基于前課自主學習建構“神經調節與體液調節的關系”模型

摘 要：基于前課自主學習，學生自主完成基礎理論知識，課堂上通過創設問題串分析教材相關圖解，指導學生建構神經調節與體液調節關系概念圖，培養學生自主分析、討論和建模能力，促進學生創造性思維發展，提高學生生物學科素養。

關鍵詞：前課自主學習；模型建構；神經調節；體液調節

一、 教材分析

“神經調節與體液調節的關系”是人教版必修3第2章第3節的內容，本節課內容綜合性較強，關系到在一個正常的生理活動中，神經調節和體液調節的相互關系及兩者如何相互調節共同維持正常的生理活動。本節內容包括“神經調節和體液調節的比較”“神經調節和體液調節的協調”。在學習本節課前，學生已學習了“神經調節”和“激素調節”相關內容，對二者的概念已有一定理解，但是，對于二者的協調關系缺乏相關認知。教材通過體溫平衡調節和水鹽平衡調節兩則資料分析，來闡明兩者之間的協調關系。因此“神經調節和體液調節的協調”是本節的重點，也是本節的難點內容。

二、 設計思路

模型建構是一種培養學生思維與能力的重要科學方法，在高中教學過程中通過這種科學方法可以幫助學生更好地獲得一些生物學相關知識，了解這種方法在生物科學研究中的相關應用，不斷發散思維，培養學生的思維靈活性以及小組合作意識，從而提高學生的科研探究能力及生物學科素養。

前課自主學習是指課堂教學前的自主學習，相當于課堂的延伸，旨在幫助學生根據教師提供的學習綱要有目標地完成學習的主要任務和要求，能夠針對性地進行相關的知識整合，并形成自己的觀點或思路，從而提供學生的思辨和探究能力。在前課自主學習的基礎上，結合教師課堂講解和學生合作交流，學生展示自己的學習成果，提出不同的見解，促進學生思維拓展，同時也體現了教師為主導、學生為主體的教學思想，有利于學生的自我發展和創造性思維的提升。基于前述觀點，本節課的設計思路如下：設計課程綱要——前課自主學習——課堂知識梳理——學生合作探究學習——模型建構，展示成果——課堂總結，深化理解。

三、 教學目標

（一） 知識目標

能說出神經調節和體液調節的特點，通過圖表比較神經調節和體液調節的不同，說明神經調節和體液調節間的協調關系。

（二） 能力目標

通過與實際生活聯系和聯想的方法理解神經調節與體液調節的關系，觀察圖解嘗試構建神經調節與體液調節協調作用的概念圖，培養識圖、解圖、模型建構能力。

（三） 情感態度和價值觀

通過學習認識到神經調節和體液調節在人體正常生理活動中的重要性，體驗神經調節與體液調節在人體生命活動協調作用的和諧美，樹立遠離毒品、熱愛美好生活的意識，辯證看待科學進步對社會的影響。

四、 教學重難點

（一） 教學重點

神經調節和體液調節的協調。

（二） 教學難點

分析人體體溫調節與水鹽調節中神經調節與體液調節的關系。

五、 教學過程

（一） 前課自主學習：根據自主學習單完成相關理論知識的學習

1. 學生觀看初中物理知識：熱傳遞的三種方式

2. 學生根據自主學習單有目標地閱讀教材，有針對性地完成本節課的知識點預習，嘗試小組合作構建體溫調節過程中神經調節與體液調節協調作用的概念圖（如圖1，方框中文字由學生自主合作完成），并完成相關知識點檢測。

設計意圖：回顧熱傳遞的方式，為維持體溫平衡中的散熱途徑的理解打下基礎，認識到生物知識與其他學科知識間的交叉，激發學生對科學發展的探索欲望。通過自主學習單掌握基礎知識，分析教材圖解構建概念圖，提高識圖和自主學習能力。

圖1 寒冷環境下體溫調節圖解

（二） 創設情境，導入新課

教師提出問題：血糖降低時，人體是如何調節來維持血糖平衡的？表格復習激素調節相關知識點（調節物質、傳遞方式和作用部位），導入新課，什么是體液調節？指導學生思考激素調節與體液調節的關系。

教師補充資料1：過敏時，細胞會釋放出一種化學物質——組織胺，它會使毛細血管壁通透性增強，血漿從毛細血管中滲出，這一過程屬于體液調節。

學生活動：根據激素調節特點及資料1，總結體液調節概念，并分析激素調節與體液調節的關系，畫出概念圖表示（如圖2）。

圖2 激素調節與體液調節關系

設計意圖：通過表格和資料分析總結體液調節特點，加強學生信息分析能力，再通過構建概念圖的方式理解激素調節與體液調節的關系，讓學生體驗模型建構過程，提高學生的模型建構能力。利用情境資料進行分析，通過表格進行總結比較，對相關知識進行多元表征，加強學生言語智能，使抽象知識具體化，同時引導學生樹立結構與功能相統一的生物學觀點。

（三） 設計學習活動，突破重難點1——體溫平衡中神經調節和體液調節的協調

1. 創設問題串，理解體溫恒定的調節過程

教師指導學生觀察教材32頁“資料分析”中體溫調節圖解，閱讀圖中文字，并結合自身處于寒冷環境下的身體反應，思考以下問題：①當人體處于寒冷環境中，體溫會降低嗎？②此時感受到溫度變化的部位在哪里？體溫調節中樞在什么部位？③人體通過什么途徑產熱和散熱？④寒冷環境中，產熱結構和散熱結構發生什么變化？體溫調節中樞通過什么方式調節皮膚、肌肉、內分泌腺？⑤哪種激素可在寒冷刺激下調節機體產熱？⑥神經系統和內分泌系統如何共同調節和控制體溫恒定的？

教師補充資料2：當環境溫度為21℃時，大部分體熱靠輻射、傳導和對流的方式發散，當環境溫度升高時，皮膚和環境間的溫差變小，輻射、傳導和對流的散熱量減少。以上方式散熱量的多少取決于皮膚和環境的溫度差。皮膚溫度由皮膚血流量所控制，機體可以通過皮膚血管的舒縮狀態來調節體熱的散失量。

學生活動：結合參考資料和前課自主學習，學生展示課前自主學習成果（如圖1）：當處于寒冷環境時，皮膚感受器感受到溫度變化，將興奮傳遞至下丘腦，下丘腦是體溫調節中樞，對相關信息進行分析和整合，一方面，興奮經由傳出神經支配骨骼肌戰栗、立毛肌收縮以增加產熱，支配毛細血管收縮、汗腺分泌減少來減少散熱；另一方面，下丘腦分泌相關激素來促進腎上腺素、甲狀腺激素等的釋放，加強新陳代謝，使機體產熱增加。因此，在寒冷環境中，機體通過神經調節和體液調節增加產熱、減少散熱，共同維持體溫的相對恒定。

2. 情境創設，遷移應用新觀點

在炎熱環境中，人體又是如何調節體溫恒定的呢？

學生活動：參照圖1，畫出炎熱環境體溫調節過程圖（如圖3，前課自主完成，課堂展示成果）。

圖3 炎熱環境下體溫調節圖解

3. 建構概念圖，深化認識

根據所學內容，構建體溫調節的概念模型（如圖4，學生自主討論完成）。

圖4 “體溫調節”概念圖

設計意圖：通過問題串引導學生分析教材圖解，培養學生識圖能力，根據所掌握的知識進行遷移應用，利于學生對教材知識進行整合應用，形成較為完整的知識體系，最后通過概念圖將體溫調節過程貫穿起來，便于對知識的進一步深化，培養學生建模能力和邏輯能力。

（四） 設計學習活動，突破重難點2——水鹽平衡中神經調節和體液調節的協調

1. 創設問題串，理解水鹽平衡的調節過程 教師多媒體展示人體每天水的攝入量和排出量的關系圖表，說明機體能通過調節排尿量，以保持機體的水平衡，進而多媒體演示尿液的形成過程，復習抗利尿激素的作用。接著教師指導學生觀察教材“水鹽平衡調節圖解”，回答前課自主學習中的問題：①圖中有神經調節嗎？（如果有找出感受器、神經中樞等）②圖中有體液調節嗎？（如果有，用紅筆標出相應箭頭）③分析水鹽平衡調節的過程中，下丘腦起到何作用？

學生活動：學生展示自主學習成果，分析水鹽平衡調節過程中神經調節與體液調節的協調關系。

2. 情境創設，遷移應用新觀點 如果飲水過多，人體又是如何保持水鹽平衡的呢？

學生活動：參照教材圖解，畫出飲水過多，機體維持水鹽平衡的調節過程圖。（前課自主完成，課堂展示成果）

（五） 資料分析，總結神經調節與體液調節的關系

多媒體展示下丘腦與各內分腺的關系圖，提出問題串：①下丘腦與垂體、甲狀腺有何關系？②下丘腦與胰島有何關系？③甲狀腺激素對神經系統有什么影響？通過這幾個問題分析神經系統與內分泌系統的關系。

學生活動：填空總結得出神經調節與體液調節的關系。

設計意圖：利用圖表資料進行分析，總結神經調節與體液調節的關系，進一步培養學生信息分析、歸納總結的能力。

六、 教學反思

本節課是在前課自主學習的基礎上，運用模型建構的方法對“神經調節與體液調節的關系”進行教學。提前將自主學習單發到學生手中，大部分學生能較好地完成自主學習內容，較為有效地指導其自主學習。課堂上主要是對較難理解的內容進行針對性地講解和梳理，引導學生對教材圖解進行分析，進而小組合作構建體溫調節的概念圖，對知識進一步深化，培養學生自主分析、討論和建模能力，促進學生創造性思維發展，最后設計毒品交流環節，希望學生養成關注社會、關注生物科學發展的習慣，逐漸養成熱愛科學，理智應用科學成果的態度。

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作者簡介：

吳莉娟，福建省泉州市，福建省泉州第五中學。