基于“3015”教學規則下的生物高效課堂教學

郭繼廣　王國慶

摘 要 依據“3015高效課堂”教學規則，構建生物高效課堂教學模式。以“尿液形成和排出2”為例，采用問題驅動的方式給學生提供合適的平臺，通過教學視頻、模擬活動、小組討論、演示實驗等多種教學方式讓學生在“做中學”，在“學中做”，從而構建本節知識體系，打造高效課堂。

關鍵詞 腎單位 尿液形成 教學規則 教學設計

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

1 教材、學情分析及設計思路

1.1 教材分析

在濟南出版社出版的義務教育教科書生物學（七年級下冊）中的第四章“人體內代謝廢物的排出”中“尿液的形成和排出2”主要包括“尿液的形成”“泌尿系統的組成”和“尿液的排出”。學生在學習了“尿液形成和排出1”后，已經掌握了腎臟和腎單位的結構。腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收作用較為復雜抽象，是本節的重點和難點。課程標準對本節要求為“能夠概述尿液形成和排出過程”。

1.2 學情分析

通過第一課時的學習，學生大體了解了腎臟和腎單位的結構特點，但是對于血液流經腎單位時發生了哪些生理過程還不甚了解，對于腎臟如何形成尿液更是知之甚少。該部分知識較為抽象，所涉及的生理過程也較為復雜，對于初中二年級學生而言，僅僅依靠閱讀教材、分析數據不能完全掌握“尿液形成過程”。

1.3 設計思路

本節課基于“3015高效課堂”教學規則而設計。“3015高效課堂”教學規則是指在45 min的課堂內，有30 min是以教師的主導作用為主，教師通過設置種種教學活動，引導學生主動參與課堂并完成“新授”任務；剩余15 min以發揮學生主體作用為主，學生完成新學知識的鞏固和新舊知識的銜接。即教師的講授時間控制在30 min內，而其余時間則用于指導學生自主學習、隨堂練習、教師的當堂批改作業和評價反饋等。這樣，在一堂課中，學生既能高效參與完成課堂教學任務，又有自主練習和鞏固的時間，從而達到較好的學習效果。

“3015”教學規則下的生物高效課堂教學模式主要由設問導學、自學反饋、互助釋疑、總結拓展和堂清檢測等環節組成。

本節課用新聞播報——“‘鋼的腎”導入，從而激發學生思考：腎臟到底是何種器官，為何如此重要？腎臟如何產生尿液？進而出示本節課學習目標。“設問導學”，讓學生帶著問題自學課本，嘗試獨立完成“自學反饋”。根據學生完成情況，教師再引導學生思考：血液由腎動脈進入腎臟，再由腎靜脈流出，卻為何在輸尿管中流出了尿液？血液在流經腎臟時到底發生了哪些神奇的變化？由此教師引導學生回顧“腎單位”的結構組成，再進一步啟發學生思考：血液在流經腎單位時成分發生了哪些變化？發生了哪些重要的生理過程？教師通過對血液成分、流經腎單位路線圖等知識的回顧，讓學生重新認識形成尿液的結構基礎——腎單位。

“互助釋疑”部分通過視頻、模擬活動和表格分析等多種教學形式，讓學生明晰尿液的形成過程。教師引導學生思考：為何腎單位能夠完成這些生理活動？讓學生在梳理這兩個生理過程中，感嘆腎單位的精妙結構，并進一步深化生物界普遍規律——生物體結構和功能相統一。

在“總結拓展”環節，教師用自制教具模擬“腎單位”，演示動態生理過程。讓學生回顧兩節課的全部知識點。即模型各部分分別代表“腎單位”的哪些結構？該模型模擬了“腎單位”的何種生理過程？這樣沒有模擬出“腎單位”的哪種生理過程？引導學生積極思考、主動探索，梳理知識并自建知識網絡。

隨后，教師再提出“‘鋼的腎”，啟發學生得出：“透析”過程僅僅模擬了腎小球和腎小囊內壁的濾過作用；終身透析和移植腎臟是尿毒癥患者延續生命的兩種選擇，這兩種方式都存在種種弊端。教師播放“科技前沿”：美國一家公司用細胞工程和3D打印技術成功打印出具全部腎功能的實體腎臟。這樣設計拓展了課本知識，激發學生熱愛生物科學的情感。

最后，通過“堂清檢測”和習題鞏固，讓學生鞏固本節課知識點。

2 教學目標

2.1 知識目標

（1） 理解并掌握尿液的形成過程。

（2） 說出泌尿系統的組成和功能。

（3） 描述尿液排出體外的過程，并闡明人體排尿的意義。

2.2 能力目標

（1） 學會分析表格中血漿、原尿和尿液成分及含量變化的差異，推測尿液的形成過程。

（2） 學會用教材中的圖例來描述腎小球和腎小囊內壁的濾過和腎小管重吸收作用。

2.3 情感、態度與價值觀目標

培養熱愛科學的精神，立志用自己的創新來改變世界和人類的生活。

3 教學重點、難點

尿液的形成過程。

4 教具準備

（1） 儀器：100 mL燒杯2個、鐵架臺1個、注射器1個、一次性注射器1個、滴管1個、濾紙1張、改進漏斗一個、漏勺1個、托盤1個（以上儀器配6套）。

（2） 材料：紅墨水1瓶、84消毒液若干；八寶粥生料若干、細沙粒若干；新聞播報“‘鋼的腎”、尿液形成過程、3D打印腎臟等視頻。

5 教學過程

5.1 新聞播報，激趣導入

課堂伊始，教師以《新聞播報》——“‘鋼的腎”導入新課：相信大家聽到這則新聞后，感到的不僅僅是心酸，也一定欽佩胡頌文對生命延續的渴望和堅持?！颁摗钡哪I模擬了腎臟的哪一部分功能？腎臟又是如何產生尿液的？

這樣的新聞播報真實性較強，貼近現實生活，可以讓學生感受到生物課堂不僅僅有知識、有技能，更和現實生活相關，能夠強烈激起學生的求知欲，激發學生的學習激情。

5.2 明確目標，設問導學

教師明確本節課的學習目標，請一名學生朗讀“設問導學”部分：

（1） 血液流經腎單位時，經歷哪兩個生理過程最終形成尿液？

（2） 泌尿系統由哪幾個器官組成？這些器官各有什么生理功能？

（3） 尿液是如何排出體外的？排尿對人體有何重要生理意義？

帶著這些問題，學生仔細閱讀教材67-69頁。教師提示：圖文結合，手腦眼并用，用紅筆圈劃出自己的答案（教師巡視并指導學生閱讀）。

教師引導學生帶著問題去閱讀課本，獨自找出答案。閱讀時，學生用紅筆圈劃出關鍵詞和圖片中的重要知識點，不理解的地方或者不能解決的問題用紅筆標記出來。

5.3 自學反饋，紅筆糾錯

通過導學案預設好的、精選的題目，檢測學生的自學效果。學生完成導學案的“自學反饋”部分，教師巡視并用紅筆批改部分學生的作業。3 min后，教師在大屏幕展示答案，要求學生對照答案，自行紅筆批改。

“設問導學”不僅能夠讓學生了解本節課的大致教學內容，而且能夠鍛煉學生的自學能力。讓學生帶著問題去閱讀教材，一方面能夠激發學習的動力，另一方面，更有利于教師組織下一步的教學?！凹t筆批改”的過程能夠讓教師收集學生自學效果的第一手學情。“自學反饋”和“紅筆批改”兩個環節能夠讓教師調整下一步教學活動：對于學生通過自學能夠完成的教學內容，教師不需講解或者較少講解；對于學生疑問較多或者重、難點部分，教師需要重點突破。這樣有利于教師更好把握本節課的重難點，帶著明確的教學目的組織教學，做到詳略得當、有的放矢。

5.4 突破難點，互助釋疑

5.4.1 重認尿液形成的結構基礎——腎單位

學生回答腎單位的結構組成，并進一步啟發學生思考：血液在流經腎單位時，到底發生了何種神奇的生理過程，形成了尿液？再引領學生回顧一下“血液”相關知識點。

教師進一步引導：前面學過了物質運輸的途徑，腎臟內的血液從腎動脈進入，從腎靜脈流出，那么血液在腎單位中又是如何流動呢？同桌學生進行討論，完成血液流經腎單位的路線圖。教師再次引導學生觀察腎單位的圖片，使學生認識到：入球小動脈、腎小球、出球小動脈里流動的為動脈血（鮮紅色），而血液流經腎小管周圍的毛細血管時發生了物質交換，腎靜脈里流靜脈血（暗紅色）。教師提出問題：血液流經腎單位為何能形成尿液呢？

5.4.2 明晰尿液的形成過程

活動1：教師播放“尿液的形成”視頻，播放前要求學生特別注意血液流經腎小球和腎小管時發生的生理變化，要求學生歸納出：尿液形成過程包括腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收作用兩個重要生理過程。

活動2：模擬活動——篩八寶粥。教師用漏勺、八寶粥原料和沙子等材料用具演示，并要求學生思考：哪些物質可以篩出來？哪些物質篩不出來？這個過程模擬了腎單位何種生理功能？落在托盤中的小米、大米能否丟掉？這些物質又代表了腎單位中哪些物質？將漏出的大米、小米重新撿回模擬了腎單位何種生理過程？而沙子模擬人體何種物質，最終去向哪里？根據部分學生的回答，其他學生質疑、補充、評價。小組合作，分組演示本模擬活動，并讓組員說出以上問題。

活動3：分析數據，驗證尿液形成過程。學生掌握了尿液形成的原理和過程后，教師安排學生再次精讀教材68頁，結合圖1，對比表1中血漿、原尿和尿液成分及含量的差異，小組討論并完成尿液的形成過程的驗證（溫馨提示：請學生先仔細觀察血漿、原尿、尿液分別取自腎單位的哪些位置？）。

教師提出問題：

（1） 血液流經腎小球時，血漿中的哪些成分可以由腎小球濾過到腎小囊腔？

（2） 原尿流經腎小管時，其中的哪些成分全部或部分被腎小管重吸收回血液？

小組討論后，填圖完成，分組展示討論結果。

教師追問：這些物質為何能被重吸收回血液？這些物質被重吸收，在表格中如何體現出來？

學生回答：腎小管外側緊緊纏繞毛細血管，而且血管壁較薄。大部分水、葡萄糖、部分無機鹽對人體還有用處，還要回到血液中。從表格中可以看出：水的濃度減少，蛋白質、葡萄糖都變為0，可能被重吸收回到了血液。

教師進一步啟發學生思考：尿素和尿酸發生了“重吸收”沒有？為什么他們的濃度卻增加了呢？

教師提供數據啟發學生思考：人每天產生原尿約150 L，而尿液只有約1.5 L，原尿流經腎小管時，腎小管重吸收了大部分水，尿素、尿酸的濃度才相應地升高了。

教師引導學生總結：不僅僅是全部葡萄糖、大部分水、還有一部分無機鹽也被腎小管重新吸收。而表格中無機鹽濃度升高，只不過是由于重吸收了大部分水。

教師同步生成圖例板書（圖2）。

前兩個活動將抽象的、難以理解的生理過程通過視頻、模擬活動等形式呈現出來，簡單、形象、直觀，讓學生在“觀中思”、“做中學”，較好地掌握了知識。第三個活動通過表1中各種液體成分的分析，進一步驗證腎小球的“濾過”作用和腎小管的“重吸收”作用，鍛煉了學生的比較分析能力和邏輯推斷能力，讓學生掌握知識的同時，也提升了學習技能。

5.4.3 感嘆腎單位的精妙結構

在學生了解尿液形成過程后，教師進一步引發學生思考：腎單位有何特別之處，才能形成尿液？腎小球毛細血管和腎小囊壁都由一層細胞構成有何好處？腎小球毛細血管壁與腎小囊內壁緊貼有何好處？腎小管外纏繞著毛細血管有什么作用？小組在討論中，各抒己見。

本活動不僅能讓學生重新梳理一遍尿液形成的過程，也能夠讓學生感嘆：腎單位結構太精妙了！從而引導學生加深對生物學普遍規律：生物體的結構和功能相適應的理解。

5.5 學以致用，鏈接生活

教師展示生活化問題：小張拿到體檢報告單，發現尿液中出現蛋白質和血細胞，你認為可能是他腎臟的哪個部位出現了問題？小李在遛狗的時候發現了一個現象，他家的小狗在公園撒了一泡尿，過了一會兒，尿的旁邊出現了很多的螞蟻，你認為可能是小狗腎臟的哪個部位出現了問題？

通過生活中相關的一些生物學現象和問題，引發學生用所學知識嘗試解釋。這些有趣的問題不僅能夠激發學生學習生物學的興趣，還能夠讓學生認識到，生物學知識來源于生活，也需要應用到生活中去。

5.6 總結提升，拓展前沿

教師演示腎單位動態裝置（圖3），讓學生回答：該實驗教具中的漏斗、玻璃管、各段皮管、球形皮管、纏繞玻璃管外側的皮管等都模擬了腎單位的哪些結構？注射紅墨水代表什么？其他學生質疑、補充、評價。

然后，教師安排小組分組操作腎單位動態演示裝置。實驗前教師提示：

（1） 分組：4人一組，2人作為操作員，1人作為觀察員，1人作為解說員，角色輪流更換。

（2） 實驗前，要求學生用滴管吸取84消毒液提前滴在漏斗的濾紙中，打濕濾紙。然后再進行后續演示操作。

（3） 操作中，小組思考：該動態演示實驗模擬了腎單位的何種生理過程？沒有模擬出來何種過程？燒杯中的紅色液體和黃色液體分別代表何種液體？

教師選擇一組學生演示，其他組學生提出異議和補充。討論中，學生得出該實驗沒有模擬出腎小管的“重吸收”作用，教師此時激勵學生課后繼續探索，改進這個模型，從而提高學生的動手能力和探索能力。

教師再呼應導入部分：胡頌文“‘鋼的腎”“透析”模擬了哪種生理功能？尿毒癥患者要么終生靠透析延遲生命，要么靠腎臟移植來獲得新生，但是這些治療措施都存在種種弊端！

教師引入“科技前沿”：2015年4月1日，全球領先的生物技術公司Organovo利用細胞工程技術和3D打印技術，在美國波士頓的生物實驗室里成功打印出了具有全部腎功能的實體腎臟，給千千萬萬尿毒癥患者帶來新的希望！

教師進行情感升華：希望這項技術早日普及到我們生活中來，讓千千萬萬尿毒癥患者贏得新生！也希望同學們能像這些科學家一樣，喜歡科學、熱愛科學，用自己的創新改變世界和人類的生活！

5.7 堂清檢測，達標鞏固

學生完成導學案中精選的部分題目，之后進行堂清檢測。教師巡視并用紅筆批改部分學生題目。接著，學生展示答案、教師呈現正確答案，學生核對答案，紅筆互批。疑難問題由教師點撥完成。

6 教學反思

教學是一門不完美的藝術，本堂課也存在很多值得思考的地方。例如：在生成圖例板書過程中，沒有帶領學生進一步強化血漿、原尿和尿液的成分區別，以至于習題練習時，學生答題準確性降低。小組討論方面，需要進一步提高合作效率。課堂銜接上流暢性尚缺，沒有真正做到讓課堂高效而有序，沒有真正讓學生帶著濃厚的興趣全身心投入本節課學習。當然做到這些，需要一名教師付出更多努力，不僅要心中有“本”——教材和課標，還要目中有“人”，即掌握好學情，這樣才能做到有的放矢。此外，教師手中要有“法”，包括多種教學方式應用，組合應用，適時應用，例如，個人獨學、同桌對學、小組群學，要根據知識難度，靈活運用。通過教學視頻、模擬活動、小組討論、演示實驗等多種教學方式，讓學生在“做中學”，在“學中做”。在45 min的課堂中，教師腦中還要有“時”，合理安排一節課的時間，準確把握最佳授課時機，把更多的時間留給學生，讓學生通過自學、思考、質疑、討論、互助和鞏固的過程完成學習任務。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部.義務教育生物學課程標準（2011年）[M].北京：北京師范出版社，2012.

[2] 趙彥修.義務教育教科書（六.三學制.七下）（2012版）[M].濟南：濟南出版社，2013.

[3] 吳慶民，于明.腎單位和尿的形成動態演示模型[J].科學教育，2012（5）.

[4] 蔡萍，張貴紅.人體廢物的排出（第1課時）的教學設計[J].生物學通報，2015，50（3）：36-37.

[5] 郭繼廣，安波.踐行課改新思路，打造“3015高效大課堂” [J].中學生物教學，2015（11）：35-36.