甘肅 馬小明

(作者單位：甘肅省臨夏中學)

隨著《普通高中生物學課程標準(2017年版2020年修訂)》的發(fā)布，提升學生的學科核心素養(yǎng)已經(jīng)成為教師教學的主要目標和任務。對于該目標和任務，以往知識本位的教學方式顯然已經(jīng)“過時”，同時知識本位的考查方式也不能很好地考查學生的學科核心素養(yǎng)水平，更無法準確地發(fā)揮考試的導向作用，引導教師的教學向“核心素養(yǎng)”方向轉(zhuǎn)變。因此，對傳統(tǒng)的教學方式和考查方式進行相應的改革和創(chuàng)新以適應新時代的需求就顯得非常重要。在此背景下，“深度學習”作為實現(xiàn)學科核心素養(yǎng)教學目標的重要手段，已然成為當前教學研究的重要課題之一。深度學習是指學習者在理解的基礎上，批判性地學習新的思想和事實，并把它們?nèi)谌氲揭延械恼J知結(jié)構(gòu)中，且能夠?qū)⒁延械闹R遷移到新的情境中，做出決策和解決問題的學習方式，具有引領(lǐng)性、挑戰(zhàn)性、主動性、發(fā)展性等特征。

在生物學教學過程中，組織和引導學生進行深度學習，可以讓學生深刻體會結(jié)構(gòu)與功能觀、進化與適應觀等生命觀念；可以讓學生掌握歸納與概括、演繹與推理等科學思維；還可以讓學生具備提出問題、實驗設計等科學探究素養(yǎng)，進而讓學生形成造福人類的價值觀，培養(yǎng)關(guān)注社會議題等社會責任素養(yǎng)。

那么，如何在實際教學過程中引導學生進行深度學習呢？本文通過對原創(chuàng)試題的命題思路和考查意圖進行分析，結(jié)合深度學習的基本理念淺談如何通過命制高質(zhì)量試題考查學生深度學習的能力和效果，以考向引導和促進學生進行深度學習，進而達成提升學生學科核心素養(yǎng)的教育教學目標。

1.原創(chuàng)試題

體溫調(diào)節(jié)的調(diào)定點學說認為人體有一確定的體溫調(diào)定點數(shù)值(如37℃)。若體溫偏離這一數(shù)值，下丘腦就會通過調(diào)節(jié)機體產(chǎn)熱與散熱使體溫回歸到調(diào)定點。據(jù)此分析下列選項錯誤的是

( )

A.當體溫低于體溫調(diào)定點時，促甲狀腺激素釋放激素釋放量將增加

B.當體溫高于體溫調(diào)定點時，皮膚毛細血管舒張使體表的散熱增加

C.若某因素導致體溫調(diào)定點下移，則可能導致腎上腺素釋放量增加

D.若某因素導致體溫調(diào)定點上移，則很可能出現(xiàn)骨骼肌戰(zhàn)栗等現(xiàn)象

【參考答案】C

2.命題思路和考查意圖

2.1 圍繞大概念的知識體系是考查的根本

本題以“人體體溫調(diào)節(jié)”為例，考查學生對“生命個體的結(jié)構(gòu)與功能相適應，各結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)統(tǒng)一共同完成復雜的生命活動，并通過一定的調(diào)節(jié)機制保持穩(wěn)態(tài)”這一大概念的認識和理解。通過學習“人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”及“動物和人體生命活動的調(diào)節(jié)”，學生已經(jīng)知道正常人體的體溫有一相對穩(wěn)定值(如37℃)。外界環(huán)境溫度的變化以及體內(nèi)細胞代謝活動都可能會影響體溫的變化，但是機體通過神經(jīng) - 體液調(diào)節(jié)等機制可以維持體溫的相對穩(wěn)定。例如，當人體處于寒冷環(huán)境中時，冷覺感受器興奮，該興奮沿傳入神經(jīng)到達下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞，然后下丘腦一方面通過神經(jīng)調(diào)節(jié)使皮膚血管收縮，引起皮膚表層血流量下降，減少散熱；使腎上腺素分泌增加，促進細胞代謝；使骨骼肌戰(zhàn)栗，增加產(chǎn)熱等。另一方面，下丘腦通過分泌促甲狀腺激素釋放激素促進垂體釋放促甲狀腺激素，以促進甲狀腺激素的釋放，進而促進組織細胞的代謝活動，以增加產(chǎn)熱，從而實現(xiàn)人體溫度的相對穩(wěn)定。具體調(diào)節(jié)過程如圖所示。

圖示體溫調(diào)節(jié)的概念模型是學生在學習了相關(guān)內(nèi)容后應該建立的認知結(jié)構(gòu)，也是理解和正確解答這道題該有的“原認知結(jié)構(gòu)”。構(gòu)建該知識體系，需要學生準確把握體溫調(diào)節(jié)相關(guān)的器官、組織、細胞、信息分子以及它們各自發(fā)揮的作用等，并且可以做到把相關(guān)的知識點有機整合。從學科核心素養(yǎng)角度而言，構(gòu)建知識體系是學生體會結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)和提升學生歸納與概括、模型與建模等科學思維的重要舉措；從學生構(gòu)建知識體系的過程而言，該概念模型的建構(gòu)是學生將零散的知識點進行有機整合的過程，是建立和完善自我認知結(jié)構(gòu)的過程，更是學生進行深度學習的過程。

寒冷條件下體溫的調(diào)節(jié)

2.2 借助新情境考查學生知識遷移和應用的能力

該題以體溫調(diào)節(jié)的調(diào)定點假說為素材進行命題。體溫調(diào)節(jié)的調(diào)定點假說是在一系列研究的基礎上被提出的。20世紀40年代，科學家用定向刺激法和局部毀損法證明下丘腦前部為散熱中樞，后外側(cè)為產(chǎn)熱中樞，兩個區(qū)域交互抑制，維持體溫的相對恒定。60年代后，先后發(fā)現(xiàn)下丘腦中存在與局部溫度改變相關(guān)的兩類神經(jīng)元群：一類在溫度升高時興奮，稱為熱敏神經(jīng)元；另一類在溫度降低時興奮，稱為冷敏神經(jīng)元。它們一方面接受來自外周傳送感溫信息的傳入神經(jīng)沖動；另一方面可以直接感受流經(jīng)腦部的血液溫度的變化，并通過一定的神經(jīng)聯(lián)系，使與體溫調(diào)節(jié)有關(guān)結(jié)構(gòu)的活動相應地增強或減弱，以保持體溫的相對恒定。以這些研究為基礎提出的體溫調(diào)定點假說認為，人和高等恒溫動物的體溫調(diào)節(jié)類似于恒溫器的調(diào)節(jié)機制。調(diào)定點的作用相當于恒溫箱的調(diào)定器，是調(diào)節(jié)溫度的基準。若將正常人此點溫度設定為37℃，那么當流經(jīng)此處的血液的溫度超過37℃時，熱敏神經(jīng)元興奮，引起散熱過程加強、產(chǎn)熱過程減弱；而當流經(jīng)此處的血液的溫度不足37℃時，則引起相反的變化。

以上內(nèi)容是本題命題的素材來源，題干精簡、提煉假說內(nèi)容，以通俗易懂的語言闡述假說內(nèi)容。關(guān)于四個選項的設計，其中A、B項以調(diào)定點不變，其他因素導致體溫偏離調(diào)定點，機體如何維持體溫恒定進行設計；C、D項以假設某因素導致體溫調(diào)定點發(fā)生變化，機體又會如何應對進行設計。從思維角度而言，對于A、B項，學生可以根據(jù)已有知識體系進行直接的推斷；對于C、D項，是需要學生適當轉(zhuǎn)化才能做出判斷。例如，當體溫調(diào)定點下調(diào)時，對于機體而言，當前的體溫偏高，需要做降溫處理。從考查角度而言，A、B項主要考查學生對知識的理解情況；C、D項主要考查學生的邏輯推理能力和綜合運用能力。另外，要準確作答該題，學生需要從題干中提取調(diào)定點假說的要點，并結(jié)合已有知識結(jié)構(gòu)對四個選項進行分析，體現(xiàn)了對學生獲取信息的能力的考查以及從新情境中遷移運用生物學知識和原理解答問題的高水平科學素養(yǎng)。如此分析，該試題考查了學生“理解能力”“獲取信息的能力”“綜合運用能力”等能力，這些內(nèi)容不是學生天生就具有的或一蹴而就的，是在平日的不斷學習中逐漸形成和提升的，所以，該試題也是對學生深度學習能力和效果的考查。

2.3 綜合分析才能準確作答

學生在理解體溫調(diào)定點學說基本要點的基礎上，結(jié)合在學習過程中建立的體溫調(diào)節(jié)認知結(jié)構(gòu)，綜合運用歸納與概括、模型與建模、批判性思維等多種科學思維，就可以對四個選項進行分析和解答。如：當體溫低于體溫調(diào)定點時，人體將增加產(chǎn)熱、減少散熱，以維持體溫的相對穩(wěn)定。其途徑之一就是通過“下丘腦→垂體→甲狀腺”的分級調(diào)節(jié)，使甲狀腺激素分泌增加，進而促進細胞代謝，增加機體產(chǎn)熱，A項正確；當體溫高于體溫調(diào)定點時，人體主要通過增加散熱的方式維持體溫的相對穩(wěn)定，即在神經(jīng)調(diào)節(jié)的作用下，皮膚血管舒張，血流量增大，散熱增加及汗腺分泌增加等，使體溫回歸調(diào)定點，B項正確；如果某因素導致體溫調(diào)定點下移，人體將通過增加散熱，使體溫下降至新的調(diào)定點附近，而腎上腺素的釋放主要與促進產(chǎn)熱相關(guān)，C項錯誤；相反，若體溫調(diào)定點上移，人體需要增加產(chǎn)熱使體溫上升至新的調(diào)定點，而骨骼肌戰(zhàn)栗就是機體增加產(chǎn)熱的途徑之一，D項正確。

3.結(jié)語

該題以“體溫調(diào)定點”為素材進行命題，從知識角度而言，考查人體的體溫調(diào)節(jié)相關(guān)內(nèi)容；從學科核心素養(yǎng)角度而言，考查學生對結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀等生命觀念的理解，同時還考查了學生歸納與概括、模型與建模、闡釋生命現(xiàn)象和規(guī)律以及在新情境中運用生物學知識和規(guī)律解決生活中的實際問題等的科學思維。從深度學習理念分析，準確作答該題需要學生先提取有效題干信息、獲取新的認識，并將已有的知識遷移到新的情境中，做出決策并解決問題?？梢?，該題在考查學科知識和學科核心素養(yǎng)的同時，也對學生深度學習的能力和效果進行了考查。相信這種命題也將成為未來命題的趨勢，希望在平時的學習中，教師和學生能夠從深度學習的理念出發(fā)，深入學習生物學概念、現(xiàn)象和規(guī)律等，以切實提升學生的學科核心素養(yǎng)水平。