利用建模學(xué)習(xí) 落實(shí)概念教學(xué)

熊琳 徐晶晶 涂傳林

摘要：2011年版《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)關(guān)注生物學(xué)重要概念的學(xué)習(xí)。本文結(jié)合“人體血液循環(huán)”重要概念的教學(xué)，利用簡(jiǎn)單的材料構(gòu)建人體血液循環(huán)系統(tǒng)的物理模型解讀轉(zhuǎn)換，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建人體內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸是通過(guò)血液循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的這一概念圖，通過(guò)過(guò)程性的結(jié)構(gòu)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，突破教學(xué)重難點(diǎn)，從而取得更好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：物理模型；血液循環(huán)；概念圖；直觀教學(xué)

一、整體分析教材，明確梳理概念目標(biāo)

人體血液循環(huán)知識(shí)在課標(biāo)的課程內(nèi)容“生物圈中的人”中明確指出，血液循環(huán)系統(tǒng)包括心臟、動(dòng)脈、靜脈、毛細(xì)血管和血液，其功能是運(yùn)輸氧氣、二氧化碳、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、廢物和激素等物質(zhì)。從概念的角度進(jìn)行分析，筆者對(duì)本概念上下位關(guān)系及支撐事實(shí)進(jìn)行了梳理，建立如圖1的概念圖。

通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，力圖使學(xué)生認(rèn)識(shí)到血液在心血管系統(tǒng)中的循環(huán)流動(dòng)的兩個(gè)主要途徑及其重要意義，并為下一章的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

二、分析學(xué)情，因材施教

1.學(xué)生已有知識(shí)：在之前的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)構(gòu)建了血液是物質(zhì)運(yùn)輸?shù)妮d體、血管是血液流動(dòng)的通道以及心臟是血液循環(huán)的動(dòng)力器官這些概念，但學(xué)生還不能將這三個(gè)小概念聯(lián)系起來(lái)從而構(gòu)建人體內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸是通過(guò)血液循環(huán)實(shí)現(xiàn)的這一大概念。他們普遍具有“血液在身體中是循環(huán)的”或“血液在身體中是流動(dòng)的”等不完整的前概念。因此教師要幫助學(xué)生建構(gòu)的重要概念有兩個(gè)：其一是了解血液循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其功能；其二是認(rèn)識(shí)到人體各個(gè)系統(tǒng)之間只有相互聯(lián)系、相互協(xié)調(diào)，才能完成生命活動(dòng)。

2.學(xué)生疑惑點(diǎn)：學(xué)生對(duì)于心臟四個(gè)腔室上連接的血管容易混淆，血液循環(huán)流動(dòng)的目的是為了什么，由于學(xué)生不能感受人體內(nèi)部的血液循環(huán)，因此可以通過(guò)“人體的心臟一旦停止跳動(dòng)，就會(huì)死亡，而心臟作為血液循環(huán)的動(dòng)力器官，看來(lái)血液是需要不停的循環(huán)的，那么血液循環(huán)為何如此重要呢？”啟發(fā)式提問(wèn)，來(lái)讓學(xué)生的認(rèn)知產(chǎn)生沖突，以此為契機(jī)來(lái)引發(fā)學(xué)生思考。

3.學(xué)生興趣點(diǎn)：（1）觀察并解釋“心臟是如何通過(guò)四個(gè)腔室的收縮和舒張使得血液循環(huán)流動(dòng)，并出現(xiàn)血液顏色的變化？”利用模型幫助學(xué)生解釋疑惑，通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)的教學(xué)策略幫助學(xué)生理解該知識(shí)點(diǎn)。（2）通過(guò)“運(yùn)動(dòng)會(huì)使心跳發(fā)生怎樣的變化？”設(shè)疑，讓學(xué)生運(yùn)用血液循環(huán)的原理解釋心跳加快的原因。教師抓住了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣點(diǎn)，讓學(xué)生有學(xué)以致用的興奮感，不斷深化概念的應(yīng)用，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到堅(jiān)持體育鍛煉的好處。

三、建模學(xué)習(xí)，呈遞概念

1.設(shè)置情景，導(dǎo)入新課。運(yùn)用多媒體播放《血液循環(huán)》視頻，導(dǎo)入一個(gè)沉睡千年血液循環(huán)之謎。提出問(wèn)題：（1）哈維如何質(zhì)疑發(fā)現(xiàn)血液循環(huán)的？（2）哈維的學(xué)說(shuō)為人們留下了一個(gè)懸而未解的謎是什么呢？進(jìn)而導(dǎo)入本節(jié)課探索的課題：人體血液循環(huán)。

2.課中探索。課中探索分為5個(gè)環(huán)節(jié)：觀看模型→構(gòu)建模型→反思模型→研讀模型→轉(zhuǎn)化模型，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)建立血液循環(huán)物理模型，對(duì)血液循環(huán)概念層層遞進(jìn)，最終構(gòu)建出“血液循環(huán)的兩個(gè)主要途徑（體循環(huán)和肺循環(huán)）以及血液循環(huán)的功能是運(yùn)輸氧氣、二氧化碳、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和廢物等”的重要概念，并繪制出完整的血液循環(huán)概念圖。

（1）觀看模型。教師先通過(guò)自制模型（圖2）演示血液循環(huán)路徑和血液顏色的變化，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然后讓學(xué)生以小組為單位討論：血液在心臟和血管中完成循環(huán)的條件是什么？引導(dǎo)學(xué)生初步總結(jié)出：人體血液在心臟和血管構(gòu)成的封閉管道內(nèi)的循環(huán)流動(dòng)叫血液循環(huán)。

（2）構(gòu)建模型。教師引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑：血液在心臟、動(dòng)脈、靜脈和毛細(xì)血管中是沿著怎樣的順序流動(dòng)的呢？有沒(méi)有規(guī)律呢？學(xué)生合作：先由小組內(nèi)根據(jù)血液循環(huán)模型演示及書(shū)本提供的材料合作構(gòu)建血液循環(huán)模型，然后進(jìn)行小組間討論交流。經(jīng)過(guò)討論交流引發(fā)了認(rèn)知沖突后，教師展示血液循環(huán)示意圖的掛圖，引導(dǎo)學(xué)生比較自己構(gòu)建的模型圖和掛圖有什么區(qū)別？進(jìn)而引發(fā)學(xué)生思索：為何血液會(huì)沿著這一封閉的管道進(jìn)行循環(huán)？

（3）反思模型。要想揭開(kāi)血液沿著這一密封管道循環(huán)的原因，學(xué)生必須從尋根求源，查明血液循環(huán)的目的。因此，教師在此處提出血液中含有氧氣、二氧化碳、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和廢物等，這些物質(zhì)與人體細(xì)胞間的關(guān)系如何？進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生在腦海中建立起人體內(nèi)物質(zhì)交換概念圖模型（圖3）。

（4）研讀模型。教師布置學(xué)生閱讀課文，要求對(duì)比圖2模型中的血液流動(dòng)以及動(dòng)靜脈血的轉(zhuǎn)變來(lái)認(rèn)識(shí)體循環(huán)和肺循環(huán)，思考以下問(wèn)題：①血液循環(huán)包括哪2個(gè)過(guò)程？②血液從左心室出發(fā)，如何通過(guò)體循環(huán)流回到心臟？ ③血液從右心室出發(fā)，如何通過(guò)肺循環(huán)流回到心臟？實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：①認(rèn)知血液循環(huán)包括體循環(huán)和肺循環(huán)；②繪制出體循環(huán)概念圖：左心室→主動(dòng)脈→全身各級(jí)動(dòng)脈→全身毛細(xì)血管網(wǎng)→全身各級(jí)靜脈→上、下腔靜脈→右心房；③繪制出肺循環(huán)概念圖：右心室→肺動(dòng)脈→肺部毛細(xì)血管網(wǎng)→肺靜脈→左心房。

（5）轉(zhuǎn)化模型。為了使學(xué)生更加準(zhǔn)確的理解血液循環(huán)的概念，教師提出：體循環(huán)和肺循環(huán)之間有何關(guān)系？它們的共同點(diǎn)是什么？?jī)烧咧g可以截然分開(kāi)嗎？從而使學(xué)生認(rèn)識(shí)到體循環(huán)和肺循環(huán)同時(shí)進(jìn)行，其功能是運(yùn)輸氧氣、二氧化碳、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和廢物等，動(dòng)手繪制出人體血液循環(huán)與物質(zhì)交換概念圖（圖4），完四、過(guò)程反饋，落實(shí)概念

“血液循環(huán)”這節(jié)課的教學(xué)，通過(guò)沉睡千年之謎喚醒學(xué)生探索的欲望，讓學(xué)生走進(jìn)血液循環(huán)的探究環(huán)境，接著教師利用自制的血液循環(huán)教具展示給學(xué)生一個(gè)初步的印象，然后通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)，構(gòu)建、反思、研讀及轉(zhuǎn)化血液循環(huán)模型，讓學(xué)生對(duì)于概念的學(xué)習(xí)不再是死記硬背，而是向科學(xué)家那樣去完成科學(xué)探究，促使學(xué)生主動(dòng)完成對(duì)知識(shí)的自我建構(gòu)。同時(shí)，通過(guò)師生間和生生間的交流合作，不活躍了課堂氣氛，而且激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，課堂教學(xué)效果明顯提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)（2011 年版）.北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：17.

[2]段玉佩 陳月艷.構(gòu)建模型優(yōu)化“人體血液循環(huán)”教學(xué).生物學(xué)通報(bào)，2015，50（10）：33-35.

[3]劉繼光“血液循環(huán)”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì).生物學(xué)通報(bào)，2009，44（1）：38-40.

基金項(xiàng)目：基于模型建構(gòu)的初中生物概念教學(xué)研究（2016BZJKT134）

作者簡(jiǎn)介：熊琳（1985-），女，安徽阜陽(yáng)人，亳州市利辛中學(xué)教師，從事生物教學(xué)教研工作；徐晶晶（1994-），女，安徽淮南人，安徽師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院在讀教育碩士。

通訊作者：涂傳林（1963-），男，安徽岳西人，安徽師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副教授，教育碩士研究生導(dǎo)師。