基于支架式教學的“神經調節與體液調節的關系”教學設計

李芳芳

摘要設置支架問題，引導學生層層深入分析核心問題，采用創設情境、任務驅動、結果倒推、模型構建等方式逐步推進學生完成對新知識的意義建構，培養學生自學、自思、自解、自悟能力。

關鍵詞 支架式教學 模型構建 體溫調節 水鹽平衡調節 高中生物學

中圖分類號G633. 91文獻標志碼B

1教科書分析與設計思路

“神經調節與體液調節的關系”是人教版高中生物學教科書《必修3·穩態與環境》第二章“動物和人體生命活動的調節”第三節。本節安排兩個課時，第1課時的教學設計主要完成體溫調節模型與水鹽平衡調節模型的構建。教師利用9個支架問題推進關鍵問題的解決，完成體溫調節模型的構建；對水鹽平衡調節模型的構建，采用結果倒推的思維，給出5個支架問題，引導學生完善已有模型；最后，引導學生對兩個模型進行總結，并提出新問題，促進學生進一步完善自己建構的概念。

2教學目標

①分析體溫恒定原理及體溫調節圖解，歸納體溫調節過程，構建體溫調節概念模型。

②在水鹽平衡調節圖解的基礎上完善水鹽平衡調節概念模型，描述水鹽平衡調節的過程。

③通過分析高溫、低溫及飲水過多、過少條件下的調節，說明人體健康與穩態調節密不可分。

3教學過程

3.1創設情境、導入新課

教師展示電影《泰坦尼克號》中杰克和露絲兩人在船頭張開手臂及杰克浸泡在冰冷海水中的圖片，提出問題：①冷冷的海風吹打在杰克和露絲身上，為什么他們的體溫仍能保持相對穩定？②在冰冷的海水中，杰克的體溫能一直保持穩定嗎？這說明什么？

設計意圖：教師聯系電影內容，吸引學生興趣，同時引導學生發現并思考生活中的生物學問題。

3.2任務驅動、構建模型——體溫恒定的調節

3.2.1環節1：提出問題，搭腳手架

學生閱讀教科書32頁實例一并完成任務：①人體體溫若要維持相對穩定，產熱量和散熱量之間應存在什么關系？②寒冷狀態下，產熱與散熱結構分別有何變化？③寒冷狀態下調節機體產熱的激素有哪些？具體有何作用？④炎熱狀態下，產熱與散熱結構分別有何變化？基于分析以上問題，學生可形成概念：機體通過調節產熱量與散熱量來維持體溫相對穩定。

設計意圖：4個問題圍繞體溫調節的基礎——體溫調節過程中產熱與散熱的關系，層層深入，給學生搭建構建體溫調節模型的腳手架，培養學生分析與解決問題的能力。

3.2.2環節2：進入情境，形成概念

在問題①基礎上，教師追問：熱量的主要來源是什么？產熱的主要器官是什么？散熱的方式及主要器官是什么？根據學生的回答，教師引導學生總結歸納體溫恒定的原理。隨即，學生分組討論以下問題：①某人持續12 h高燒39℃，此時其產熱量與散熱量之間有何關系？②體溫升高到39℃的過程中，以及體溫恢復正常的過程中產熱量與散熱量之間關系如何？③寒冷和炎熱環境下，產熱量和散熱量關系分別如何？④寒冷和炎熱環境相比，產熱量和散熱量關系如何？教學過程中，學生對問題④討論激烈。

設計意圖：問題④是關鍵問題，若教師直接拋出，學生不能理解，因此教師創設了發熱-退熱情境，設計了解決關鍵問題④的3個支架問題，讓學生自主解決認知誤區、完善概念框架。

3.2.3環節3：獨立探索，構建模型

教師要求學生完成以下學習任務：①分別描述寒冷與炎熱狀態下的反射弧。②甲狀腺激素分泌的調節過程是什么？學生討論、分析后，將教科書中的體溫調節圖解完善（圖1）。接著，教師引導學生完善模型中“通過神經-體液發送信息”，構建能體現反射弧結構的概念模型。教師可提示“傳出神經末梢可直接支配汗腺、皮膚血管、骨骼肌等的活動”。構建結束后，2名學生代表展示，其他學生評價。學生總結體溫調節過程中的神經調節部分與體液調節部分，教師強調神經調節部分反射弧的結構。

在這個過程中，有學生能構建出如圖2所示的模型，也有不少學生構建出符合要求的非“標準”模型。學生通過這些層層深入的任務，能將體溫調節概念框架有效整合，形成完善的知識體系。

設計意圖：學生基于支架問題，完成已有模型的完善和進一步概念模型的構建，體現了以學生為主體的學習理念。另外，展示與評價環節培養了學生的語言組織與邏輯表達能力，提升了學生的質疑與評價能力。

3.2.4環節4：合作學習，應用新知

在問題②的基礎上，教師追問：①人體體溫在任意情況下都能維持相對穩定嗎？如果不是，有何實例？學生據生活經驗可想到凍瘡和中暑，從而認識到體溫調節的能力是有限度的。之后，教師提出問題：青蛙和魚的體溫能夠和人一樣維持相對穩定嗎？如果不能，將怎樣變化？該問題激發學生產生認知沖突，完善了體溫調節中最后一個概念：變溫動物的體溫調節機制。

設計意圖：學生分析關于泰坦尼克號的情境，加深對新概念的理解；通過分析問題，形成新的認知“體溫不能在所有條件下保持穩定，不同生物體溫調節機制不同”。教師基于一系列情境分析與任務驅動，使學生達到對當前概念比較全面、正確的理解，最終完成對知識的意義建構。

3.3基于模型、結果倒推——人體水鹽平衡的調節

教師展示成人每日水的攝入量與排出量表，學生歸納人體內水的來源去路。教師簡單講解尿液形成過程，隨即提出核心問題：飲水不足、體內失水過多或吃的食物過咸，機體如何調節？即使教科書中有詳細的水鹽平衡調節圖解，學生也不能直接說明整個過程，但是能說出此情況下尿量減少。因此，教師采用結果倒推的思維，提出問題：①最終決定尿量減少的是哪一過程？②何種激素調節腎小管、集合管重吸收水？這種激素的作用是什么？③抗利尿激素合成、分泌、釋放的結構是什么？學生回答問題③時，教師展示抗利尿激素分泌圖示，強調抗利尿激素合成、分泌、釋放的位置。解決以上問題后，學生開始分析核心問題。接著，教師引導學生分析這個調節過程中的神經調節與體液調節部分。學生在分析神經調節部分時，很容易發現教科書圖解中反射弧不完整，因此延伸出新任務：完善教科書中的水鹽平衡模型。經過分析反射弧結構，學生均能完善概念模型（圖3）。在新模型的基礎上，教師拋出新問題：飲水過多的情況下，人體是怎樣保持水和無機鹽的平衡的？

設計意圖：教師采用結果倒推的思維，讓學生從結果出發，逐步逼近核心問題，從而達到解決問題的目的。之后給出新任務，引導學生發現新問題并解決，從而完成對新概念的建構。

3.4總結歸納、繼續攀升

根據構建的體溫調節模型和水鹽平衡調節模型，學生從感受器、感覺與調節中樞、相關激素種類、激素產生與作用部位、功能幾個方面進行總結。教師提出課后任務：借助兩個模型，闡明神經調節和體液調節的關系。

設計意圖：學生通過課堂小結，加深理解。教師給出新概念的支架問題，有助于學生自己在動物和人體生命活動調節這個大概念中繼續攀升。

4教學反思

本節課包含構建體溫調節模型和完善水鹽平衡調節模型兩個內容。體溫調節模型的構建過程通過創設情境問題，以教師設計的支架問題為主線，分析情境問題為暗線，讓學生在支架問題的引導下逐步推進核心問題的解決。水鹽平衡調節模型的完善過程通過在已有模型的基礎上采用結果倒推的思維，教師在建模過程中給予學生很少的支架問題引導，讓學生自思自悟，激發學生的深度學習與思考能力。整個課堂中，學生是學習的主體，教師僅僅提供導向概念框架的支架問題，充分給予學生解決問題的自主權，提高學生的思維能力，改善其思維品質，從而使學生達到自解、自悟的效果。