劉建峰

（廣東省汕頭市澄海蘇北中學 廣東汕頭 515829）

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》在教學提示部分指出，教學活動應圍繞幫助學生達成對概念的理解，促進學生生物學學科核心素養(yǎng)的提升展開；在教學建議部分強調需要為探究性學習創(chuàng)設情境；在命題建議部分強調試題情境應圍繞現(xiàn)實問題展開，盡量做到新穎、真實、科學、恰當；在教材內容的編寫上，要求重視情境的創(chuàng)設?！吨袊呖荚u價體系》中也明確了綜合能力和創(chuàng)新能力與在真實的情境中解決問題、遷移到新的情境中思考和解決問題的關聯(lián)性?？梢?，基于教學目標，圍繞特定主題選擇合理的真實情境，在情境中產生問題并解決問題，是培養(yǎng)學生學科素養(yǎng)的有效途徑。

新的高考模式下，情境類試題所占比重越來越大。例如，2021年廣東省普通高中生物學高考試卷的命制就勇于開拓和實踐，以全情境化試題形式呈現(xiàn)，并受到廣泛地好評。高考的核心作用之一就是引導高中學科教學，所以開展契合新教材（人教版）特征、符合新高考要求的主題化、情境化、問題化教學成為評價教學有效性的重要依據之一。

教材情境、試題任務情境大致可以分為3大類：生活、學習和實踐情境；科學實驗和探究情境；科學史情境。結合具體情境，教師引導學生圍繞科學問題，查閱相關文獻資料、咨詢專家，進一步收集資料證據；引導學生分析歸納、邏輯推理解決問題和產生新的問題，結合新問題進一步激發(fā)探究，共同探討解決的方案；并帶領學生對解決問題的過程和結論進行評價。主題化、情境化、問題化教學的基本流程需要通過大量的教學實踐，不斷檢驗、修正和完善。下面擬結合兩個具體的教學主題實踐活動進行分析和探討。

1 主題一：不同給糖方式對血漿胰島素濃度的影響

在血糖調節(jié)的教學中，明確教學目標后，教師可以考慮提供教師本人以及匿名糖尿病人的血糖檢測結果作為情境（生活、學習和實踐情境），引導學生討論血糖如何維持相對穩(wěn)定（3.9～6.1 mmol/L）及其重要意義。學生結合生活實際經驗，說出不同的給糖方式，討論不同給糖方式對血胰島素濃度的影響是否相同，提升通過實證獲得科學結論的興趣。然后，教師提供如下試題情境（科學實驗和探究情境）：

血糖升高能促進胰島素的分泌。某生物小組進行了口服和注射兩種給糖方式對胰島素分泌量的影響實驗，選取甲、乙兩只成年小鼠，測定血糖濃度和胰島素濃度后，甲小鼠注射葡萄糖溶液，乙小鼠口服葡萄糖溶液，連續(xù)測定其血糖濃度和胰島素濃度，實驗結果如圖1所示?；卮鹣铝袉栴}：

圖1 實驗結果圖示

（1）胰島素是人體內唯一能降血糖的激素，是由_____細胞分泌的，它通過____（填途徑）來降低血糖。

（2）實驗開始前，測定小鼠血糖濃度的目的是_______________。實驗表明，口服和注射葡萄糖這兩種方式對胰島素分泌的影響的差異是________。為避免個體差異引起的實驗誤差，應該改進的措施是______________________。

學生分析解決該題設置的問題，發(fā)現(xiàn)不同給糖方式對血漿胰島素濃度的影響確實有明顯的不同（事實），也自然而然地產生進一步探究的熱情。教師要求學生課后在中國知網上查找相關資料。有學生提供了如下科研論文節(jié)選（科學實驗和探究）：

1964年，Elrick等發(fā)現(xiàn)口服葡萄糖促進胰島素分泌的作用相對靜脈輸注更明顯。但為達到同樣血糖水平，口服所需葡萄糖量以及胰島素分泌量較靜脈輸注更多（生命科學史情境）。

結合上述情境中“為達到同樣血糖水平，口服所需葡萄糖量以及胰島素分泌量較靜脈輸注更多”這一發(fā)現(xiàn)，教師要求學生以曲線圖的形式呈現(xiàn)出來，并設計實驗加以證明；然后，提供Elrick實際實驗的設計，引導學生進行比對和自我評價。教師提供研究者的研究數(shù)據（表1、表2），引導學生分析水牛靜脈注射葡萄糖后血糖水平、血漿胰島素水平的變化特點，引導學生歸納出實驗結論：注射葡萄糖后1 min開始顯著升高，30 min后增至峰值，而后緩慢下降；直至注射后420 min，仍然顯著高于注射前60 min。

表1 各組水牛血糖水平測定結果

表2 各組水牛胰島素和胰高血糖素測定結果

在學習中，學生產生疑問：水牛靜脈注射葡萄糖后對血漿胰島素影響明顯，是否可以確定口服或靜脈注射兩種方式對水牛影響區(qū)別不大？教師追問：為了對該問題進行探究，如何補充一組實驗？為什么不同給糖方式對人血胰島素濃度的影響不同？在學生進行充分的思考和討論后，教師提供下面科研情境試題讓學生進一步分析思考：

（2017·涼山高三模擬）研究發(fā)現(xiàn)，口服等量的葡萄糖促進胰島素分泌的作用明顯強于靜脈注射，這種額外的效應被稱為“腸促胰島素效應”。為研究腸促胰島素效應”的調節(jié)機制，用狗進行了以下實驗。請回答下列問題：

（1）對“腸促胰島素效應”的調節(jié)機制作了如下假設：

假設一是通過神經調節(jié)：葡萄糖刺激小腸的神經，神經將興奮傳給胰腺，通過神經末梢釋放______，作用于細胞而引起胰島素的分泌。

假設二是通過體液調節(jié)：在葡萄糖的刺激下，小腸細胞可能________，隨血液到達靶細胞而引起胰島素的分泌。

假設三是上述兩種調節(jié)方式都存在。

（2）表3是相關實驗及結果（“+”數(shù)量表示胰島素分泌量多少）。

表3 實驗操作及結果

上述實驗結果支持哪種假設？__________。理由是：_________________。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，引起“腸促胰島素效應”的物質是由小腸K細胞的胰高血糖素基因編碼的胰高血糖素原，經過細胞中的加工后形成___________，說明基因與性狀之間并不都是簡單的____________關系。

通過上述教學過程，學生在不同載體、不同形式的情境中通過解決實際問題，既理解了相關的科學知識，又突出了學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和育人功能。

2 主題二：云南亞洲象遷移事件與生物多樣性的保護

在人類活動對種群數(shù)量變化、群落演替和生物多樣性的影響的教學中，教師以2021年國民關注度極高的云南亞洲象遷移事件作為情境（生活、學習和實踐情境）。

2021年4月16日，原生活棲息在西雙版納國家級自然保護區(qū)的15頭野生亞洲象從普洱市墨江縣遷徙至玉溪市元江哈尼族彝族傣族自治縣，經過玉溪、紅河，“一路象北”、一路“逛吃”，引發(fā)全民關注甚至是全世界的關注。

6月3日，“大象保護計劃”特別顧問、終結野生生物犯罪全球倡議主席、聯(lián)合國《瀕危野生動植物種國際貿易公約》前秘書長約翰·斯坎倫先生發(fā)布消息，表達了對云南大象北遷事件的關注——“一群15頭野生亞洲象進入了中國城市昆明的郊區(qū)，而昆明市是10月即將舉辦生物多樣性公約第十五次締約方大會的東道主。許多國家都面臨著日益激烈的人象沖突、以及如何實現(xiàn)‘和諧共存’的共同挑戰(zhàn)?！?/p>

學生分析上述情境后，產生的疑問主要包括：①云南亞洲象為什么要長距離遷移？②該如何緩解人象沖突？

針對問題①，教師可以先補充不同研究領域多位專家的相關意見，讓學生辨別、比較和思考、討論：

（1）云南大學生態(tài)與環(huán)境學院陳明勇教授：“亞洲象如此長距離北遷，在我國尚屬首次；而且這次野象北遷可能是“沒有目的地”的旅行?！薄跋笕阂宦吠弊叩脑蛴锌赡苁鞘最I經驗不足，出現(xiàn)迷路的狀況。”“森林保護好了，對于大型食草動物來講，林下可采食的植物反而少了，而且保護區(qū)周邊或森林邊緣種植了大量亞洲象可采食的玉米、水稻等，亞洲象找不到食物，就會不斷被吸引從保護區(qū)走出來?！?/p>

（2）北京師范大學生態(tài)學張立：大象們很有可能是為了尋找新的棲息地。近二十年云南當?shù)胤N植茶葉橡膠等作物，亞洲象適宜的棲息地減少了約40%，同時生存區(qū)域也越來越破碎化，大象游蕩著向外探索，本身就是在不斷試錯，不存在迷路一說。

（3）一名多年追蹤亞洲象的專家：早在2020年年底象群跑到普洱市，就已經出現(xiàn)了遷徙苗頭。象群當時在景谷縣寧洱縣徘徊，是“勸返”的最佳處置時期，可惜錯過了。

（4）中國科學院強磁場科學中心研究員謝燦：云南野生大象固有遷徙本能的一次覺醒，有可能是因為某次太陽活動異常引起了磁暴，激活了這種本能；象群一路北上，其實沿途的食物可能更加匱乏。這些大象更像是遷徙，可能會掉頭返回再南下。

（5）2021年9月25日《科技日報》第25個太陽周期在2019年12月拉開序幕，太陽活動預計2025年7月達到峰值，然后回落，到2030年左右結束。地磁爆和大象行跡吻合?？赡苁谴笙筮w徙的本能覺醒了，在磁場的指引下，開始建立周期性遷徙。

師生共同討論，理解到問題的復雜性，認識到該問題在不同學科領域有不同角度的解讀，甚至在同一研究領域都會有截然不同的看法的同時，形成如下幾點看法：①大象作為大型草食性動物，需要充足的活動空間與大量的食物。隨著保護區(qū)保護力度的不斷加大，大象數(shù)量逐年增加（大熊貓等也有類似的狀況），保護區(qū)卻未隨之擴大，導致大象的棲息活動面積不足。森林的林冠層保護得非常好，導致林下大象可采食的食物種類、數(shù)量不斷減少。②保護區(qū)外橡膠、茶葉等熱帶經濟作物的種植速度加快，保護區(qū)周圍的熱帶森林遭到大面積砍伐，高速公路、水庫等基礎設施建設也割裂了原有連片的亞洲象棲息地，導致棲息地破碎化。③人們對森林的過度砍伐和破壞，使得自然環(huán)境變得越來越差，生態(tài)平衡遭到了破壞。

學生討論，總結出云南亞洲象長距離遷移的原因：在多重因素下，“驅使”走出保護區(qū)的象群不得不頻繁進入更遠的農田和村寨取食。玉溪市大量的農田也對大象走出保護區(qū)有著足夠的吸引力。學生從而形成共識：大象長距離遷移歸根結底是人象沖突引起的。人類基于自己的利益，過度干涉野生象群的原始生活，打亂了大象生存環(huán)境的生態(tài)平衡，致使其走出保護區(qū)，并將食物目標轉向莊稼。

針對問題②，教師展示擴展情境材料說明這種大象遷徙事件在國外也屢見不鮮。例如，印度東部西孟加拉邦大吉嶺有兩頭大象在遷徙途中，因誤觸電線桿而慘遭電亡?？夏醽喼胁縊L Pejeta保護區(qū)的邊緣，一些流浪大象沖破圍墻漫游到農田里，破壞了大量農作物。泰國同樣面臨大象向居住區(qū)遷徙問題，所以泰國人就研究出了一套對付大象的絕招。他們在農田附近養(yǎng)殖了大量的蜜蜂。大象是一種十分敏感的動物，非常怕蜜蜂，聽到蜜蜂的嗡嗡聲后，它們就會快速掉頭離去，所以在養(yǎng)殖蜜蜂增加收入的同時，還能驅趕大象，一舉兩得。

教師引導學生思考：參考泰國的處理方法，你還能提出什么較為理想的處理方法？在學生充分討論、作答、相互評價后，再展示如下情境：

中國為了保護這十五頭北遷大象和當?shù)厝嗣竦陌踩{動各方力量，每天通過各種現(xiàn)代化的手段來跟蹤這些大象的行動，保證大象能夠有足夠的食物和生命安全。由此可見，中國在保護生物多樣性的行動上是有決心的。拉開人類和大象距離是非常有必要的。人們應該摒棄固化的保護思維，還大象野生的自然環(huán)境，調節(jié)改善保護區(qū)內生態(tài)環(huán)境，減少大象在保護區(qū)內食物短缺、空間不足的情況。也可以借鑒國外對大象遷徙的解決方法，如建立一個國家公園，建立國家自然保護區(qū)，找到大象適宜棲息的地方，將現(xiàn)在生存困難的大象進行人為遷移，給大象更好的保護。人們必須確保大象的自然棲息地完整，才能減少人象沖突。

該情境的引入既可以幫助學生認識到對大象等野生動植物資源保護的重要性和可行的方法，又可以借助我國在保護生物多樣性方面的行動和決心，提高學生的民族自信和自豪感。同時，教師引導學生通過對類似重大社會問題的分析，使學生逐漸清晰問題的本源、癥結及解決問題的方法和意義，很好地培養(yǎng)學生的社會責任素養(yǎng)和擔當意識。

學業(yè)質量標準不同水平的設置和評價依據，主要表現(xiàn)為在不同情境中運用相關概念和合理的科學方法解決實際問題的能力。基于教學主題設置多樣化的真實情境，讓學生在產生問題、思考討論問題和解決問題中進行深度學習，是一種值得進一步探究的符合新教材、新課標、新高考要求的有效教學模式。