逆向思維在“尿液的形成和排出”教學(xué)中的應(yīng)用

程文靜

全面提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)是新一輪課程改革的核心任務(wù)。學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升理應(yīng)成為教師實施教學(xué)目標(biāo)的首要任務(wù)。掌握一定的科學(xué)方法是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一部分，逆向思維就是一種重要的科學(xué)方法?！澳蛞旱男纬珊团懦觥笔瞧吣昙壣镏械暮诵膬?nèi)容，也是全書的重點和難點。筆者利用”逆向思維“的方法不僅突出了該內(nèi)容的核心地位，且有效地突破了學(xué)習(xí)的難點。

1 挖掘生活奠定猜想的基礎(chǔ)

學(xué)生生活在感性材料堆積的自然環(huán)境中，而一切生命活動在正常情況下，呈現(xiàn)出來的是“本來如此”的簡單結(jié)果，表現(xiàn)出的是生命活動的不相關(guān)性。這種自然的簡單，對思維單一的中學(xué)生來說會產(chǎn)生一種由衷的親近感。而初中生物所描述的恰是以細(xì)胞為生命基本單位的宏觀現(xiàn)象和宏觀過程。在生活和文本之間，教師的智慧就是利用這種親近感走進學(xué)生內(nèi)心，通過巧妙地展現(xiàn)異常的生命現(xiàn)象（在病人尿檢結(jié)果中出現(xiàn)血細(xì)胞），給學(xué)生一種瞠目的震驚，形成認(rèn)識上的沖撞，突破學(xué)生思維的瓶頸，假設(shè)和猜想就會在學(xué)生大腦中自然而然地萌生，遵循逆向思維的道路走進探究過程。

2 探究尿液形成過程包括四個環(huán)節(jié)

第一環(huán)節(jié)——搜集大量素材產(chǎn)生理性的與之相關(guān)的科學(xué)問題，即在大量現(xiàn)象、觀察過程和結(jié)果的基礎(chǔ)上產(chǎn)生疑問。在“尿液的形成和排出”導(dǎo)入新課的環(huán)節(jié)，教師呈現(xiàn)病人的”血檢”與“尿檢”結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生思考：“尿液中為什么含有血液？尿液的形成與血液有什么關(guān)系？”

第二環(huán)節(jié)——尋求理論的支撐，形成初步猜想。為了回答第一環(huán)節(jié)提出的問題，教師要求學(xué)生發(fā)揮其主觀能動性，充分運用相關(guān)的科學(xué)原理和知識，圍繞問題多角度多層次尋求理論支持，形成初步猜想。在該環(huán)節(jié)，教師要善于使用教材和課后搜集的素材巧妙地設(shè)置問題情景，激發(fā)學(xué)生的問題意識，使他們發(fā)現(xiàn)并提出問題。教師在教學(xué)過程中也要考慮學(xué)生已有的認(rèn)知水平和生活經(jīng)驗等因素來設(shè)置問題，使問題有梯度。在探究尿液的形成過程中，教師可分別從以下兩個方面展開。① 從結(jié)果入手，展示尿液和血液的成分（表1）。

教師提出問題：

① 通過對比兩種液體的成分你能獲得哪些信息？

② 尿液中的這些成分和血液中其他成分相比有哪些共同特點？

學(xué)生初步猜想尿液和血液的關(guān)系——尿液是從血液變化過來；接著遵循逆向思維的思路，尋找物質(zhì)成分發(fā)生變化的部位。

教師展示腎單位結(jié)構(gòu)的圖片，并提出問題：

① 腎小球的構(gòu)成是什么？

② 毛細(xì)血管功能特點是什么？

③ 在腎單位中還有哪些地方也存在毛細(xì)血管？

通過分析腎單位的結(jié)構(gòu)特點和功能學(xué)生猜想尿液形成的部位——腎小球和腎小管?！拔镔|(zhì)成分對比”和“器官結(jié)構(gòu)特點和功能的適應(yīng)”這兩方面形成了有力的證據(jù)鏈，猜想已具雛形。在這個尋求理論支撐的過程充分挖掘了學(xué)生儲備的知識，達到了學(xué)以致用的目的。

第三環(huán)節(jié)——確定假說內(nèi)容，實踐逆向過程。假說的內(nèi)容是對已知現(xiàn)象的解釋和預(yù)見，需在模擬實踐中求證。實踐是對理論的挑戰(zhàn)，同時也為理論的提升和完善提供了機遇。在確認(rèn)尿液形成部位的基礎(chǔ)上，猜想尿液的形成過程是這一環(huán)節(jié)核心。

教師引導(dǎo)學(xué)生思考以下問題：

① 在血液流經(jīng)腎小球時發(fā)生怎樣的變化？在腎小囊腔中形成的液體的成分是什么？并說出猜想的理由。

② 當(dāng)以上液體流經(jīng)腎小管時又發(fā)生怎樣的變化，最終形成了尿液？

激烈的認(rèn)識沖突使外部知識與內(nèi)部創(chuàng)造的不平衡達到暫時的平衡。該過程的延續(xù)要求學(xué)生要有較完善的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，完善的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是解決沖突的保障。正如心理學(xué)家加涅認(rèn)為，學(xué)生對探究的問題要有較廣的背景知識，才有可能發(fā)現(xiàn)并提出問題，也才有可能對大量信息進行選擇、整合和編碼，從而進行有效的思考。這種挑戰(zhàn)性的問題極大程度地拉動了學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力，使學(xué)生積極主動地獲取并利用各個方面的知識來解決當(dāng)前自己面臨的問題，這個過程對學(xué)生的綜合素養(yǎng)的提高起到了非常重要的作用。

第四環(huán)節(jié)——求證環(huán)節(jié)。大膽的猜想、激烈的爭議，會激發(fā)學(xué)生強烈的求證欲望。求證的途徑很多：閱讀文本、觀看視頻、查閱醫(yī)學(xué)科普……主動的求證過程不僅是主動修正和完善的的過程，更是一個開闊 視野的過程，也是一個生成新問題的過程。

“逆向思維”不僅是一種引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的方法，更是一種思想，引領(lǐng)學(xué)生去探究更廣闊的生命科學(xué)領(lǐng)域！