生物學(xué)教師如何科學(xué)使用教材的體會

生物學(xué)教師如何科學(xué)使用教材的體會蘇明學(xué)/聶玉芝【專題名稱】中學(xué)政治及其他各科教與學(xué)【專 題 號】G382【復(fù)印期號】2009年06期【原文出處】生物學(xué)教學(xué)(滬)2009年1期第1214頁【作者簡介】蘇明學(xué)，聶玉芝，北京師范大學(xué)良鄉(xiāng)附屬中學(xué)，102488【內(nèi)容提要】本文結(jié)合教學(xué)案例，論述了在高中生物學(xué)教學(xué)中，如何選擇和科學(xué)使用教材的體會。【關(guān) 鍵 詞】高中生物學(xué)/教材使用/教學(xué)案例目前，普通高中新課程改革已在全國多個省市普遍展開。實驗區(qū)教師面對“一綱多本”的課改現(xiàn)實，如何選擇和使用教材？非實驗區(qū)雖然仍是“一綱一本”，也同樣存在著教師如何有效地使用教材的問題。教材是重要的課程資源，但不是唯一資源；教師是在用教材教而不是在教教材。這不僅是一個教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變問題，而且是一個教學(xué)實踐中面對的操作問題。教師能否科學(xué)高效地使用教材，直接決定教學(xué)質(zhì)量的高低，關(guān)乎學(xué)生的身心發(fā)展。本文結(jié)合具體教學(xué)案例，談?wù)勆飳W(xué)教師如何使用教材的一些體會。1以內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，凝聚優(yōu)質(zhì)課程資源具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)描述的要求是最基本的，是每個高中學(xué)生通過努力都應(yīng)該達到的要求。但從生物學(xué)教學(xué)水平方面來看，我們對課程和教學(xué)內(nèi)容的要求卻是開放的，即在保證達到基本要求的同時，還要充分挖掘、凝聚各種優(yōu)質(zhì)課程資源，適當(dāng)增加學(xué)習(xí)內(nèi)容或提高教學(xué)要求，以達到更高的教學(xué)水平。這樣，既能面向全體學(xué)生，打好“共同基礎(chǔ)”，實現(xiàn)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)所描述的基本要求，又能滿足那些學(xué)有特長，能力突出的學(xué)生的需求。例如，“體液調(diào)節(jié)”是現(xiàn)行教材中的一節(jié)內(nèi)容，教學(xué)大綱所規(guī)定的教學(xué)目的是：動物激素的種類和生理作用（C：理解）；激素的分泌調(diào)節(jié)（C：理解）；相關(guān)激素間的協(xié)同作用和拮抗作用（C：理解）；其他化學(xué)物質(zhì)的調(diào)節(jié)作用（A：知道）。教材內(nèi)容以列表的形式簡介了動物激素的種類和生理作用；以甲狀腺激素的分泌調(diào)節(jié)為例圖解了激素的分泌調(diào)節(jié)方式反饋調(diào)節(jié)；以生長激素和甲狀腺激素對生長發(fā)育的作用來說明激素間的協(xié)同作用，以胰島素和胰高血糖素對血糖含量的調(diào)節(jié)來說明激素間的拮抗作用。如果僅是根據(jù)教材內(nèi)容組織教學(xué)，學(xué)生是否理解：促性腺激素的生理作用促進性腺的生長發(fā)育，調(diào)節(jié)性激素的合成和分泌；雌激素的生理作用促進雌性生殖器官的發(fā)育和生殖細(xì)胞的生成；激發(fā)和維持雌性正常的性周期；孕激素的生理作用促進子宮內(nèi)膜和乳腺的生長發(fā)育，為受精卵著床和泌乳準(zhǔn)備條件？學(xué)生能否在新的情境中應(yīng)用反饋調(diào)節(jié)的原理解釋激素的分泌調(diào)節(jié)過程？要知道原理學(xué)習(xí)的實質(zhì)是學(xué)生能在體現(xiàn)原理變化的情境中適當(dāng)應(yīng)用原理，這才是原理學(xué)習(xí)的目的所在。為了有效地達成教學(xué)目標(biāo)，我們應(yīng)該以“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”或“教學(xué)大綱”為標(biāo)準(zhǔn)，在學(xué)完“甲狀腺激素的分泌調(diào)節(jié)”之后，可以向?qū)W生呈現(xiàn)雌激素的分泌調(diào)節(jié)過程，提出問題并引導(dǎo)分析（見下圖）。（1）月經(jīng)周期開始時，血液中雌激素（雌二醇）濃度較低，以后逐漸增加，約一周后升到高峰，如何解釋雌激素的分泌調(diào)節(jié)過程？分析：月經(jīng)周期開始時，低濃度的雌激素引起下丘腦分泌促性腺激素釋放激素（GnRH），刺激腦垂體分泌促性腺激素卵泡刺激素（FsH）和黃體生成素（LH）。FSH的主要作用是促進卵泡顆粒層細(xì)胞的增殖和分化，從而促進整個卵巢的長大。FSH和LH也刺激正趨于成熟的卵泡分泌雌激素，雌激素促進子宮供血量增加和子宮內(nèi)膜增厚。（2）在卵泡期的后一周內(nèi)，血液中雌激素濃度迅速增加，其峰值在LH與FSH兩者的峰值之前出現(xiàn)，能否應(yīng)用反饋調(diào)節(jié)的原理解釋這種變化？分析：雌激素是由于FSH和LH刺激卵泡產(chǎn)生的，而雌激素的增加又進一步刺激腦垂體分泌LH和FSH，兩者共同作用而使卵泡繼續(xù)長大，完成排卵過程，因此，這一調(diào)節(jié)過程屬于正反饋。（3）排卵后的卵泡轉(zhuǎn)變?yōu)辄S體，黃體釋放雌激素和孕激素，兩種激素協(xié)同作用刺激子宮內(nèi)膜進一步增厚，但FSH和LH兩種激素的濃度卻在急劇下降。如何解釋這種變化？這種調(diào)節(jié)屬于正反饋還是負(fù)反饋？分析：血液中雌激素和孕激素濃度增加，通過反饋調(diào)節(jié)使得下丘腦分泌的促性腺激素釋放激素減少，進而引起垂體分泌的FSH和LH減少。因此，這一調(diào)節(jié)過程屬于負(fù)反饋。如果卵在輸卵管內(nèi)沒有受精，那么黃體開始退化，雌激素和孕激素濃度下降，引起子宮內(nèi)膜供血量減少，子宮增厚的內(nèi)壁解體，新的月經(jīng)開始。月經(jīng)周期是女生生活中遇到的現(xiàn)實問題，她們（包括男生）迫切想知道其中的緣由。因此，選擇這樣的學(xué)習(xí)內(nèi)容讓學(xué)生自主探究，會使學(xué)生對學(xué)習(xí)過程變得更有興趣，學(xué)生所學(xué)到的知識也更加牢固、理解也會更加深入。他們不再是機械背誦教材表格中所列的有關(guān)促性腺激素、雌激素、孕激素的生理作用，而是對此有著深刻的理解；他們對反饋調(diào)節(jié)的認(rèn)識不再囿于負(fù)反饋這一種固定的方式，而是對此有了全面的理解反饋調(diào)節(jié)包括正反饋和負(fù)反饋兩種方式，是指在一個系統(tǒng)中，系統(tǒng)本身工作的效果，反過來又作為信息調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作；FSH和LH兩種促性腺激素對卵巢的作用，雌激素和孕激素對子宮內(nèi)膜的作用，使學(xué)生在新的情境中加深了對激素協(xié)同作用的理解。由此可見，課程資源是影響課程目標(biāo)能否有效達成的重要因素。教材是最基本的課程資源，但不是惟一的課程資源。教師是最重要的課程資源，因為教師的素質(zhì)狀況決定了課程資源的識別范圍、開發(fā)和利用程度以及發(fā)揮效益的水平。我們應(yīng)該以內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，根據(jù)實際條件和學(xué)生特點，對課程資源進行鑒別、開發(fā)、積累和利用，以有效地達成教學(xué)目標(biāo)。換言之，教學(xué)過程就是師生合理運用課程資源，共同構(gòu)建知識意義的過程。2以教材內(nèi)容為載體，拓展學(xué)生思維空間所謂思維的空間，是指某些知識縱向和橫向聯(lián)系的范圍。在教學(xué)過程中，教師不是為教教材而教教材，而是以教材為載體，把教材作為引導(dǎo)學(xué)生思維的素材，利用教材來擴大學(xué)生思維的空間。這一點有著十分重要的教學(xué)意義，因為在教學(xué)過程中，教師的教學(xué)思路和教學(xué)方式，會影響學(xué)生的思路和思維方式。只有以教材內(nèi)容為載體，把教材內(nèi)容作為引導(dǎo)學(xué)生思維的素材，才能改變過去那種過于注重知識傳授的教學(xué)方式，從而促使學(xué)生形成積極主動的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)方式，逐步養(yǎng)成良好的思維品質(zhì)。例如，現(xiàn)行教材關(guān)于細(xì)胞分化的知識安排在第二章“生命活動的基本單位細(xì)胞”。事實上，細(xì)胞分化是個體發(fā)育的重要事件，我們完全可以將此移至第五章高等動物的個體發(fā)育來進行教學(xué)：以科學(xué)家的探究歷程為線索，通過精心設(shè)計問題串，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，鼓勵他們猜測討論，從而有力地拓展學(xué)生的思維空間。（1）一個單細(xì)胞的受精卵怎么會發(fā)育成肌肉組織、血液組織、皮膚組織、神經(jīng)組織以及一個完整個體的功能所必需的其他組織呢？每一種組織都是由特殊類型的細(xì)胞構(gòu)成，不但其形態(tài)迥然不同，而且所產(chǎn)生的蛋白質(zhì)也大有差別，是否每類細(xì)胞含有一套不同的基因？（2）呈現(xiàn)用兩棲動物的卵所做的經(jīng)典實驗：先用紫外光破壞未受精卵的核，然后將蝌蚪的已分化的腸細(xì)胞核移植到去核的未受精卵中。結(jié)果，后者能發(fā)育成一個正常的蝌蚪。這個實驗結(jié)果表明了什么？（3）既然一個生物的所有細(xì)胞都含有相同的全套基因，那么各個基因的活性必定有所差別。即當(dāng)細(xì)胞開始分化時，不同細(xì)胞的不同基因會在長短不同的時間內(nèi)被活化。那么，基因的表達及表達的順序，又是由什么決定的呢？重新分析上述經(jīng)典實驗，能給你什么啟發(fā)？（4）上述經(jīng)典實驗表明：當(dāng)已分化細(xì)胞的核被注入到去核的卵中時，基因的活動變得類似于正常未分化卵中核的基因活動。就是說，在已分化細(xì)胞中不活動的那些基因，再次變得活躍起來，使囊胚發(fā)育成正常的蝌蚪，卵的細(xì)胞質(zhì)（基因的環(huán)境）已修改了細(xì)胞核基因活動的形式。既然卵的細(xì)胞質(zhì)中含有調(diào)節(jié)基因活動的不同分子，那么，這些調(diào)節(jié)分子又是怎樣激活不同的基因從而決定基因表達順序的呢？分析卵裂的特點能給你什么啟發(fā)？（提示：卵中的細(xì)胞質(zhì)不是均勻的，調(diào)節(jié)基因活動的不同分子位于細(xì)胞質(zhì)中的不同部位）（5）在培育克隆羊時，為什么要將乳腺細(xì)胞的核移植到去核卵細(xì)胞中？如果將乳腺細(xì)胞的核移植到其他去核細(xì)胞中，克隆能否成功？通過對上述問題串的思考、討論，最終使學(xué)生深刻理解：在細(xì)胞分化時，基因之所以能夠進行選擇性表達，是因為早在卵裂時，由于分裂成的子細(xì)胞來不及生長，接著進行下一次分裂，結(jié)果細(xì)胞越來越小，每個細(xì)胞只含有一部分卵細(xì)胞原有的細(xì)胞質(zhì)，而卵細(xì)胞中的細(xì)胞質(zhì)不是均勻的，調(diào)節(jié)基因活動的不同分子位于細(xì)胞質(zhì)中的不同部位。這樣，每個細(xì)胞就接受了不同的調(diào)節(jié)分子。這些調(diào)節(jié)分子在每個細(xì)胞中激活特定的基因，從而導(dǎo)致合成特定的蛋白質(zhì)。如此組織教材內(nèi)容，能夠促使學(xué)生像科學(xué)家那樣去思考問題。事實上，科學(xué)家也曾一度以為每類細(xì)胞含有一套不同的基因，正是通過用兩棲動物的卵所做的實驗，才放棄了這一錯誤的認(rèn)識。讓學(xué)生親歷這一探究過程，能夠磨煉他們的智慧，拓展他們的思路，加深對知識的理解，收獲探究成功的樂趣。3深入挖掘教材深度，促進學(xué)生全面發(fā)展人的生存與發(fā)展，不僅需要豐富的知識，更要養(yǎng)成積極的情感，提高各種能力。生物課程標(biāo)準(zhǔn)把促進入的發(fā)展作為課程目標(biāo)的價值取向，提出了提高生物科學(xué)素養(yǎng)，面向全體學(xué)生、倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)、注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系等課程基本理念，并把“提高生物科學(xué)素養(yǎng)”這一課程理念轉(zhuǎn)化為課程目標(biāo)的三個維度：知識、能力、情感態(tài)度與價值觀1。這就要求我們不僅要深入挖掘教材中外顯的知識深度，而且還要善于挖掘內(nèi)隱的科學(xué)思維的深度和教材的思想深度，并思考如何將知識、能力、情感態(tài)度及價值觀有機地統(tǒng)整于教學(xué)過程中的操作策略。例如，“單克隆抗體”的教學(xué)，從知識維度看，應(yīng)讓學(xué)生穿越“抗原抗原決定簇效應(yīng)B細(xì)胞單克隆抗體”的知識屏障；從能力緯度看，要讓學(xué)生親歷解決“如何讓單個B淋巴細(xì)胞進行無性繁殖產(chǎn)生化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強的單克隆抗體？”的科學(xué)思維過程，訓(xùn)練其科學(xué)的思維方式；從情感態(tài)度及價值觀的維度看，要讓學(xué)生了解科學(xué)探究的性質(zhì)，培養(yǎng)好奇、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神，體驗生物科學(xué)的社會價值。為此，教學(xué)過程可采用“問題解決”的策略。（1）傳統(tǒng)的獲得抗體的方法是把某種抗原反復(fù)注射到動物體內(nèi)，然后從動物血清中分離出所需的抗體。這種方法獲得的抗體，不僅產(chǎn)量低，而且抗體的特異性差，純度低，反應(yīng)不夠靈敏。這是為什么？（2）如果能得到特異性強的單一抗體，就可以在單抗上連接抗癌藥物，制成“生物導(dǎo)彈”，將藥物定向帶到癌細(xì)胞所在的部位，即消滅了癌細(xì)胞，又不會傷害健康細(xì)胞。那么，怎樣才能獲得大量的單一抗體呢？（3）一個B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體，但一個B淋巴細(xì)胞不可能無限增殖，怎樣才能讓單個B淋巴細(xì)胞既能無限增殖，又能產(chǎn)生大量的單克隆抗體？（提示：什么細(xì)胞具有無限增殖的能力？動物細(xì)胞融合技術(shù)能為這一難題的解決提供技術(shù)支持嗎？）（4）從小鼠脾臟中獲得的B淋巴細(xì)胞與小鼠的骨髓瘤細(xì)胞融合后，培養(yǎng)基中共有幾種類型的細(xì)胞？如何獲得所需要的雜交瘤細(xì)胞？科學(xué)家是怎樣解決這一問題的？（5）用選擇性培養(yǎng)基篩選出的雜交瘤細(xì)胞所產(chǎn)生的抗體是否為單克隆抗體？為什么是？為什么否？（6）觀察“單克隆抗體制備過程示意圖”，說出科學(xué)家選出能產(chǎn)生特定抗體的細(xì)胞群并大量培養(yǎng)的方法