“情境—問(wèn)題”驅(qū)動(dòng)法在整合重構(gòu)高中生物學(xué)大概念中的應(yīng)用

摘 要：筆者發(fā)現(xiàn)多數(shù)教師在復(fù)習(xí)課中喜歡以“一例一理”的方式授課，然而，由于素材、分析實(shí)例以及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)三者之間未被系統(tǒng)性地整合，學(xué)生進(jìn)入情境后，未能充分思考相關(guān)問(wèn)題就被迫進(jìn)入下一個(gè)情境。此外，情境之間沒(méi)有構(gòu)建內(nèi)部知識(shí)的聯(lián)系，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)核心概念理解不透徹，對(duì)概念間的關(guān)系分析不清，難以通過(guò)構(gòu)建模型來(lái)重構(gòu)概念關(guān)系，進(jìn)而解決實(shí)際問(wèn)題。本文基于此教學(xué)困境，創(chuàng)建大情境及貼近學(xué)生生活的系列子情境，結(jié)合問(wèn)題驅(qū)動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生獲取生物學(xué)事實(shí)，在復(fù)習(xí)舊知中解決實(shí)際問(wèn)題；幫助學(xué)生在整合重構(gòu)大概念的過(guò)程中，發(fā)展科學(xué)思維，形成生命觀念。

關(guān)鍵詞：“情境—問(wèn)題”驅(qū)動(dòng)法；整合重構(gòu)；高中生物學(xué)大概念

文章編號(hào)：1003-7586（2024）11-0005-03 中圖分類(lèi)號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1 教學(xué)分析

“人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”是人教版普通高中教科書(shū)《生物學(xué)·選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》第1章的內(nèi)容。本章主要由內(nèi)環(huán)境的組成及其理化性質(zhì)、內(nèi)環(huán)境是細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的媒介、機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié)機(jī)制這三個(gè)模塊組成。常規(guī)教學(xué)中，教師首先通過(guò)分析血漿、組織液和淋巴液之間的關(guān)系示意圖，讓學(xué)生構(gòu)建起內(nèi)環(huán)境組分的模型。接著，教師以?xún)?nèi)環(huán)境中的某種物質(zhì)成分為例，探討各個(gè)器官及系統(tǒng)如何共同維持內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。最后，教師通過(guò)分析血檢化驗(yàn)單、列舉內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調(diào)實(shí)例、展示體溫日變化規(guī)律以及模擬生物體維持pH穩(wěn)定的相關(guān)實(shí)驗(yàn)等方式，讓學(xué)生構(gòu)建穩(wěn)態(tài)的概念并理解生物體維持穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機(jī)制。

2 教學(xué)目標(biāo)

（1）通過(guò)對(duì)穩(wěn)態(tài)失調(diào)情境到穩(wěn)態(tài)恢復(fù)情境的問(wèn)題進(jìn)行分析，構(gòu)建穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的概念模型；運(yùn)用模型解決實(shí)際問(wèn)題，發(fā)展結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀的生命觀念。

（2）通過(guò)呈現(xiàn)資料和問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的形式，在分析與討論中嘗試運(yùn)用歸納與概括的方法，從子情境問(wèn)題中提取生物學(xué)事實(shí)，重構(gòu)概念關(guān)系；在分析資料中復(fù)習(xí)舊知，提高解決綜合問(wèn)題的能力。

（3）通過(guò)情境問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，在模擬生物體維持pH穩(wěn)定機(jī)制的實(shí)驗(yàn)中，深化對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路的理解，構(gòu)建內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的概念，闡明機(jī)體穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的機(jī)制。

（4）通過(guò)對(duì)情境問(wèn)題進(jìn)行分析，厘清穩(wěn)態(tài)失調(diào)出現(xiàn)的癥狀和危害，解釋穩(wěn)態(tài)恢復(fù)的原因，了解健康的生活方式對(duì)于維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)和預(yù)防疾病具有重要的意義，進(jìn)而養(yǎng)成健康的生活習(xí)慣。

3 教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：闡明內(nèi)環(huán)境的組成成分和理化性質(zhì)，構(gòu)建穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制的概念模型。

難點(diǎn)：在解決情境問(wèn)題的過(guò)程中重構(gòu)穩(wěn)態(tài)概念，發(fā)展科學(xué)思維并形成生命觀念，提高解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。

4 教學(xué)設(shè)計(jì)思路

本節(jié)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)如圖1所示。

5 教學(xué)過(guò)程

大情境：某學(xué)生上山采摘獼猴桃，過(guò)程中其身體機(jī)能出現(xiàn)一系列反應(yīng)，包括低血糖、腹瀉、中暑和獼猴桃毛過(guò)敏等癥狀。該學(xué)生被父母送去醫(yī)院，經(jīng)過(guò)抽血化驗(yàn)和診斷治療之后，身體恢復(fù)了健康。

設(shè)計(jì)意圖：大情境圍繞“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”這一生命觀念，以學(xué)生患病—看病—治病的情境貫穿始終，明確主線(xiàn)。教師創(chuàng)設(shè)與穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)相關(guān)概念的多個(gè)子情境，以問(wèn)題鏈的形式吸引學(xué)生注意，激發(fā)學(xué)生的探究熱情，子情境之間的連續(xù)性使學(xué)生能夠保持思維的連續(xù)性和完整性。教師在引導(dǎo)學(xué)生思考情境問(wèn)題時(shí)，需要充分挖掘與本節(jié)復(fù)習(xí)課相關(guān)的生活資源，構(gòu)建并分析概念模型，重構(gòu)概念關(guān)系，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，幫助其形成生命觀念。

大情境的選取需要貼近學(xué)生生活，問(wèn)題設(shè)計(jì)需要與教材內(nèi)容相聯(lián)系。學(xué)生在復(fù)習(xí)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)的過(guò)程中，能夠?qū)W(xué)科知識(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，培養(yǎng)其遇到問(wèn)題時(shí)主動(dòng)思考和探究的能力，進(jìn)而學(xué)會(huì)運(yùn)用歸納分析的方法來(lái)解決現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題。

子情境一：某學(xué)生有不吃早餐的習(xí)慣，在連續(xù)幾小時(shí)采摘獼猴桃的高強(qiáng)度勞作后，出現(xiàn)頭暈、乏力、身體冒冷汗等癥狀。

問(wèn)題設(shè)計(jì)：結(jié)合人體穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的相關(guān)內(nèi)容，思考該學(xué)生出現(xiàn)的癥狀是什么？是什么原因引起的？為什么會(huì)頭暈、乏力？如何快速緩解該癥狀？機(jī)體出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)失調(diào)涉及哪些平衡調(diào)節(jié)機(jī)制？有哪些細(xì)胞、器官和激素參與該調(diào)節(jié)？其調(diào)節(jié)的模型是什么？屬于哪種調(diào)節(jié)方式？

設(shè)計(jì)意圖：教師將問(wèn)題串融入生活情境，引導(dǎo)學(xué)生明確低血糖的癥狀及病因。此過(guò)程調(diào)動(dòng)了學(xué)生對(duì)血糖平衡調(diào)節(jié)模型的深刻理解，明確肝臟、胰腺等器官參與血糖調(diào)節(jié)的過(guò)程，構(gòu)建神經(jīng)—體液調(diào)節(jié)機(jī)制模型，提高學(xué)生運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

子情境二：出現(xiàn)以上癥狀之后，該學(xué)生為緩解癥狀就吃了大量獼猴桃，以此補(bǔ)充能量，同時(shí)還喝了山泉水，結(jié)果引起腸道功能紊亂，出現(xiàn)腹痛腹瀉、臉色慘白、四肢酸軟、行走費(fèi)力等癥狀。

問(wèn)題設(shè)計(jì)：結(jié)合人體穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的相關(guān)內(nèi)容，思考該學(xué)生為何出現(xiàn)這些癥狀？如果有條件，他如何緩解此癥狀？該穩(wěn)態(tài)失調(diào)涉及哪些平衡調(diào)節(jié)機(jī)制？哪些器官、細(xì)胞和激素參與了該調(diào)節(jié)？如何構(gòu)建調(diào)節(jié)模型？

設(shè)計(jì)意圖：教師設(shè)置啟發(fā)性問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生明確水鹽平衡失調(diào)的原因。學(xué)生在此過(guò)程中能夠明確內(nèi)環(huán)境的自我調(diào)節(jié)能力是有限的，構(gòu)建神經(jīng)—體液的調(diào)節(jié)機(jī)制模型，厘清下丘腦、垂體、腎臟等器官參與了該調(diào)節(jié)，進(jìn)而嘗試運(yùn)用穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)模型得出緩解該癥狀的方法，解決實(shí)際問(wèn)題。

子情境三：由于肚子不舒服，該學(xué)生在樹(shù)下休息，正值中午艷陽(yáng)高照，頓感渾身發(fā)熱頭暈?zāi)垦＃霈F(xiàn)惡心、嘔吐、心悸等癥狀，皮膚裸露的地方出現(xiàn)紅腫、皮癢、紅疹等現(xiàn)象，隨后該學(xué)生父母將其送去醫(yī)院。

問(wèn)題設(shè)計(jì)一：結(jié)合人體穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的相關(guān)內(nèi)容，思考該學(xué)生渾身發(fā)熱，頭疼頭暈的原因是什么？如何緩解該癥狀？引起這些癥狀的原因又是什么？這說(shuō)明外界環(huán)境與內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的關(guān)系是什么？該學(xué)生機(jī)體出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)失調(diào)涉及哪些平衡調(diào)節(jié)？參與該調(diào)節(jié)的器官、細(xì)胞和化學(xué)物質(zhì)主要有哪些？

問(wèn)題設(shè)計(jì)二：該學(xué)生皮膚起紅疹的原因是什么？引起該癥狀的物質(zhì)是什么？為什么紅疹面積越來(lái)越大？其穩(wěn)態(tài)失調(diào)涉及哪些平衡調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方式是什么？哪些器官、細(xì)胞參與該調(diào)節(jié)？

設(shè)計(jì)意圖：教師通過(guò)問(wèn)題鏈驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生嘗試分析病情，構(gòu)建體溫調(diào)節(jié)模型與免疫調(diào)節(jié)模型，在概念關(guān)系的重構(gòu)過(guò)程中，學(xué)會(huì)解決實(shí)際生活中的問(wèn)題；學(xué)會(huì)初步判斷其癥狀，尋找該癥狀出現(xiàn)的原因，厘清參與該機(jī)體穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的各個(gè)組織、器官和細(xì)胞；認(rèn)同內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)對(duì)人體生命活動(dòng)的重要性；學(xué)會(huì)運(yùn)用概念模型解釋問(wèn)題，提高解決綜合問(wèn)題的能力。

子情境四：該學(xué)生被送到醫(yī)院后，醫(yī)生對(duì)其進(jìn)行診斷、測(cè)量體溫和抽血化驗(yàn)，檢查皮疹情況并給出血檢化驗(yàn)單。

問(wèn)題設(shè)計(jì)：如何分析化驗(yàn)單？化驗(yàn)單中的項(xiàng)目、結(jié)果、參考值分別代表什么？正常人的各項(xiàng)物質(zhì)應(yīng)該分布在哪些器官？數(shù)據(jù)表明該學(xué)生的哪些器官可能出現(xiàn)炎癥？?jī)?nèi)環(huán)境的組成成分有哪些？請(qǐng)以化驗(yàn)單中的葡萄糖和無(wú)機(jī)鹽為例，思考這些物質(zhì)如何從外界環(huán)境進(jìn)入組織細(xì)胞？細(xì)胞中的尿素、二氧化碳又如何通過(guò)運(yùn)輸排出外界環(huán)境？

設(shè)計(jì)意圖：教師通過(guò)呈現(xiàn)抽血化驗(yàn)單，引導(dǎo)學(xué)生嘗試?yán)蒙飳W(xué)事實(shí)，提取相關(guān)信息，結(jié)合與穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)有關(guān)知識(shí)，回憶人體各大系統(tǒng)的組成和功能，再以化驗(yàn)單中涉及的器官為例，運(yùn)用歸納概括的方法構(gòu)建內(nèi)環(huán)境的組分模型，厘清內(nèi)環(huán)境組分與細(xì)胞以及外界環(huán)境之間的關(guān)系。學(xué)生通過(guò)觀察化驗(yàn)單，做到學(xué)以致用，關(guān)注日常健康問(wèn)題，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。

子情境五：在抽血化驗(yàn)及診斷之后，醫(yī)生給該學(xué)生開(kāi)藥并進(jìn)行輸液治療。輸液前，護(hù)士將藥物注射到濃度為0.1％的葡萄糖溶液中，接著將另一種藥物注射到另一瓶濃度為0.9％的生理鹽水中，再進(jìn)行輸液，并對(duì)該學(xué)生進(jìn)行物理降溫，定時(shí)測(cè)量其體溫變化情況。

問(wèn)題設(shè)計(jì)：為什么輸液需要使用濃度為0.1％的醫(yī)用葡萄糖溶液？將藥物注射到濃度為0.9％的生理鹽水中與葡萄糖溶液相比有何區(qū)別？濃度過(guò)高或過(guò)低會(huì)帶來(lái)什么后果？定時(shí)測(cè)量該學(xué)生體溫的變化有何意義？結(jié)合穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)理，如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)了解內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機(jī)制，厘清內(nèi)環(huán)境的化學(xué)成分和理化性質(zhì)與穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的關(guān)系？結(jié)合該學(xué)生患病、看病、治病的經(jīng)歷，針對(duì)低血糖、腹瀉、中暑、過(guò)敏等情況，該如何采取措施保護(hù)自己？

設(shè)計(jì)意圖：教師通過(guò)設(shè)計(jì)以上問(wèn)題，讓學(xué)生明確醫(yī)用葡萄糖和生理鹽水的意義；通過(guò)模擬維持穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生厘清穩(wěn)態(tài)失調(diào)與其理化性質(zhì)的異常有關(guān)。學(xué)生嘗試用不同材料完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)建立表格，繪制并分析曲線(xiàn)圖，最終得出結(jié)論。通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生明確內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)和化學(xué)成分在一定范圍內(nèi)能維持穩(wěn)定，但其調(diào)節(jié)的能力是有限度的。最后教師設(shè)計(jì)開(kāi)放性問(wèn)題，讓學(xué)生在總結(jié)中進(jìn)一步明確健康的生活方式，提高自我保護(hù)意識(shí)，培養(yǎng)其穩(wěn)態(tài)與平衡觀的生命觀念。

6 教學(xué)反思

教師通過(guò)設(shè)置子情境，讓學(xué)生學(xué)會(huì)解讀并提取題干關(guān)鍵信息，充分利用相關(guān)知識(shí)點(diǎn)分析癥狀及其原因。學(xué)生通過(guò)活動(dòng)討論和資料分析，再運(yùn)用歸納概括和演繹推理的方法，構(gòu)建概念模型，明確機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)需要各個(gè)器官及系統(tǒng)的共同協(xié)作，認(rèn)同神經(jīng)—體液—免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的主要調(diào)節(jié)機(jī)制。學(xué)生在記憶課本知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，學(xué)會(huì)運(yùn)用概念模型解決實(shí)際問(wèn)題，強(qiáng)化對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和遷移應(yīng)用能力。

本章課程首先設(shè)計(jì)生活大情境，以患病—看病—治病的過(guò)程作為主線(xiàn)，劃分為系列子情境；接著以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、分析和探究，厘清內(nèi)環(huán)境組分及其理化性質(zhì)之間的關(guān)系，了解穩(wěn)態(tài)的概念與調(diào)節(jié)機(jī)制。^［1］學(xué)生在解決情境問(wèn)題的過(guò)程中復(fù)習(xí)舊知，獲取生物學(xué)事實(shí)并重構(gòu)概念模型，并嘗試運(yùn)用模型解決實(shí)際問(wèn)題。本課例的教學(xué)設(shè)計(jì)能夠幫助學(xué)生形成結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀的生命觀念，進(jìn)而發(fā)展其生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

［1］張建玲.情境教學(xué)模式在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用［J］.生物技術(shù)世界. 2013（12）：99.