淺析高中生物教學(xué)中建立血糖平衡模型的教學(xué)設(shè)計

王杰鋒

摘 要：新課程實施是新一輪課程改革能否取得成功的關(guān)鍵，教師作為新課程的實施者，應(yīng)該轉(zhuǎn)變觀念，重視模型思維和建構(gòu)模型能力的培養(yǎng)，創(chuàng)造性地使用教材，設(shè)計適合學(xué)生自主建構(gòu)模型的教學(xué)過程，引導(dǎo)學(xué)生主動思考、探索，讓學(xué)生在模型建構(gòu)的過程中學(xué)習(xí)、發(fā)展。本文首先闡述生物教學(xué)模型建構(gòu)對學(xué)生能力培養(yǎng)的作用，隨后對高中生物教學(xué)中建立血糖平衡模型的教學(xué)設(shè)計策略和方法進行了相關(guān)探討分析，以此激發(fā)學(xué)生對生物的學(xué)習(xí)興趣，加深對血糖調(diào)節(jié)知識的掌握和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高中生物；教學(xué)設(shè)計；血糖平衡；模型設(shè)計

隨著科技和教育的發(fā)展，模型和模型方法在高中教育教學(xué)中的作用也越來越大，美國《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》把模型和科學(xué)事實、概念、原理、理論并列為科學(xué)主題的重點，并將構(gòu)建、修改、分析、評價模型作為高中學(xué)生的基本科學(xué)探究能力。我國《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》依據(jù)國際科學(xué)教育的發(fā)展把模型方法列為基礎(chǔ)知識的范疇，明確提出“要讓學(xué)生領(lǐng)悟生物科學(xué)理論或模型的科學(xué)美”，并把它規(guī)定為高中學(xué)生必須掌握的科學(xué)方法之一。在人教版必修模塊中安排了多個模型建構(gòu)的內(nèi)容。在新課程理念下，教師在教學(xué)過程中若能用好模型建構(gòu)方法，對實現(xiàn)新課程目標(biāo)、提高生物科學(xué)素養(yǎng)會有很大幫助。下面將對高中生物教學(xué)中建立血糖平衡模型的教學(xué)設(shè)計方法策略進行探討。

一、生物教學(xué)模型建構(gòu)對學(xué)生能力培養(yǎng)的作用

培養(yǎng)創(chuàng)新能力生物學(xué)上的很多問題，有的可以找出答案，有的卻沒有定論，但這些問題卻可以讓學(xué)生在制作模型時，加深對這些知識的理解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣。模型建構(gòu)的過程，也是學(xué)生根據(jù)自己所獲取的知識進行創(chuàng)新的過程。因此，在高中生物學(xué)教學(xué)中應(yīng)該充分利用模擬實驗及建構(gòu)模型的機會來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

培養(yǎng)建模思維和建模能力建模思維是學(xué)生所認(rèn)識到的關(guān)于建立模型及進行模擬實驗必需的理論、概念、原則、方法等方面的知識。而建模能力是在建模思想的指導(dǎo)下，綜合建立模型，進行知識或技術(shù)創(chuàng)新所必需的知識、理論、技能，最終達到建立模型，完成創(chuàng)新過程的能力。在進行高中生物學(xué)教學(xué)時應(yīng)充分利用模擬實驗和建構(gòu)模型的內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生的建模思維和建模能力。在血糖調(diào)節(jié)課程學(xué)習(xí)中，“建立血糖調(diào)節(jié)模型”活動可以充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，通過教師的組織和引導(dǎo)，學(xué)生對血糖的調(diào)節(jié)機制進行模擬，建構(gòu)、不斷修正動態(tài)的物理模型，再建構(gòu)抽象的血糖調(diào)節(jié)的圖解式概念模型，從而深入理解血糖調(diào)節(jié)的機制，更好地理解體內(nèi)激素對生命活動進行的調(diào)節(jié)。再通過與實際生活相聯(lián)系，利用構(gòu)建的模型分析低血糖、高血糖和糖尿病出現(xiàn)的原因，了解正確的防治措施，確立健康的生活方式。

二、高中生物教學(xué)中建立血糖平衡模型的教學(xué)設(shè)計

2.1確立原型，對原形進行分析

要構(gòu)建一個概念模型，首先要確立原型，可以通過復(fù)習(xí)與原型相關(guān)的已學(xué)知識或是提供新的問題情境或是提供與原型相關(guān)資料等方式引入原型，并確訂與概念模型構(gòu)建密切相關(guān)的原型的核心概念。對原型進行分析，整理與核心概念相關(guān)的名詞或概念。引導(dǎo)學(xué)生熟悉所構(gòu)建對象的規(guī)律、原理及其內(nèi)在聯(lián)系，選擇好最能反映規(guī)律、原理、環(huán)節(jié)的關(guān)鍵詞或核心詞，或通過物理模擬活動對所構(gòu)建對象的顯著特征、過程要點、變化規(guī)律進行簡化、模式和形象化處理，以便突出構(gòu)建對象的顯著特征，羅列出與其顯著特征最為密切的關(guān)鍵詞或核心詞，反復(fù)推敲關(guān)鍵詞或核心詞之間的相互關(guān)系以及與核心概念之間的關(guān)系。

2.2構(gòu)建概念模型，簡化復(fù)雜知識

概念模型的構(gòu)建可以使知識結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化，不僅能高效反映知識之間縱橫交錯的復(fù)雜關(guān)系，而且也使“看不見、摸不著”的思維過程可視化，有利于學(xué)生的知識遷移，極大地提高了學(xué)生的理解能力和記憶能力，從而將對知識的認(rèn)識提到了一個新的高度，還可以體現(xiàn)構(gòu)建者的科學(xué)思維過程血糖調(diào)節(jié)是一個重要知識點，且與人體健康有密切的聯(lián)系，但這一內(nèi)容既“看不見，摸不著”，又極為復(fù)雜。故教材中安排了一個“建立血糖調(diào)節(jié)的模型”活動，意在引導(dǎo)學(xué)生更好地理解人體內(nèi)血糖的調(diào)節(jié)過程，并理解激素如何對生命活動進行調(diào)節(jié)，同時，引導(dǎo)學(xué)生初步了解建構(gòu)概念模型的基本方法和意義。目前看到的不少教學(xué)設(shè)計和案例中，大多把主要精力放在模擬活動上。事實上，在模擬活動后，根據(jù)活動中的體驗，構(gòu)建圖解式概念模型才是本活動的重點。血糖調(diào)節(jié)一課中，筆者在介紹胰島、胰島A細胞和胰島B細胞及分泌的激素、作用后，和學(xué)生一起通過模型建構(gòu)理解“胰島素和胰高血糖素調(diào)節(jié)血糖平衡的過程”。請一組同學(xué)利用事先做好的“糖卡、胰島素卡、胰高血糖素卡”示范，接著全班同學(xué)分組活動，依次探究飯后半小時及運動時機體是怎樣恢復(fù)正常血糖水平的，并用卡片進行演示。通過構(gòu)建動態(tài)的物理模型，學(xué)生根據(jù)活動中的體驗，構(gòu)建出了圖解式概念模型，通過各組代表交流最后總結(jié)歸納。通過模擬構(gòu)建，學(xué)生對血糖的調(diào)節(jié)有了更深的理解。利用這一概念模型，學(xué)生學(xué)會了分析一些涉及到血糖變化的生理現(xiàn)象。通過構(gòu)建概念模型，將復(fù)雜的生理過程簡化，不但有利于識記，還能培養(yǎng)分析、綜合、概括的能力，學(xué)會把看似復(fù)雜的知識進行整理，找到相關(guān)知識的聯(lián)系，提高靈活運用知識的能力。

2.3評價并完善模型

課堂上讓2—3位學(xué)生展示自己設(shè)計并建構(gòu)的概念模型，其他學(xué)生共同評價，然后教師進行總評。也可讓學(xué)生自己利用初步建起來的概念模型，對原型進行回顧、梳理，如發(fā)現(xiàn)存在錯誤、疏漏之處，則進而進行完善。往往再進一步深刻反思，會激發(fā)出更好的思路和創(chuàng)意，有可能對構(gòu)建起的概念模型作很大的改動或重新構(gòu)建。概念模型的建構(gòu)不僅有助于學(xué)生對知識的梳理和知識體系的建立，而且可有效地發(fā)展新課標(biāo)所倡導(dǎo)的學(xué)生自主探究、合作與批判、反思與創(chuàng)新等能力。需要指出的是，概念模型是高度抽象的模型，在研究時，一開始可能很難把其中的要素全部抽取出來，需要經(jīng)過反復(fù)的研究和思考才能得到合理的模型。教師在最初的組織教學(xué)中不要怕耽誤上課時間，要有足夠的耐心引導(dǎo)學(xué)生進行分析，教會學(xué)生如何提取有用概念，如何概括概念間的相互關(guān)系，即教會學(xué)生構(gòu)建概念模型的方法。實際教學(xué)中會發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過一段時間的引導(dǎo)，學(xué)生構(gòu)建概念模型的速度和質(zhì)量會明顯提高。

三、結(jié)語

總之，模型方法的精髓乃是體現(xiàn)在探索與發(fā)現(xiàn)之中，不親身經(jīng)歷這些探索，很難發(fā)現(xiàn)其中的要素與關(guān)鍵之所在。我們應(yīng)該根據(jù)新課程改革的要求，積極開展構(gòu)建模型教學(xué)，通過變式訓(xùn)練，促進學(xué)生自覺運用模型方法理解和交流他們的學(xué)習(xí)，形成一個自動化的過程，使學(xué)生在具體的操作或運用中獲得科學(xué)知識和提高探究學(xué)習(xí)能力。

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（作者單位：貴州省黔西南州晴隆縣第二中學(xué)）