病稱為什么？你能否針對該病提出兩種治療措施？問題四，對乙的基因測序提示其胰島B細胞中HDAC基因呈低甲基化，導致HDAC基因過量表達而積累了大量HDAC蛋白，進而引起胰島B細胞對葡萄糖刺激的敏感度下降。你能提出針對該種糖尿病的一種潛在的新療法嗎？問題五，糖尿病與人們的飲食狀況和生活方式有直接的關系，飲食過多而不節制、營養過剩、體力活動過少，肥胖等都是糖尿病的誘因，那么日常生活中我們如何有效防治糖尿病？

通過對情境進行再利用，以及問題串層層遞進地引導，學生認識到在確診糖尿病后，醫生需要進一步確認糖尿病的類型，分析可能的原因后才能有針對性地提出治療方案。教師通過呈現相關資料引導學生自主分析解決問題，激發了學生的學習熱情和求索欲望，訓練了學生的科學思維和嘗試運用所學知識解決實際問題的能力。教師通過對糖尿病預防方面的思考，引導學生學會健康生活，增強社會責任感，做健康中國的倡導者與實踐者。

4結合課例反思總結、提煉方法

在高三復習課中，學生對于基礎知識點已經知曉，課堂少了很多新奇感，容易枯燥無味。而復習課需要高效地將整個高中階段的零碎的知識點構建成體系，并能發展學生的思維和能力，以提升學生的學科核心素養。因此，在高三生物學的復習課開展情境教學，優化情境教學方式，能夠保持學生的學習興趣，幫助學生理解問題，分析習題情境，實現知識的提取和遷移應用。

貫穿式情境讓課堂主線由情境主線與知識主線交織而成，學生得以在整體化的情境中保持學習的興趣，同時進行知識的建構，理清知識點的內在邏輯，有利于深度理解知識體系。在真正面對生活中的相關情境時，學生先前所獲得的知識和技能也更有可能發生遷移，使得思維具有連續性、遞進性，有利于科學思維的發展。