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基于跨学科知识的情境阅读建构“三读”教学模式

2022-05-13张明艳

中学生物学 2022年3期
关键词:电流表生物学课程标准

张明艳

1  情境阅读的提出

“情境”现代汉语词典给出的含义是:情景,境地。情景即情形景象,境地即事物所达到的程度或表现的情况。本研究的“情境阅读”有两层递进的内涵即阅读已创设好的情境内容,并能将情境内容内化为阅读者自身的知识,达到甚至超越情境中涉及的程度。《普通高中生物学课程标准(2017年版)》(以下简称《课程标准》)以提高学生生物学学科核心素养为宗旨,以树立社会主义核心价值观、落实立德树人为根本任务,明确了学生在学习本门课程后应该达成的必备知识和关键能力。《课程标准》在教学的实施建议中多次强调教师应该创设情境,提供更多的机会让学生亲自参与和实践,为学生能够在新的情境下解决相关问题奠定基础。教育部考试中心2019年公布的《中国高考评价体系》明确提出构建“核心价值、学科素养、关键能力、必备知识”在内的高考考查内容体系,要求以生活实践或学习探索中最基本的问题情境作为任务创设和基本知识能力的运用考查的载体、以多项相互关联的活动组成的复杂情境为载体、以贴近时代社会生活的生活实践或学习探索问题情境为载体,创设合理情境、设置新颖试题,全面地对学生进行学科核心素养的测量和评价。《课程标准》明确提出学业水平等级考试命题应以课程标准和学业质量标准为依据,试题素材以真实问题情境组织命题,注重考查学生运用所学的知识和技能解决问题的能力。2020年的江苏高考情境类试题大约占到50%,2021年江苏适应性考试的情境题上升到70%以上。

2 “三读”法阅读情境

新课程标准、新的教学与评价体系、新教材、新时代的新形势决定了生物教师和选修生物的学生,在每节课设置的各种情境中关注生物学学科素养的养成。教师要充分发掘探究型、基于问题、基于项目和跨学科的教学模式,创设可能应用所学的环境,让学生投入解决真实的、相关的问题。学生科学、高效地阅读情境,可以培养解决问题的思维习惯和能力。学生如何高效地阅读教师或教材设置的情境?生物课程的情境閱读通常有文字情境和图表两大类。针对篇幅较长、图表较多的情境阅读,笔者引导学生采用“三读”法阅读。“三读”法阅读情境是从感性认识上升到理性思维的过程。

2.1 泛读情境

泛读情境是指让学生快速阅读,并非让学生盲目地去读,而是有目的、有步骤地去阅读。学生在泛读情境时要养成圈重点字词,最大程度地获取相关有效信息的习惯。泛读完成后,学生要学会分析、联系教材中出现的相关知识,并将文、图、表、画联系在一起,不断强化自身对已有理论知识的理解,逐步培养自身理论联系实际的能力和抽象思维的能力。

2.2 精读情境

泛读完情境后,学生再次阅读情境,尤其是自己圈的重点内容,逐步加深对情境阅读材料中出现的知识的理解,将情境中所涉及的知识重新梳理,并提取重点问题以重点分析,以减少其他无关内容的干扰,发掘情境中可能隐藏的条件,将情境知识最简化地编排组合。学生在精读过程中,经过反复读、疏、编、画,建构新的知识体系,将情境知识深深地记在脑海中。

2.3 解读情境

在泛读、精读分析的基础上,学生进一步深入研究,透过现象看本质,研究精读后整合的知识与已有知识的内在联系,把零散孤立的知识点串在已有知识的线或者面上,充分挖掘记忆深层的知识,找出情境知识与已有知识存在的内在脉络,解决情境中出现的问题,实现知识的迁移。

3  生物学科与其他学科间的联系

自然界是一个统一的整体,生物学是自然科学中的一门基础学科,是农、林、医药等学科的基础,解决生物学的问题,往往要涉及到语文、数学、物理、化学、地理等诸多学科内容。新时代要求教师立德树人,培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。教育对学生的全面综合素质要求的不断提高,在实际情境中要求学生用其他学科知识解决生物学问题的趋势越来越明显。因此,生物学教师必须跟上时代的步伐,不仅要具备生物科学知识,还要具有其他学科的理论基础知识,加强挖掘与其他学科间的横向联系,促进迁移、扩展和转化学习结果,培养学生从整体上解决各类实际问题的能力,而非将各学科割裂,孤立地运用单一学科知识解决问题。教师还要培养学生将所学各学科知识整体化、综合化的能力,引导学生梳理、整合知识,建构全面的知识网络体系,从而能科学运用其他学科知识灵活处理实际问题、解决实际问题。

4  跨学科知识的情境阅读的教学模式

生物学科与各学科间的联系往往不是彼此对应的,而是多学科交叉成网。例如,生物学科科学史料的学习与语文、政治、历史等学科相关。高中生物必修教材中渗透作用的原理涉及到物理学中分子的运动与扩散以及化学中的动态平衡的知识等。教师加强学科间的横向联系,符合素质教育的要求,有利于发展学生的高阶思维能力,全面提高学生素质、开发学生的心智潜能,培养独立思考、推理、判断和创造性思维的能力,培养创造性人才。

4.1 文史类问题的情境阅读

教师建构的情境和教材中出现的情境阅读理解多数离不开文史类知识,语文知识的掌握是解决一切问题的基础,好的语文功底也可以促进生物学知识的提高,如例1。

【例1】(2020·江苏高考)15.“小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头”“争渡,争渡,惊起一滩鸥鹭”……这些诗句描绘了荷塘的生动景致。下列叙述正确的是()

A.荷塘中的动物、植物和微生物共同构成完整的生态系统

B.采用五点取样法能精确调查荷塘中蜻蜓目昆虫的种类数

C.挺水的莲、浮水的睡莲及沉水的水草体现出群落的垂直结构

D.影响荷塘中“鸥鹭”等鸟类分布的主要因素是光照和人类活动。

分析:学生采用“三读法”阅读情境,首先泛读圈重点,题干“正确”题支“生态系统”“五点取样法”“群落的垂直结构”“影响鸟类分布的主要因素”。然后,精读,仔细阅读这几个重点字词,寻找学习时构建的有关生物群落与生态系统的知识网络图。最后,解读题目,在已有的知识网络上输出相关内容,生态系统的成分包括生物群落与非生物的物质和能量,调查植物或者运动缓慢的动物及虫卵采用样方法、调查活动能力强范围大的动物采用标志重捕法估算种群密度,影响植物分层的主要因素是光照强度、影响动物分层的主要因素是栖息空间和食物。

4.2 理工类问题的情境阅读

生物学是理工科类的自然科学,生物教材中的许多数据处理和图表的分析等离不开数学,如植物的光呼吸、遗传定律、种群数量的增长曲线等。教师在教学中联系数学可达到“事半功倍”的效果,从而使学生对于所学的知识内容能够理解深刻、一目了然。对于种群的数量特征等生物学概念,学生也可借助数学思维,帮助理解。

4.2.1 生化一体的情境阅读

高中生物与化学的知识联系是最为密切的,如高中生物必修教材中组成细胞的分子、ATP、光合作用和呼吸作用的原理、遗传物质 DNA 的化学结构,高中生物选择性必修教材中内环境的理化性质、生态系统的物质循环等知识都涉及化学知识。用化学知识判断生物基本事实,有助于学生快速解决问题 。例如,在“细胞的结构”部分常会出现例2 这种情境迁移阅读题。

【例2】动物细胞溶酶体内含多种水解酶,溶酶體酶不作用于细胞正常结构成分的原因是:一方面酶被溶酶体膜包住,另一方面溶酶体内环境与胞质溶胶的pH 不同,溶酶体内pH≤5,而胞质溶胶pH≈7,溶酶体膜上有质子泵维持这种pH 的差异,植物细胞内的液

泡执行类似的降解功能,下列叙述正确的是  ( )

A.溶酶体是细胞内水解酶合成及储存的主要场所

B.质子穿过溶酶体膜进入溶酶体的方式是主动运输

C.溶酶体酶在胞质溶胶中可以水解被吞噬的物质

D.植物细胞液渗透压较高的原因是液泡中含有多种水解酶

分析:学生采用三读法阅读情境,首先泛读圈重  点,如题干中的“溶酶体内pH≤5,而胞质溶胶pH≈7”“质子泵”,题支“酶合成场所”“质子进入”“溶酶体酶  在胞质溶胶中”“渗透压”等。然后精读,仔细阅读圈  的重点字词,思考其含义,其中pH、质子、渗透压都涉  及化学知识,质子是某种H+,H+越多,pH 越小,H+越  少,pH越大,将题干中情境重新梳理、整合。最后,解  读题目,在已有的知识网络上联系化学知识,H+浓度  溶酶体内外存在差异,通过质子泵将细胞质中的较少  的氢离子泵入溶酶体中。

4.2.2 生地学科思维的情境阅读

《选择性必修2·生物与环境》与地理学科具有密不可分的关系,因此在教材中穿插了不少的地理知识,如在解释生物圈的范围、生态系统的类型等知识内容时。江苏省2021年新高考适应性考试生物试题非选题的第一题就是涉及地理知识的情境阅读题,以下节选一段用以分析情境阅读跨地理学科时如何解决相关问题。

【例3】林场通常是大规模种植乔木的半人工生态系统,树木成林往往需要数年至数十年。成林期间,一些动植物会陆续进入林区参与生物群落的构建。问林场首先体现生物多样性的什么价值?

分析:首先,学生泛读该题的情境,圈重点“半人工生态系统”“成林需要数年”“价值”;分析、联系教材中出现的相关知识,生物与地理学科中都有生物多样性价值的内容,地理学科中的“生态价值”即生物学科中的“间接价值”,地理学科中的“经济价值”即生物学科中的“直接价值”。学生进一步精读情境阅读材料,将情境中所涉及的知识重新梳理,减少其他无关内容的干扰,发掘情境中隐藏的内容,将情境知识最简化地重新编排组合。学生经过精读情境阅读材料后建构的知识主要是半人工生态系统栽种的乔木经过数年可以形成木材买卖,将情境知识深深地记在脑海中学生自身建构的学科网络知识中。最后,学生解读情境,透过现象看本质,研究精读后整合知识“数年成林”与已有知识“直接价值”的内在联系,把零散孤立的知识点串在已有知识的线面上,解决情境中出现的问题,“数年”有“直接价值”,那首先出现的应该就是地理学科生态价值的体现,实现知识的迁移。

4.2.3 理工科思维养成的情境阅读

高中生物学教材中细胞的结构模型、遗传物质 DNA 的结构模型、反射活动等都涉及物理学知识。例如,在阅读“渐冻人”“牵张反射”等情境阅读时常涉及电流表的偏转问题,师生往往都以反射活动时神经纤维膜内外存在电位差为研究对象研究电流表的偏转,通常分两大类:①电流表接在同一个神经纤维的同一侧,刺激神经纤维除电流表中间的任一点电流表发生两次方向相反的偏转,刺激电流表中间点,电流表不偏转。②电流表接在不同神经纤维的同一侧(如同为神经纤维的外侧),刺激前神经元的任意一点,电流表发生两次方向相反的偏转,刺激后神经元的任意一点,电流表发生一次偏转。教师指导学生改变定向思维,跨越物理学科解决电流表的偏转问题,学生根据已有的物理知识,判断电流表的偏转是因为电流表两极具有电位差。学生可以以电流表为研究对象,看兴奋传导、传递时电流表的两极是否存在电位差,如果连接在同一或不同神经纤维同一侧(同为外侧或内侧)的电流表两极无电位差,即不到达或同时到达电流表两极,电流表不偏转;电流表两极有电位差即兴奋先后到达电流表两极,电流表发生两次偏转;如若兴奋只到达电流表的某一极,电流表只发生一次偏转。以电流表为研究中心,教师引导学生用物理学知识研究电流表的偏转,使学生不仅能知道电流表是否偏转,偏转几次,还能知道电流表发生了怎样的偏转。

为了实现跨学科知识的情境阅读,教师必须具备文史类、物理、化学、地理等相关理论的基础知识,而多数高中学生具备的知识是少于教师的。学生在“三读”情境过程中提取其他学科的相关知识困难重重,往往需要借助于教师的分析引导。学生的自主学习会有一定的困难,教师该采用什么方法来突破这一难点,取得较好的教学效果,这是值得思考与探讨的。

参考文献:

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)[S].北京:人民教育出版社,2020:57-58.

[2] 中华人民共和国教育部考试中心.中国高考评价体系[S].北京:人民教育出版社,2020:29-32.

[3] 迈克尔·富兰,乔安妮·奎因,乔安妮·J·麦凯琴,深度学习:参与世界,改变世界[M].北京:机械工业出版社,2020:97-98.

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