基于模型構建的“人體的血液循環路徑”一節教學設計

陳茹吉 （常州市同濟中學 江蘇常州 213000）

模型是人們按照特定的科學研究目的，在一定的假設條件下，再現原型客體某種本質特征（例如，結構特性、功能、關系、過程等）的物質形式或思維形式的類似物。在模型構建活動中,往往需要進行觀察或實驗，歸納和演繹，運用已有知識進行假設、模擬、將復雜的事物進行簡化、抽象出其本質屬性，將頭腦中抽象的概念具體化、形象化并身體力行。學生在探索思考中，可體會模型構建的方法，獲得成功的喜悅，將模型方法內化為認知圖式，獲得認知水平的提升［1］。模型構建是發展學生科學思維的有效方法之一。《義務教育生物學課程標準（2011年版）》要求學生“概述血液循環”，這是理解水平的目標。“人體的血液循環路徑”是蘇教版7年級第10 章第2 節“人體的血液循環”中的教學內容，安排在“血管和心臟”教學內容之后，是對心臟與血管的關系及血液流動規律的認識。理解人體的血液循環路徑是學生理解人體內的氣體交換、廢物排出等知識的基礎。本節內容是本章的重點，也是貫穿整本教材的關鍵知識。

本文以“人體的血液循環路徑”內容為例，論述如何基于模型構建進行教學設計，讓學生更好地理解科學知識、發展科學思維。

1 學情分析

在學習本節內容之前，學生已有一定的模型基礎。在學習“血管”知識時，學生以3 種血管的比較為基礎，嘗試構建了一般情況下“血管與心臟的關系圖”（圖1）。

圖1 血管與心臟的關系圖

在學習“心臟”的過程中，學生通過觀察心臟的物理模型、心臟結構模式圖，結合瓣膜的作用，嘗試概括了“心臟各腔與血管的關系圖”（圖2）。

圖2 心臟各腔與血管的關系圖

本節課引導學生在理解血液循環路徑知識的基礎上，對知識進行抽象、簡化，嘗試構建人體的血液循環路徑模型，從中體驗模型構建的過程和方法，增強模型構建的意識。

2 教學目標

1）知識目標：描述血液循環系統的組成，概述體循環和肺循環的路徑。

2）能力目標：嘗試構建人體的血液循環路徑模型，發展觀察、表達交流、歸納總結等能力。

3）情感態度與價值觀目標：認同人體內血液是循環流動的。關注血液循環知識在生活中的應用。

3 教學重、難點

1）重點：概述人體血液循環的路徑。

2）難點：嘗試構建人體的血液循環路徑模型。

4 教學流程

4.1 情境導入 某學生小腿受傷發炎，醫生卻在他的左臀部注射消炎藥。消炎藥能否到達受傷部位？以此聯系生活實際激發學生的學習興趣。

4.2 初識血液循環路徑

4.2.1 憶一憶 展示圖3，讓學生將各血管拖入相應的方框內，并畫箭頭表示血液在各血管和心臟間的流動方向。

圖3 “憶一憶”活動圖1

4.2.2 找一找 依據血管與心臟的關系，讓學生在圖4中找一找經過腎部的循環和經過肺部的循環，思考它們之間的聯系，并在圖中畫箭頭表示血液在各血管和心臟間的流動方向。

應用“血管與心臟關系圖”（圖1）和“人體的血液循環模式圖1”（圖4） 啟發學生對肺循環和體循環路徑的認知，初步體會血液循環是由2 個小循環構成的整體循環，并認識到循環系統是由血管、心臟、血液共同組成的，血液在人體內循環流動。

圖4 人體的血液循環模式圖1

4.3 再識血液循環路徑 經過肺的循環路徑和經過腎的循環路徑通過心臟連接在一起。

4.3.1 憶一憶 學生回顧心臟各腔與血管的關系，在圖5方框內填寫心臟各腔及與之相連血管的名稱。

圖5 “憶一憶”活動圖2

4.3.2 寫一寫 觀察圖6，如果你是一個紅細胞，寫一寫從左心室出發，將如何經過肺和經過腎在體內循環流動？寫出所經過的具體心臟腔室和血管名稱（此處，在學生展示路線時，需要教師啟發學生觀察：主動脈除了分支形成腎動脈，還分支形成各級動脈，經過毛細血管后由各級靜脈匯集入上、下腔靜脈。將經過腎的循環路徑拓展成體循環的路徑）。

圖6 人體的血液循環模式圖2

4.3.3 看一看 學生觀看血液循環的視頻。

4.3.4 說一說 回應導入情境，學生對照圖7動態立體模型，說出消炎藥如何到達受傷部位。

圖7 心搏與血液循環模型

通過“人體的血液循環模式圖2”和“心搏與血液循環模型”，獲取對肺循環和體循環具體路徑的認知，并深化對血液循環的認識：血液在體內的循環，從一個點出發還要回到這個點，既經過了肺循環又經過了體循環。理解血液的循環將從肺部獲得的氧氣和從消化系統獲得的營養物質運輸至全身各處的細胞、組織、器官，以供生命活動的需要，同時也會運輸各細胞產生的二氧化碳和代謝廢物。

4.4 構建人體的血液循環路徑模型

拼一拼：學生利用教師提供的卡片拼貼，并以箭頭表示血流規律，形成完整的血液循環。

該過程旨在幫助學生對所學知識進行抽象、簡化,構建能反映血液循環路徑的模型（圖8）。需要注意的是，構建模型的過程需要以學生活動為基礎，也需要教師幫助學生梳理構建模型的一般規律，以提升學生的思維品質。

圖8 學生作品

5 教學反思

進行模型構建對于7年級的學生要求比較高，故在施教過程中，既要遵循學生的認知規律、關注學生已有的能力水平，又要使學生在此基礎上得到發展，應需要關注以下幾點：

1）遵循學生認知規律，關注模型資源開發。學習興趣是7年級學生求知的一種內在力量。而思維的訓練通常會讓學生感覺課堂枯燥，缺乏學習興趣。可通過以下2 個方面緩解課堂枯燥，激發學生學習興趣。首先，提供豐富的資源，例如，圖片、視頻、動態模型等多樣資源，應用好這些資源，能使血液循環路徑形象化、具體化，有利于學生通過感官直接感受。其次，活動形式多樣化，例如，采用移、寫、畫、說、貼等多種多樣的活動形式，可避免單一活動形式造成學習疲勞。

在本節課中使用了多個模型資源，包括人體的血液循環模式圖1、人體的血液循環模式圖2、心搏與血液循環模型等，這些資源的出現需要按照由簡單到復雜、由易到難的順序，以支持學生由抽象到具體逐層深入的學習過程。

2）選擇分層模型構建，發展學生思維能力。分析學生已有能力水平、關注學生能力差異，能更好地發展學生的思維能力，最好的方法就是分層教學。在本節課中，針對模型構建的活動提示，設計了由難到易的3 個能力層次：第1 層次提供白紙，由學生依據已有認知自由拼貼；第2 層次提供心臟各腔關系的部分提示（圖9）；第3 層次在第2 層次基礎上提供一條循環路徑的部分提示（圖10），由學生根據自己的能力狀況由難到易進行選擇。

圖9 第2 層次

圖10 第3 層次

3）重視模型展示評價，提升學生思維品質。在本節課中，學生構建血液循環路徑模型，要經過對知識的抽象、簡化等過程，用自己的思維方式再現血液循環路徑。

在“拼一拼”活動中，有相當部分的學生會對照學習過程中出現過的某一幅模式圖進行拼貼，而忽略從血管與心臟的相互關系及血液流動規律的角度考慮如何才能有序、完整地展示血液循環的路徑。此時，需要教師在學生展示的過程中幫助其概括和梳理，引導學生有序、完整地展示血液循環路徑，提升學生的思維品質。