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指向发展学生关键能力的高三生物深度复习教学研究

2022-05-30蔡燕芳

高考·下 2022年7期
关键词:高三生物关键能力

蔡燕芳

摘 要:本文以“血糖平衡调节”为例,在高三生物复习过程中采用创设情境、构建模型、实验探究等方式进行深度学习,促使学生构建知识体系并应用所学知识,着力发展关键能力,实现学科核心素养的提升。

关键词:   高三生物;深度复习;关键能力;血糖平衡调节

我国在1978年提出培养学生“双基”的教学目标,2003年课程改革时,提出知识目标、能力目标等三维目标。2014年9月高考综合改革启动,为科学推进改革,教育部考试中心编写了高考评价体系,在该体系中:核心价值为引领,学科素养是导向,关键能力为考查重点,必备知识为基础[1]。在高考评价体系框架下,《普通高中生物学课程标准》(2020年修订,后文简称《课程标准》),进一步确定考查内容和考查要求,并提出发展学生的学科核心素养。从这些变化中,我们可以看出,新课程改革充分重视学生主体地位,引领学生通过自主学习、合作探究等方式,达到深度学习,发展学科核心素养。这也向高三生物学科教师提出:如何让复习不停留于“炒冷饭”,而是进行深度复习?实现发展关键能力,达到科学、有效备考的目的。

一、高三生物深度复习的重要性

传统复习通常为复习知识点,布置学生做练习及试卷,教师讲评后再归纳总结规律。如果整个高三年级都采用这种复习方式,则会导致课堂缺乏活力,学生的复习也只会停留在浅层阶段,更别提让学生感受到学习的乐趣。高三复习最需要完成的任务并不是重复地背诵知识与刷题,而是需要进行内容整合,运用各种方式解决问题,站在新的角度运用学习进阶的策略,完善认知结构。这个过程需要教师及时进行教学反思并对教学过程进行修改和调整,达到深度复习。它与传统复习最重要的不同是,学生从被动学习、照搬照抄转变成主动学习、解决问题,教师从讲授者变成引导者。

大多数高三学生认同生物学科与社会生活有联系,但更多的学生认为中学阶段所学的生物学知识运用于现实生活太少,更多时候停留在“纸上谈兵”。特别是高中的知识,学生认为理论性强,较少学生能自发尝试运用所学的生物学知识解决生活中的问题。会出现以上这些情况,最重要的原因是,学习停留在浅层,只知其一不知其二。深度复习是核心素养的培育途径,注重对知识的理解、生成和建构,着意于情境的创设与利用,突出学生的主体性、能动性和发展性,强调学习的挑战性、体验性和迁移性[2]。在高三生物复习中,教师通过引导学生研究情境、构建模型、实验探究、深度反思等深度学习的方式,获得生命观念,形成科学思维,培养社会责任,发展学科核心素养。

二、高考生物学科关键能力考查

高三生物复习课按复习内容及进程一般分为基础复习、专题复习、综合提升这三个阶段。复习的总目标是引导学生形成高中生物学知识体系,在面对与生物学科相关的生活或学习问题时,能够有能力认识问题、分析并解决问题,同时形成热爱生命、热爱生活的社会责任感。为了达成复习目标,学生需要先落实关键能力。将能力作为高考考查的重点内容不仅符合高考的客观实际,也是衔接高考经过长期实践所确定的“能力立意”命题理念的重要途径[3]。新高考生物学科的能力要求是理解能力、实验探究能力、解决问题能力、创新能力,这四种能力并不是孤立的。比如,理解能力和创新能力都属于思维认知,知识获取需要理解能力和创新能力。在高考试题中我们可以看出这四类能力也都是综合考查的。比如,2021年福建生物学科高考试题的第17题提出问题:本实验的目的是探究。试题考查了理解能力、实验探究能力等能力。高考生物的每一道试题都落实关键能力的考查,为高校选拔人才做准备。

三、“血糖平衡调节”深度复习

(一)明确内容要求,确立复习目标

《课程标准》明确要求“以血糖等为例,阐明机体通过调节作用保持内环境的相对稳定”“举例说明激素通过反馈调节等机制维持机体的稳态,如血糖平衡的调节等”[4]。所以,血糖调节对机体维持正常生命活动有着不可替代的作用,是教学的重点。高考综合改革启动后,生物学科考试由统考科目变为选择性考试科目。2021年福建省与湖南等省一起尝试“3+1+2”新模式高考,其中生物、化学等选择性考试科目为福建自主命题。在此之前福建的高考生物学科使用的是全国I卷的试题。

本文梳理近5年高考理综全国Ⅰ卷生物试题及2021年福建卷生物试题中涉及“血糖平衡调节”的考查内容及能力要求,具体如下:

1.2017年全国I卷在选择题部分考查了:给小鼠注射提取液和生理盐水,分析骨骼肌活动、胰岛素及血糖变化等。学生需具备理解能力、实验探究能力、解决问题能力。

2.2018年全国I卷在非选择题部分考查了:给兔子注射葡萄糖,取尿液做尿糖定性实验,分析实验结果。能力要求为:理解能力、实验探究能力、解决问题能力。

3.2019年全国I卷没有考查此部分内容。

4.2020年全国I卷在非选择题考查了:给大鼠注射药物W和生理盐水,血糖浓度升高,进食量增加,体重下降,分析药物破坏的结构,研究大鼠排尿量。此道试题需要学生具備理解能力、实验探究能力、解决问题能力、创新能力。

5.2021年全国I卷在非选择题考查了:胰岛B细胞分泌激素、体液运输、靶器官和靶细胞的响应。试题较为简单,学生需要具备理解能力、解决问题能力。

6.2021年福建卷在选择题考查了:健康人体中胰岛素调节血糖平衡的内容。能力要求为:理解能力、解决问题能力。

从近5年考试内容可以看出,血糖平衡调节是近几年来高考考查的重点、热点。但是,试题较少单纯地考查识记的知识,更多的是在具体情境中考查学生理解和解决问题等方面能力,考查生物学学科核心素养。这就要求高三生物复习中不能只重视知识的复习,更要关注能力的提升。教师进行备课时要综合考虑以上各方面的因素,按照核心素养的要求进行课程设置。复习目标如下:

(1)自主梳理血糖、血糖来源和去向、血糖调节有关激素,形成结构和功能观;

(2)构建血糖平衡的相关模型,并應用模型,形成稳态与平衡观;

(3)理解课内概念,分析题目信息,养成乐于探索的科学态度;

(4)结合实验情境,解读实验探究的核心问题,提高探究能力;

(5)关注血糖平衡,形成健康生活的社会责任。

(二)分析学情,做好课前铺垫

经过高一、高二的学习,学生已经对血糖平衡调节知识有一定程度的掌握。有些学生认为胰岛素的作用原理、血糖平衡调节的过程比较困难,所以仍采用反复背诵的学习方式。血糖平衡的调节所涉及的知识与生活密切相关,因此,学生在新课学习时表现出极大的兴趣。但是,面对已经学过的知识,如何让高三学生仍有较多学习热情,实现关键能力的提升,这是教师们需要认真思考并突破的。

为了有更好的学习效果,教师在课前需要进行相应的安排。首先,让学生复习血糖、内分泌器官及其产生的激素,这些知识的复习有助于课堂上拓展应用。其次,教师课前通知学生,复习课要进行模型构建、长句书写、实验探究等活动。活动成果需要向全班展示,其他同学进行评价。如果遇到困难,先在学习小组讨论,如果没办法解决,再由全班一起想办法。教师的课前通知,给了学生准备的时间,也促进了复习工作的推进,提高了课堂上学生解答出问题的可能性。再次,鼓励学生课前收集有关糖尿病的资料。最后,教师要预设学生互助也不能解决问题时,如何给予必要的引导。

(三)创设情境活动,发展关键能力

因为高考生物试题往往是多种能力一起考查,所以,学生如果在某一方面能力欠缺,将会影响总体实力的发挥。因此,我们在平时复习时,应以单一能力作为侧重提高,逐个击破,最后再进行综合训练,以达到有关键能力提升的目标。

1.整合构建模型,提升理解能力

高考对理解能力要求是:学生深入掌握必备知识,形成知识体系,并以此作为学科素养发展的基石。在此环节,教师播放医生给糖尿病患者做手术的视频(情境1),引导学生回忆:血糖、血糖的来源和去向、血糖平衡调节的过程,构建模型并应用。

(1)血糖的来源和去向(正常情况下)

学生构建模型,其他学生进行评价,指出优点和不足之处,提出修改建议,学生进行总结,教师点评。

迁移应用:在医生手术过程中,血糖值的范围是多少?血糖从哪里来,又去向何处?晚餐后,他的血糖又是如何变化的?

(2)血糖平衡的调节

学生构建模型,同学评价及总结,教师点评。

迁移应用:体内与血糖调节有关的激素有哪些?调节中枢在哪里?医生在手术过程中这些激素是怎样发挥作用的?调节机制是什么?反馈调节是什么?

设计意图:帮助学生形成结构与功能观、稳态与平衡观等观点。提升理解能力为主、解决问题等能力为辅。

学生的稳态与平衡观、理解能力和解决问题的能力不是凭空产生的,这些观念的习得、能力的获得必须建立在原有认知体系上,经过拓展,产生了新的逻辑关系。高三生物复习中补充、延伸,都是在总结过去经验的基础上,进行整合,产生新的理解。以往传统的复习中往往是教师告诉学生知识点要记下来,直接手把手教导学生遇到问题应该怎么做,导致学生无法整合经验,获得提升。因此,教师要把课堂交还给学生,学生才有机会提升能力。

2.注重图文研析,突破解决问题能力

高考对解决问题能力的要求是:学生能够从生物学视角解释生物学现象和问题,能够用科学、准确的语言或图表等形式进行表达。所以,解决问题能力是对理解能力的提升。在此环节,教师引导学生阅读资料并观察图片(情境2),分析与血糖平衡有关的激素含量变化及变化机制。鼓励学生大胆发言,并进行长句表述。

(1)教师展示人体饭后血糖、胰岛素、胰高血糖素三者之间的变化关系图,学生描述图片:从横、纵坐标两个角度,结合曲线的走势,分析并表述曲线变化。此环节训练学生分析坐标图。

(2)教师展示胞外葡萄糖调节胰岛B细胞分泌胰岛素图,学生描述图片:以胞外葡萄糖进入细胞作为起点,沿着箭头的方向进行描述。此环节训练学生分析流程图。

(3)教师展示信息“葡萄糖转运载体GLUT有多个成员,其中对胰岛素敏感的为GLUT4……”,胰岛素与蛋白M结合的图片,学生描述:蛋白M的作用、GLUT-4的作用、胰岛素与蛋白M结合后作用于靶细胞的过程。此环节训练学生在前一张图的基础上,进一步延伸胰岛素如何发挥作用,学会解释胰岛素作用机制。

学生描述后,鼓励其他学生进行补充或纠正,接着鼓励学生在纸张上写出相应的长句描述。学生在书写过程中将会发现,语言描述和书写表达还是有很大区别的,只有平时多加练习,发现自身存在的问题,尝试进行准确表述,考试时才能较顺利地进行长句应答。教师还可以另外补充一些长句应答的题目,让学生再进行巩固训练。比如,胰岛素降血糖的原理是什么。

(四)开展科学探究,强化实验探究能力

高考对实验探究能力的要求是:学生在系统学习书本实验后,能够对相关生物学问题进行科学探究,如提出问题、分析问题……熟练掌握科学探究的整个流程。在此环节,教师引导学生阅读纸质材料,并完成学习任务及拓展提升。

情境3:胰岛素的发现历程

学习任务:①阅读文字并回答,在班廷之前,科学家能否证明胰腺中存在分泌物?为什么?②班廷是如何证明胰岛素是由胰岛分泌的?

拓展提升:①从以上实例,你能归纳出研究胰岛素功能的方法吗?研究其他内分泌腺所分泌激素的功能,也可以采用相同的方法吗?②加法原理和减法原理在实验设计中如何应用?有哪些注意事项?

情境4:现有一只糖尿病小鼠(与人的患病机理一致),设计实验判断该糖尿病小鼠属于I型还是Ⅱ型,实验过程中不喂食物,不考虑其他原因导致的尿糖或糖尿病。(备选材料:胰岛素、胰高血糖素、注射器、饲喂器、显微镜、血糖仪)

学习任务:①本实验的自变量、因变量、无关变量是什么?②实验的目的是什么?③I型、Ⅱ型糖尿病有什么区别?

拓展提升:①要完成实验目的,实验材料要怎样选择?②实验思路要怎样描述?③实验步骤如何书写?④预期结果又是什么?

实验探究题历来都是高考的重点,这一类试题,在设问上层层递进,呈现探究和解决问题的基本思路,要求考生对问题思考后以规范的专业术语作答[5]。所以,教师在复习时,应从自变量、因变量、实验目的……这些较为简单的内容入手,再逐步升级到实验思路、实验分析这些难度较大的部分,强化学生的实验探究能力。

(五)关注社会生活,拓展创新能力

高考对创新能力的要求是:学生能够运用获取的知识、信息,对生产实践中的问题提出新解释、新方法、新思路或得出新结论;或者能够依据新证据提出新的观点等。在此环节,教师展示课前学生收集的材料、播放视频、引导学生阅读纸质材料,完成学习任务及拓展提升。

学习任务:①你如何判断某人是否患上糖尿病?②糖尿病分为I型和Ⅱ型,它们都可以用注射胰岛素的方式进行治疗吗?为什么?③糖尿病的预防措施是什么?

拓展提升:①对于一个正常的人来说,如果饮食不当,则会造成胰岛素分泌异常,引起肥胖,请分析此现象的成因。减肥的有效措施有哪些?②今后你如果参加马拉松比赛,中途会用什么补给呢?③生产胰岛素或者糖尿病的治疗能否与基因工程关联?说说你的设想。④血糖高会带来很多危害,那么,是不是血糖越低越好呢?能否用蛋白质工程制造一种药物来有效调节血糖高低呢?

通过以上的设置,学生的四种关键能力得到有侧重的训练,但并不意味着就能达到综合应用,教师应该再创设情境,比如,使用2020年全国Ⅰ卷第31题“血糖调节”试题测试一下学生各项能力的发展情况,再进行教学上的调整和安排。

四、高三生物深度复习教学建议

(一)克服教学惰性,明确复习深度

绝大多数高三生物学科教师已经意识到只有发展学生的关键能力,才能进一步提升学生的学科核心素养。但是有不少教师因为工作忙以及备课量较大,所以没有用心准备,干脆直接套用网上现成的教学设计、教学案例,课堂教学缺乏个人思考。另外,有些教师虽然进行了准备,但是创新意识比较薄弱,所采用的情境素材、情境方式的选择、课堂问题、学生活动任务、板书设计等都比较老旧。还有一部分教师虽然注重在课堂创设情境,但在情境教学的应用过程中缺乏灵活性,形成了思维定式。如在课堂导入环节一定采用情境等模式,教师的教学思维一旦固定化,在一定程度上阻碍了深度复习的开展。所以,高三生物深度复习需要教师在用心收集整理相关复习材料基础上,积极探索新的教学方式,打破固化思维,确保深度备课。

教师还要认真学习《中国高考评价体系》《课程标准》等纲领性文件,明确考试的具体内容和要求,提高高三生物课堂教学与复习考试的指向性和有效性。每一节复习课都要提前确定好教学目标和教学内容。教学环节的创设要紧紧围绕教学目标,要针对学生的易错点,教学重、难点,而不是为了活跃课堂气氛,去创设一些与教学内容无关的活动。要明确所有创设都是为教学目标达成服务的,是为了让学生在一定的教学环境中学习知识的,提高关键能力。

(二)激活学习热情,发挥主体作用

高三学生已经接触过各种类型的教师,所以他们对教师的语言表达是否幽默风趣,是否能联系实际、贴近生活,是否知识渊博等这些方面也有更多的期待及需求。所以,教师一方面需要不断学习,提高自身水平,另一方面,要能够基于对学生心理和能力的了解,创设吸引学生的教学情境。从多个角度出发,唤起学生的学习主动性。学生的能力发展是教育的最终目标,教师要始终保持以学生为主体的教学理念。

教师应在课堂上给予学生更多自主思考、动笔记录思维过程的时间。通过小组探讨问题,合作学习等方式,引导学生发现新问题和解决新问题,形成自己的学习方法。鼓励学生优势互补,团队合作。在学习评价中,发现自己和他人的优点,学习他人的优秀品质。

(三)构建知识体系,落实关键能力

生物成为选考科目后,高考的形式发生了较大变化,不再作为理综试卷的组成,而是单独成卷。非选择题部分除了有填空题形式,还增加了长句应答,答题难度大大提升了。一些学生在答题中的失误,主要是因为概念理解不清,知识呈碎片化,没有形成知识体系。教师在复习中应回归课本,关注教材中的生物学事实、概念、原理,引导学生构建模型,画结构功能图等,利用多样化的形式构建知识体系,让学生多维度地理解整个知识体系,深刻领会基本原理、方法。

学生有了较为扎实的必备知识,才有可能进一步提升关键能力。复習中可以创设各种活动,专项训练关键能力。如提供图片、表格、文字材料等,在规定好的时间内请学生对上述材料进行分析。进一步提出问题,看学生能否解答。教师要安排充足的时间给学生书面表达,很多学生知道题目要考什么,但苦于不会书面表达,在考试中往往回答不到要点,导致得分率很低。教师在深入领悟生物科的关键能力在高考试题中的考查,将必备知识的掌握与关键能力的提升结合在一起,对学生的书面表达进行指导,相信会有较好的效果。大厦不是一天建成的,关键能力的落实需要教师在每一节复习课中一点一滴地渗透。

(四)精心创设情境,提升核心素养

在高三生物复习课上,创设的情境越真实,越容易引起学生兴趣,学生越有可能主动尝试解决问题,实现知识的迁移运用。因此,教师要做“有心人”,留意并精选生活场景、科技发明、新闻事件等,将这些鲜活的、生动的内容,经过整合后引用到教学中,赋予知识生活的意义,使学生产生一探究竟的心理。创设情境后,引导学生思考相关的问题。教师可设计实验、进行实验,安排学生在课后进一步探讨,这是基于学科素养导向、承接学科素养的要求。

结束语

通过职业扮演,如扮演医生、扮演科学家,这些情境还可以引导学生尊重自然,热爱生命,养成健康的生活方式。蛋白质工程药物——速效胰岛素的产生,这类情境则会让学生看到生物学技术的进步对人类社会发展的意义。高三生物复习如果能够创设一个个真实、有效的情境,引导学生深入去分析、思考,那么学生在获得生命观念,提升关键能力,获得科学思维的同时,对社会与人文的认识与理解也将进一步加深,社会责任感将进一步加强。

参考文献

[1]杨帆,郭学恒.基于高考评价体系的生物科考试内容改革实施路径[J].中国考试,2019(12):53-58.

[2]崔友兴.基于核心素养培育的深度学习[J].课程·教材·教法,2019,39(2):66-71.

[3]教育部考试中心.中国高考评价体系说明[M].北京:人民教育出版社,2019.

[4]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准(2017年版2020年修订)[S].北京:人民教育出版社.2020.

[5]郭学恒.高考生物学对实验与探究能力的考查[J].生物学教学,2018(8):85-87.

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