(復(fù)旦大學(xué)附屬中學(xué)青浦分校 上海 201700)
新課改倡導(dǎo)教學(xué)從“教育者為中心”轉(zhuǎn)向“學(xué)習(xí)者為中心”,事實(shí)上是回歸了為學(xué)而教的教育根本。《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》(以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》)中明確指出:“本課程高度關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的實(shí)踐經(jīng)歷,強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程是主動(dòng)參與的過(guò)程,讓學(xué)生積極參與動(dòng)手和動(dòng)腦的活動(dòng),通過(guò)探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)或完成工程學(xué)任務(wù),加深對(duì)生物學(xué)概念的理解,提升應(yīng)用知識(shí)的能力,培養(yǎng)創(chuàng)新精神,進(jìn)而能用科學(xué)的觀點(diǎn)、知識(shí)、思路和方法,探討或解決現(xiàn)實(shí)生活中的某些問(wèn)題?!焙?jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是要求教師在課堂教學(xué)中關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷,落實(shí)為學(xué)而教。
本節(jié)課的內(nèi)容是滬版高中《生命科學(xué)》第四冊(cè)第二章“內(nèi)環(huán)境與自穩(wěn)態(tài)”的第六節(jié)。本節(jié)課“血壓及其調(diào)節(jié)”主要介紹血壓的影響因素、人體通過(guò)自身調(diào)節(jié)保持相對(duì)血壓穩(wěn)定的過(guò)程,以及由于調(diào)節(jié)活動(dòng)出現(xiàn)障礙引起的高血壓病等知識(shí)。對(duì)血壓穩(wěn)態(tài)的維持,學(xué)生需運(yùn)用“神經(jīng)系統(tǒng)中信息的傳遞與調(diào)節(jié)”中的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行分析,同時(shí)又需調(diào)用“內(nèi)環(huán)境與自穩(wěn)態(tài)”部分前幾節(jié)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分析。由于血壓的影響因素及其調(diào)節(jié)這些內(nèi)容對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)過(guò)于抽象,在理解上存在一定的困難,若教師能借助技術(shù)手段將抽象的知識(shí)具象化、直觀化,將有助于學(xué)生真正理解這些原理。
結(jié)合我校生物實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的DIS傳感器,筆者試圖設(shè)計(jì)一套模擬循環(huán)系統(tǒng)及模擬血壓檢測(cè)裝置來(lái)將抽象的血液循環(huán)系統(tǒng)以及血壓的變化具象化。經(jīng)過(guò)大量資料的收集和實(shí)驗(yàn)嘗試,最終確定用一臺(tái)蠕動(dòng)泵泵出廣口瓶?jī)?nèi)的液體模擬心臟泵血;用彈性絕佳的乳膠管模擬具有儲(chǔ)器功能的主動(dòng)脈與大動(dòng)脈;用不同粗細(xì)的硅膠管模擬外周動(dòng)脈管徑粗細(xì)的變化;用硬塑料管模擬管壁硬化后的血管;采用體積分?jǐn)?shù)為50%的甘油和清水兩種液體模擬血液黏滯度的變化。同時(shí),利用三通設(shè)備將一個(gè)壓力傳感器接入整個(gè)模擬循環(huán)系統(tǒng)中,借助Logger Pro3.14.1測(cè)量軟件將實(shí)時(shí)記錄到的模擬血壓情況以坐標(biāo)圖的形式在希沃大屏上呈現(xiàn)給全班學(xué)生。
課堂上,教師利用這套自主創(chuàng)新搭建的模擬循環(huán)系統(tǒng)裝置給學(xué)生模擬展示了心輸出量、血管管徑、管壁彈性以及血液黏滯度等各種因素對(duì)血壓的影響。學(xué)生對(duì)展示的模擬循環(huán)系統(tǒng)裝置很感興趣,大大提升上課時(shí)的專注度。大屏上的模擬血壓變化曲線也讓學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)了各種因素對(duì)收縮壓及舒張壓分別產(chǎn)生影響結(jié)果。
教學(xué)中最初的難題得到了解決,但課后與學(xué)生的個(gè)別交流以及學(xué)生的作業(yè)反饋又反映出新的問(wèn)題:學(xué)生似乎只從模擬循環(huán)系統(tǒng)這一物理裝置的各種變量角度去認(rèn)識(shí)影響血壓的因素,難以將這些影響因素與生活實(shí)際中各種引起血壓升高的具體情境聯(lián)系起來(lái),存在理論與實(shí)踐有脫節(jié)現(xiàn)象。
針對(duì)初次實(shí)踐中暴露的問(wèn)題,在模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,教師引入運(yùn)動(dòng)后血壓升高、冬天比夏天血壓高、動(dòng)脈硬化常伴有高血壓、高血脂常伴有高血壓等生活情境來(lái)解釋各種影響因素對(duì)血壓的影響,幫助學(xué)生建立生活實(shí)際問(wèn)題與理論知識(shí)之間的聯(lián)系。最后,又請(qǐng)家屬中有高血壓患者的學(xué)生分享高血壓病家屬的相關(guān)生活習(xí)慣,分析高血壓病的發(fā)病原因,進(jìn)一步讓學(xué)生學(xué)以致用,強(qiáng)化學(xué)生利用生物學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。學(xué)生從食鹽過(guò)多、精神緊張、缺乏運(yùn)動(dòng)、肥胖等角度,分析了家屬可能的高血壓病的原因。
將理論知識(shí)聯(lián)系實(shí)際生活使教學(xué)效果有了明顯的提升,但是模擬實(shí)驗(yàn)完全是教師演示的形式,學(xué)生只是作為觀眾在被動(dòng)參與。教師需要讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)探究的主體,更主動(dòng)地參與探究學(xué)習(xí)過(guò)程。
于是,筆者在班級(jí)中招募學(xué)生組成了課外實(shí)驗(yàn)興趣小組,并利用午休和晚自修時(shí)間,對(duì)興趣小組的成員進(jìn)行培訓(xùn),使這些學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備。課外實(shí)驗(yàn)興趣小組課后進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和記錄。課堂上由興趣小組的學(xué)生帶領(lǐng)同學(xué)一起進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,將課堂的模擬實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生為主體的探究實(shí)驗(yàn)。課堂上有學(xué)生對(duì)教師預(yù)設(shè)問(wèn)題的回答,有興趣小組學(xué)生帶領(lǐng)同學(xué)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)探究及結(jié)果分析,還有小組討論解釋血壓的各種影響因素使收縮壓和舒張壓產(chǎn)生相應(yīng)變化的原因。師生互動(dòng)、生生互動(dòng)以及小組協(xié)作可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的課堂參與。所有的問(wèn)題都由學(xué)生自己探究生成了最終的解答。
《課程標(biāo)準(zhǔn)》在教學(xué)建議部分明確指出:“組織以探究為特點(diǎn)的主動(dòng)學(xué)習(xí)是落實(shí)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵”。本課例最終呈現(xiàn)的課堂恰恰符合了這一要求。
核心素養(yǎng)視野下的課堂教學(xué)要求教師借助具體的教學(xué)情境開(kāi)展教學(xué),幫助學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中活化知識(shí),弄清知識(shí)的來(lái)龍去脈,從更全局、更宏觀、更整體的角度去把握學(xué)科知識(shí),使學(xué)生能真切地感受到學(xué)習(xí)內(nèi)容與實(shí)際生活的聯(lián)系。本節(jié)課的教學(xué)運(yùn)用了運(yùn)動(dòng)后血壓升高、冬天比夏天血壓高、動(dòng)脈硬化常伴有高血壓、高血脂等大量生活情境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生將生物學(xué)科知識(shí)用于解決具體的實(shí)際問(wèn)題,從而啟發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主動(dòng)思維。
生物學(xué)教學(xué)不僅是教師講解和演示的過(guò)程,也是師生交流、共同發(fā)展的互動(dòng)過(guò)程。本節(jié)課的教學(xué)最終通過(guò)興趣小組學(xué)生主導(dǎo)的方式,來(lái)帶領(lǐng)全班學(xué)生共同參與實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程,認(rèn)識(shí)血壓的影響因素,調(diào)動(dòng)不同層次學(xué)生在課堂上的參與,充分體現(xiàn)了課堂教學(xué)中學(xué)生的主體作用。
本節(jié)課的重難點(diǎn)是“血壓的影響因素及其調(diào)節(jié)”。學(xué)生由于缺乏直觀的感受,在理解和掌握上就存在困難。教師創(chuàng)新地設(shè)計(jì)并運(yùn)用了模擬循環(huán)系統(tǒng)及壓力信號(hào)采集系統(tǒng),模擬人體血壓的形成并用以探究“血壓的影響因素”,使學(xué)生能借助電腦軟件看到壓力信號(hào)采集后自動(dòng)形成的波形曲線,從而直觀地認(rèn)識(shí)收縮壓和舒張壓以及它們的變化,對(duì)抽象的學(xué)科知識(shí)形成具體的感性認(rèn)識(shí),提升學(xué)習(xí)的效率和效果。
要將教學(xué)從傳統(tǒng)的“教”本位轉(zhuǎn)變?yōu)樾抡n改倡導(dǎo)的“學(xué)”本位,就必須重視學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)。本課例的教學(xué)主要借助以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的具有生活情境的實(shí)驗(yàn)探究,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的主體參與。若設(shè)備條件允許,課堂教學(xué)時(shí),學(xué)生以小組為單位,設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)探究方案,親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn),能進(jìn)一步提升全體學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí),更好地達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。