基于支架式教學(xué)的“神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)的關(guān)系”教學(xué)設(shè)計

李芳芳

摘要設(shè)置支架問題，引導(dǎo)學(xué)生層層深入分析核心問題，采用創(chuàng)設(shè)情境、任務(wù)驅(qū)動、結(jié)果倒推、模型構(gòu)建等方式逐步推進學(xué)生完成對新知識的意義建構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)、自思、自解、自悟能力。

關(guān)鍵詞 支架式教學(xué) 模型構(gòu)建 體溫調(diào)節(jié) 水鹽平衡調(diào)節(jié) 高中生物學(xué)

中圖分類號G633. 91文獻標志碼B

1教科書分析與設(shè)計思路

“神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)的關(guān)系”是人教版高中生物學(xué)教科書《必修3·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第二章“動物和人體生命活動的調(diào)節(jié)”第三節(jié)。本節(jié)安排兩個課時，第1課時的教學(xué)設(shè)計主要完成體溫調(diào)節(jié)模型與水鹽平衡調(diào)節(jié)模型的構(gòu)建。教師利用9個支架問題推進關(guān)鍵問題的解決，完成體溫調(diào)節(jié)模型的構(gòu)建；對水鹽平衡調(diào)節(jié)模型的構(gòu)建，采用結(jié)果倒推的思維，給出5個支架問題，引導(dǎo)學(xué)生完善已有模型；最后，引導(dǎo)學(xué)生對兩個模型進行總結(jié)，并提出新問題，促進學(xué)生進一步完善自己建構(gòu)的概念。

2教學(xué)目標

①分析體溫恒定原理及體溫調(diào)節(jié)圖解，歸納體溫調(diào)節(jié)過程，構(gòu)建體溫調(diào)節(jié)概念模型。

②在水鹽平衡調(diào)節(jié)圖解的基礎(chǔ)上完善水鹽平衡調(diào)節(jié)概念模型，描述水鹽平衡調(diào)節(jié)的過程。

③通過分析高溫、低溫及飲水過多、過少條件下的調(diào)節(jié)，說明人體健康與穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)密不可分。

3教學(xué)過程

3.1創(chuàng)設(shè)情境、導(dǎo)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(fēng)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(wěn)定？②在冰冷的海水中，杰克的體溫能一直保持穩(wěn)定嗎？這說明什么？

設(shè)計意圖：教師聯(lián)系電影內(nèi)容，吸引學(xué)生興趣，同時引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并思考生活中的生物學(xué)問題。

3.2任務(wù)驅(qū)動、構(gòu)建模型——體溫恒定的調(diào)節(jié)

3.2.1環(huán)節(jié)1：提出問題，搭腳手架

學(xué)生閱讀教科書32頁實例一并完成任務(wù)：①人體體溫若要維持相對穩(wěn)定，產(chǎn)熱量和散熱量之間應(yīng)存在什么關(guān)系？②寒冷狀態(tài)下，產(chǎn)熱與散熱結(jié)構(gòu)分別有何變化？③寒冷狀態(tài)下調(diào)節(jié)機體產(chǎn)熱的激素有哪些？具體有何作用？④炎熱狀態(tài)下，產(chǎn)熱與散熱結(jié)構(gòu)分別有何變化？基于分析以上問題，學(xué)生可形成概念：機體通過調(diào)節(jié)產(chǎn)熱量與散熱量來維持體溫相對穩(wěn)定。

設(shè)計意圖：4個問題圍繞體溫調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)——體溫調(diào)節(jié)過程中產(chǎn)熱與散熱的關(guān)系，層層深入，給學(xué)生搭建構(gòu)建體溫調(diào)節(jié)模型的腳手架，培養(yǎng)學(xué)生分析與解決問題的能力。

3.2.2環(huán)節(jié)2：進入情境，形成概念

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

設(shè)計意圖：問題④是關(guān)鍵問題，若教師直接拋出，學(xué)生不能理解，因此教師創(chuàng)設(shè)了發(fā)熱-退熱情境，設(shè)計了解決關(guān)鍵問題④的3個支架問題，讓學(xué)生自主解決認知誤區(qū)、完善概念框架。

3.2.3環(huán)節(jié)3：獨立探索，構(gòu)建模型

教師要求學(xué)生完成以下學(xué)習(xí)任務(wù)：①分別描述寒冷與炎熱狀態(tài)下的反射弧。②甲狀腺激素分泌的調(diào)節(jié)過程是什么？學(xué)生討論、分析后，將教科書中的體溫調(diào)節(jié)圖解完善（圖1）。接著，教師引導(dǎo)學(xué)生完善模型中“通過神經(jīng)-體液發(fā)送信息”，構(gòu)建能體現(xiàn)反射弧結(jié)構(gòu)的概念模型。教師可提示“傳出神經(jīng)末梢可直接支配汗腺、皮膚血管、骨骼肌等的活動”。構(gòu)建結(jié)束后，2名學(xué)生代表展示，其他學(xué)生評價。學(xué)生總結(jié)體溫調(diào)節(jié)過程中的神經(jīng)調(diào)節(jié)部分與體液調(diào)節(jié)部分，教師強調(diào)神經(jīng)調(diào)節(jié)部分反射弧的結(jié)構(gòu)。

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

設(shè)計意圖：學(xué)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(gòu)建，體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)理念。另外，展示與評價環(huán)節(jié)培養(yǎng)了學(xué)生的語言組織與邏輯表達能力，提升了學(xué)生的質(zhì)疑與評價能力。

3.2.4環(huán)節(jié)4：合作學(xué)習(xí)，應(yīng)用新知

在問題②的基礎(chǔ)上，教師追問：①人體體溫在任意情況下都能維持相對穩(wěn)定嗎？如果不是，有何實例？學(xué)生據(jù)生活經(jīng)驗可想到凍瘡和中暑，從而認識到體溫調(diào)節(jié)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(wěn)定嗎？如果不能，將怎樣變化？該問題激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生認知沖突，完善了體溫調(diào)節(jié)中最后一個概念：變溫動物的體溫調(diào)節(jié)機制。

設(shè)計意圖：學(xué)生分析關(guān)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(wěn)定，不同生物體溫調(diào)節(jié)機制不同”。教師基于一系列情境分析與任務(wù)驅(qū)動，使學(xué)生達到對當(dāng)前概念比較全面、正確的理解，最終完成對知識的意義建構(gòu)。

3.3基于模型、結(jié)果倒推——人體水鹽平衡的調(diào)節(jié)

教師展示成人每日水的攝入量與排出量表，學(xué)生歸納人體內(nèi)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(nèi)失水過多或吃的食物過咸，機體如何調(diào)節(jié)？即使教科書中有詳細的水鹽平衡調(diào)節(jié)圖解，學(xué)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(jié)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(diào)節(jié)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(jié)構(gòu)是什么？學(xué)生回答問題③時，教師展示抗利尿激素分泌圖示，強調(diào)抗利尿激素合成、分泌、釋放的位置。解決以上問題后，學(xué)生開始分析核心問題。接著，教師引導(dǎo)學(xué)生分析這個調(diào)節(jié)過程中的神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)部分。學(xué)生在分析神經(jīng)調(diào)節(jié)部分時，很容易發(fā)現(xiàn)教科書圖解中反射弧不完整，因此延伸出新任務(wù)：完善教科書中的水鹽平衡模型。經(jīng)過分析反射弧結(jié)構(gòu)，學(xué)生均能完善概念模型（圖3）。在新模型的基礎(chǔ)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(shè)計意圖：教師采用結(jié)果倒推的思維，讓學(xué)生從結(jié)果出發(fā)，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(wù)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)新問題并解決，從而完成對新概念的建構(gòu)。

3.4總結(jié)歸納、繼續(xù)攀升

根據(jù)構(gòu)建的體溫調(diào)節(jié)模型和水鹽平衡調(diào)節(jié)模型，學(xué)生從感受器、感覺與調(diào)節(jié)中樞、相關(guān)激素種類、激素產(chǎn)生與作用部位、功能幾個方面進行總結(jié)。教師提出課后任務(wù)：借助兩個模型，闡明神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)的關(guān)系。

設(shè)計意圖：學(xué)生通過課堂小結(jié)，加深理解。教師給出新概念的支架問題，有助于學(xué)生自己在動物和人體生命活動調(diào)節(jié)這個大概念中繼續(xù)攀升。

4教學(xué)反思

本節(jié)課包含構(gòu)建體溫調(diào)節(jié)模型和完善水鹽平衡調(diào)節(jié)模型兩個內(nèi)容。體溫調(diào)節(jié)模型的構(gòu)建過程通過創(chuàng)設(shè)情境問題，以教師設(shè)計的支架問題為主線，分析情境問題為暗線，讓學(xué)生在支架問題的引導(dǎo)下逐步推進核心問題的解決。水鹽平衡調(diào)節(jié)模型的完善過程通過在已有模型的基礎(chǔ)上采用結(jié)果倒推的思維，教師在建模過程中給予學(xué)生很少的支架問題引導(dǎo)，讓學(xué)生自思自悟，激發(fā)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)與思考能力。整個課堂中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師僅僅提供導(dǎo)向概念框架的支架問題，充分給予學(xué)生解決問題的自主權(quán)，提高學(xué)生的思維能力，改善其思維品質(zhì)，從而使學(xué)生達到自解、自悟的效果。