巧用“小資料”和“課外讀”助力構(gòu)建次位概念

葉云祥 吳星昊

(云和縣教育發(fā)展中心 浙江麗水 323600)

生物學是研究生命現(xiàn)象及其活動規(guī)律的自然科學,生物學概念是它解釋基本生命現(xiàn)象、原理以及規(guī)律的重要基礎和呈現(xiàn)。生物學概念繁多抽象,彼此縱橫交錯,是生物教學的重點和難點?！镀胀ǜ咧猩镎n程標準(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《課程標準》)凸顯“內(nèi)容聚焦大概念”這一基本理念,課程內(nèi)容以三級概念形式呈現(xiàn),引導教師突破傳統(tǒng)課時思維,著重考慮大概念的構(gòu)建。但突出大概念的核心地位,并不意味著只強調(diào)大概念對知識的覆蓋而忽視對次位概念的理解和建構(gòu)。次位概念是構(gòu)建其上位概念的基礎,每個次位概念都具有執(zhí)行特定功能的結(jié)構(gòu)。只有幫助學生切實同化和順應次位概念,才能真正形成整體性、結(jié)構(gòu)性的概念框架。

“小資料”“課外讀”是教材內(nèi)容的重要呈現(xiàn)形式,是對每一節(jié)課本知識的深化和拓展。其涵蓋科學家的生平、生物學史、生活應用、實驗拓展、社會實踐、概念拓展等內(nèi)容,是助力學生構(gòu)建次位概念的重要載體。筆者認為,大概念的構(gòu)建建立在學生對次位概念認識的基礎上,而次位概念的形成需要若干生物學事實性知識作為依據(jù),“小資料”“課外讀”不失為較好的素材,鉆研“小資料”、“課外讀”的內(nèi)涵,巧用“小資料”“課外讀”的內(nèi)核,開發(fā)“小資料”“課外讀”的外延,助力構(gòu)建次位概念不失為教學的有效途徑。

1 解構(gòu)次位概念 明晰“小資料”、“課外讀”內(nèi)涵

“體液調(diào)節(jié)”是2019年浙科版教材高中生物《選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》第三章的內(nèi)容,其內(nèi)容包括參與體液調(diào)節(jié)的物質(zhì)、體液調(diào)節(jié)的特點和機制,以及體液調(diào)節(jié)與神經(jīng)調(diào)節(jié)的關(guān)系?！墩n程標準》指出了本單元的重要概念和次位概念,要構(gòu)建概念體系必須扎實落實次位概念。這就要求對次位概念進行剖析、解構(gòu)、整理、反思,厘清概念的“來龍去脈”,找準知識點之間的聯(lián)系及支架,才能助力上位概念的形成。因此,筆者總結(jié)出本單元的概念體系如圖1所示。在此基礎上,整理相關(guān)“小資料”“課外讀”內(nèi)容,仔細研讀、認真分析、找準定位,是助力次位概念構(gòu)建的有效途徑。

2 巧用“小資料”“課外讀”內(nèi)核建構(gòu)次位概念

本章“小資料”“課外讀”內(nèi)容有“激素與靶細胞受體結(jié)合調(diào)節(jié)細胞生理活動”“尋找腦激素”“碘與甲狀腺激素”“癭——地方性甲狀腺腫”和“胰島素的發(fā)現(xiàn)與糖尿病的治療”。圍繞“小資料”“課外讀”構(gòu)建境脈體系、基于“小資料”“課外讀”提供事實知識、借助“小資料”“課外讀”開發(fā)評價資源,利于次位概念的構(gòu)建。

2.1 圍繞“小資料”“課外讀”構(gòu)建境脈體系

建構(gòu)主義理論強調(diào),個體的學習依賴于對情境的自我認知建構(gòu),境脈是學習發(fā)生的時空?！熬趁}”是“情境”與“脈絡”的合稱,脫離真實情境的知識無法獲得學生的共鳴,只有構(gòu)建具有“脈絡”的“情境”,才有利于學生對生物概念的構(gòu)建?！墩n程標準》注重學生在現(xiàn)實生活的背景中學習知識,倡導學生在解決實際問題的過程中深入理解知識內(nèi)涵。因此,教師應有目的性地創(chuàng)造、選擇與教學內(nèi)容聯(lián)系緊密的教學情境,使學生從真實情境中感知、提煉,從而獲取科學的知識、觀點和思想方法,逐步構(gòu)建概念體系?！靶≠Y料”“課外讀”作為教材的一部分,是境脈的良好資源。

在本單元教學以“課外讀:胰島素的發(fā)現(xiàn)與糖尿病的治療”為背景展開,以“為什么某些糖尿病患者要定期注射胰島素”為單元情境,以“為什么某些糖尿病患者要注射胰島素”為開篇,從胰島素的化學本質(zhì)、產(chǎn)生場所、作用機理延伸到激素的產(chǎn)生、作用機理及研究方法;以“機體如何產(chǎn)生胰島素及其他調(diào)節(jié)血糖的激素”為線索,從胰島素的產(chǎn)生機制延伸到激素的分級調(diào)節(jié)及反饋調(diào)節(jié)機制;以“為什么糖尿病患者要定期注射胰島素”為導引,從胰島素的定期注射維持機體穩(wěn)態(tài)延伸其他激素的調(diào)節(jié)作用;以“為什么提取純化的胰島素含量低?它的產(chǎn)生是否受神經(jīng)調(diào)節(jié)的控制”為鋪墊,從胰島素的微量高效且受神經(jīng)調(diào)控延伸到體液調(diào)節(jié)和神經(jīng)調(diào)節(jié)共同維持機體穩(wěn)態(tài)(圖2)。在單元境脈的背景下,對單元大概念及次位概念以及次位概念之間的關(guān)系有更深刻的認識,才能夠好的展開次位概念的學習。

同時,該“課外讀”也可作為課時境脈材料,為次位概念的構(gòu)建添磚加瓦。如在構(gòu)建“人體內(nèi)分泌系統(tǒng)主要由內(nèi)分泌腺組成,它們分泌的各類激素參與生命活動的調(diào)節(jié)”這一次位概念時,教師可以巧用“課外讀”中的胰島素發(fā)現(xiàn)史,引導學生通過問題串“為什么某些糖尿病患者要注射胰島素?胰島素的作用是什么?為什么結(jié)扎胰管不影響胰島素的產(chǎn)生?為什么直接研磨胰腺,其研磨液不能起作用?胰島素由哪里產(chǎn)生?為什么胰島素要注射而不口服?沒有胰管胰島素如何運輸?胰島素如何發(fā)揮作用?為什么注射胰島素只對某些糖尿病患者起作用?”認識胰島素的化學本質(zhì)、產(chǎn)生場所、作用機理從而認識到體液調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎及激素發(fā)揮作用的方式,借助科學史使學生融入到科學家的思維中,在探索生物知識、構(gòu)建次位概念的過程中不斷構(gòu)建、剖析、批判、推翻再構(gòu)建,真正將次位概念落地生根。只有在整體單元境脈體系的基礎上,重視次位概念的構(gòu)建,才能夠助力大概念的形成。

2.2 基于“小資料”、“課外讀”提供事實知識

《課程標準》強調(diào)概念的學習應由原來的“重知識”向“重過程”轉(zhuǎn)變?！靶≠Y料”中一大部分內(nèi)容是對課本概念的延伸和補充,可以將其作為課堂補充材料,為次位概念的構(gòu)建提供事實依據(jù),加深學生對次位概念的理解,利于學生對次位概念內(nèi)涵及外延的內(nèi)化。

如在構(gòu)建“人體內(nèi)分泌系統(tǒng)主要由內(nèi)分泌腺組成,它們分泌的各類激素參與生命活動的調(diào)節(jié)”這一次位概念時,傳統(tǒng)的教學過程側(cè)重讓學生記憶內(nèi)分泌系統(tǒng)的組成及它們分泌的激素及其調(diào)節(jié)作用。但是,內(nèi)分泌系統(tǒng)所分泌的激素較為復雜,激素本質(zhì)難以記憶,且學生對于激素的調(diào)節(jié)作用不能很好理解,這就要求教師重視次位概念的解構(gòu),重視學生對下位概念“激素通過體液傳遞作用于靶細胞調(diào)節(jié)細胞生理活動”的理解?！罢n外讀:激素與靶細胞受體結(jié)合調(diào)節(jié)細胞生理活動”為這一概念提供了良好的事實依據(jù)。教師引導學生通過“課外讀”思考:激素如何進行傳遞?是否定向傳遞?激素如何作用于靶細胞?激素如何調(diào)節(jié)細胞生理活動?如何了解“調(diào)節(jié)”作用?靶細胞的受體一定在細胞外嗎?為什么有些激素的受體在膜外有些在膜內(nèi)?可以根據(jù)激素的調(diào)節(jié)方式將激素進行分類嗎?通過以上問題的思考,教師能夠引導學生更好地根據(jù)激素的本質(zhì)深刻理解激素的調(diào)節(jié)作用,從而為建構(gòu)次位概念打好基礎。

如在構(gòu)建“激素通過分級調(diào)節(jié)、反饋調(diào)節(jié)等機制維持機體的穩(wěn)態(tài),如甲狀腺激素分泌的調(diào)節(jié)和血糖平衡的調(diào)節(jié)”這一次位概念時,學生對于分級調(diào)節(jié)和負反饋調(diào)節(jié)機制的理解往往比較表層,難以應用。故教師以“小資料:碘與甲狀腺激素、癭——地方性甲狀腺腫”為例,引導學生進行思考:什么是地方性甲狀腺腫?通常發(fā)生在哪些區(qū)域?為什么缺碘會造成地方性甲狀腺腫?能用下丘腦—腺垂體—甲狀腺調(diào)控軸進行說明嗎?在此過程中是否存在反饋調(diào)節(jié)?此時甲狀腺激素對下丘腦和腺垂體分泌激素起促進作用嗎?在真實情境中依據(jù)小資料中的事實依據(jù)進行層層剖析,學生由淺入深學習,學習不再是被動地接受而是主動地思考構(gòu)建。

教學中,教師有目的性地利用“課外讀”“小資料”引導學生進行迷失概念的暴露和突破,組織學生進行概念比較、辨析,能夠幫助學生將原本碎片化的、孤立的、零散的表層概念形成條理化、結(jié)構(gòu)化的深層次概念。

2.3 借助“小資料”“課外讀”開發(fā)評價資源

知識構(gòu)建理論倡導學習者根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗在學習活動中不斷地探索進而獲得新知識。為此,教師常常絞盡腦汁尋找和教材內(nèi)容貼切的生活資源,而往往忽略了教材中本身就具備的良好的素材?！靶≠Y料”“課外讀”中蘊含著非常多有價值的信息,借助“小資料”“課外讀”開發(fā)學業(yè)質(zhì)量水平檢測資源,反饋次位概念的構(gòu)建水平并發(fā)現(xiàn)存在的問題,利于及時跟進及引導。如借助“課外讀:尋找腦激素”開發(fā)評價資源如下:

1968年,吉耶曼小組從27 萬只羊的下丘腦中提取出1 mg 純的TRH,并利用紅外線分光光度測定、質(zhì)譜分析等先進方法反復核實,查明了羊下丘腦TRH的氨基酸組成。不久后沙利證明了豬下丘腦的TRH與羊的完全相同,并首先人工合成了TRH。吉耶曼和沙利各自領(lǐng)導的研究小組歷經(jīng)十多年的研究,終于揭示了腦分泌激素的功能。他們發(fā)現(xiàn)并合成了三種腦激素——促甲狀腺激素釋放激素(TRH)、促黃體生成激素釋放激素(LHRH)和生長激素釋放抑制激素(GHRIH)。結(jié)合以上資料請思考:(1)結(jié)合資料說明TRH 的本質(zhì)及激素調(diào)節(jié)的特點。(2)簡述TRH 發(fā)揮調(diào)節(jié)作用的過程。(3)如果把垂體與下丘腦之間的血液聯(lián)系中斷,則可導致生殖器官萎縮。請結(jié)合上述資料及下丘腦—腺垂體—靶腺的知識解釋這一現(xiàn)象。(4)是否所有激素的產(chǎn)生都遵循下丘腦—腺垂體—靶腺?請結(jié)合材料舉例分析。(5)從吉耶曼和沙利的研究歷程你得到了什么啟示?

又如利用“小資料:碘與甲狀腺激素”的背景材料,結(jié)合某位患者的甲狀腺功能檢測報告單,教師引導學生分析表中數(shù)據(jù),判斷患者可能癥狀,給出就診建議。學生結(jié)合資料分析并做出判斷,進一步加深對次位概念的理解,并從中感知知識的價值,提升解決生產(chǎn)生活問題的擔當和能力,樹立學習信心。

綜上所述,在大概念背景下進行單元整體教學要關(guān)注次位概念的落實,圍繞“小資料”“課外讀”構(gòu)建境脈體系、基于“小資料”“課外讀”提供事實知識、借助“小資料”“課外讀”開發(fā)評價資源,利于學生構(gòu)建次位概念。當然,這不意味著教材中所有的“小資料”“課外讀”都必須被利用,也并不意味著它們的利用途徑是單一的且僅有上述幾個方面,需要從教學實際和學生的需要出發(fā),合理開發(fā)、利用“小資料”“課外讀”,才能真正助力次位概念的構(gòu)建。