聚焦重要概念的“體液調(diào)節(jié)”單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)

程國勝 查麗

摘要以“體液調(diào)節(jié)”單元教學(xué)為例，從“概念建構(gòu)”的視角分析單元內(nèi)容、梳理單元知識結(jié)構(gòu)，并基于單元學(xué)習(xí)的特征，采用情境創(chuàng)設(shè)、任務(wù)驅(qū)動和問題解決等教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)重要概念，指向?qū)W科核心素養(yǎng)的有效達(dá)成。

關(guān)鍵詞 核心素養(yǎng) 單元設(shè)計(jì) 體液調(diào)節(jié) 高中生物學(xué)

中圖分類號G633. 91文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

1單元教學(xué)內(nèi)容分析及設(shè)計(jì)思路

“神經(jīng)-體液-免疫”調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)機(jī)制是維持人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)、應(yīng)對復(fù)雜變化環(huán)境的重要保障。結(jié)合《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》要求，人教版《選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》第三章“體液調(diào)節(jié)”內(nèi)容是讓學(xué)生通過單元學(xué)習(xí)，建構(gòu)重要概念“內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生的多種類型的激素，通過體液傳送而發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，實(shí)現(xiàn)機(jī)體穩(wěn)態(tài)”，明確體液調(diào)節(jié)在維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)中的重要地位，指向系統(tǒng)觀、調(diào)節(jié)與穩(wěn)態(tài)觀等生命觀念的達(dá)成。參照樂黎輝的思路方法，提煉單元學(xué)習(xí)內(nèi)容建構(gòu)單元知識框架如圖1所示。

“情境-問題-活動”是促進(jìn)深度學(xué)習(xí)、提升學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑。教師要注意遵循學(xué)生的認(rèn)知水平和認(rèn)知規(guī)律，基于重要概念，提出核心問題，并以次位概念設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)，通過學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“重溫歷史”“探究機(jī)制”“建構(gòu)模型”等活動，在自主建構(gòu)重要概念的過程中，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。單元教學(xué)設(shè)計(jì)思路如圖2所示。

2單元教學(xué)目標(biāo)

①通過讀圖比較、過程探究以及史料分析等活動，能基于實(shí)證建構(gòu)“內(nèi)分泌系統(tǒng)是體液調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)，它們分泌的各類激素參與生命活動的調(diào)節(jié)”“反饋調(diào)節(jié)”“分級調(diào)節(jié)”以及“神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)相互協(xié)調(diào)共同維持機(jī)體的穩(wěn)態(tài)”等概念，并能運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀等生命觀念，嘗試解釋生命現(xiàn)象。

②通過具體實(shí)例分析，建構(gòu)“血糖平衡調(diào)節(jié)”以及“甲狀腺激素分泌的分級調(diào)節(jié)”等概念模型，運(yùn)用歸納與概括、模型與建模、批判性思維等科學(xué)思維方法，嘗試解釋生活中的實(shí)例，解決相應(yīng)的問題。

③通過對“促胰液素的發(fā)現(xiàn)”“激素作用的探究史”等科學(xué)史的學(xué)習(xí)，能運(yùn)用科學(xué)探究的基本思路和方法，針對生活中的生物學(xué)現(xiàn)象，嘗試設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)方案，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行交流與討論。

④通過列舉、分析生活中內(nèi)分泌系統(tǒng)功能異常引起的疾病等活動，能夠運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀，嘗試提出糖尿病的防治措施，正確評價(jià)激素應(yīng)用的利弊，倡導(dǎo)健康的生活方式，探討對科學(xué)、技術(shù)與社會相互關(guān)系的認(rèn)識。

3主要單元教學(xué)過程

3.1主題1：內(nèi)分泌腺系統(tǒng)是體液調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)（1課時(shí)）

主要教學(xué)過程如下：

教師創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生思考：糖尿病患者的發(fā)病原因是什么？為什么糖尿病患者要定時(shí)注射胰島素呢？接著，教師介紹糖尿病患者表現(xiàn)癥狀，展示正常人與糖尿病患者飯后血糖變化圖像，并表述常通過注射胰島素治療糖尿病。教師引導(dǎo)學(xué)生基于讀圖分析、歸納與概括，初步認(rèn)識到胰島素在維持血糖濃度平衡中的重要作用。

教師提出問題，激發(fā)學(xué)生的探索欲望：胰島素為什么只能注射而不能口服呢？激素的化學(xué)本質(zhì)又是什么呢？激素是怎么被發(fā)現(xiàn)的呢？并引導(dǎo)學(xué)生重溫科學(xué)探索之路“促胰液素的發(fā)現(xiàn)”，讓學(xué)生置身于科學(xué)發(fā)現(xiàn)的歷程中，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和批判性思維，認(rèn)同“機(jī)遇只偏愛那種有準(zhǔn)備的頭腦”的觀點(diǎn)。然后，教師展示“思維訓(xùn)練”內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生嘗試對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出假說，并通過科學(xué)的思維方法及合理的驗(yàn)證方案，演繹推理并預(yù)測結(jié)果、驗(yàn)證假說，培養(yǎng)科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。

學(xué)生自主閱讀教材“內(nèi)分泌系統(tǒng)的組成與功能”內(nèi)容，并運(yùn)用歸納與概括的科學(xué)思維對相關(guān)激素的本質(zhì)、作用進(jìn)行歸類比較。教師出示有關(guān)激素類藥物在醫(yī)療中的應(yīng)用實(shí)例以及因?yàn)閯游锛に氐臑E用而引發(fā)的社會關(guān)切問題，引導(dǎo)學(xué)生基于事實(shí)與證據(jù)，正確評價(jià)激素應(yīng)用的利弊，培養(yǎng)社會責(zé)任意識；并基于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步給人類帶來的影響探討對科學(xué)、技術(shù)與社會相互關(guān)系的認(rèn)識。

3.2主題2：激素調(diào)節(jié)的方式及過程（2課時(shí)）

主要教學(xué)過程如下：

教師首先引導(dǎo)學(xué)生思考：正常人的血糖濃度為何可以維持相對穩(wěn)定？調(diào)節(jié)過程是什么？并出示人體飯后與運(yùn)動后血糖濃度變化圖，提出問題：“正常人的血糖濃度是如何維持相對穩(wěn)定呢？”以此引導(dǎo)學(xué)生分析血糖來源和去路、建構(gòu)胰島素和胰高血糖素調(diào)節(jié)的“血糖調(diào)節(jié)模型”，使學(xué)生理解“反饋調(diào)節(jié)”的概念，培養(yǎng)學(xué)生的建模能力，使學(xué)生認(rèn)同模型建構(gòu)的科學(xué)價(jià)值。

接著，教師引導(dǎo)學(xué)生回顧冬季走出教室時(shí)身體會不由自主的顫抖的經(jīng)歷。學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)教材內(nèi)容、小組討論交流等活動，嘗試建構(gòu)“甲狀腺激素分泌的分級調(diào)節(jié)”模型，并在教師點(diǎn)評的基礎(chǔ)上對建構(gòu)的模型進(jìn)行修正。最后，總結(jié)“下丘腦—垂體—腺體”的分級調(diào)節(jié)模型，理解“分級調(diào)節(jié)”的概念，進(jìn)一步提升建模能力。

教師結(jié)合“血糖調(diào)節(jié)的過程”與“甲狀腺激素調(diào)節(jié)的過程”，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用歸納與概括，分析兩者的異同，基于激素的產(chǎn)生、運(yùn)輸和作用運(yùn)用信息觀三要素（信源、信道和信宿），建構(gòu)“激素調(diào)節(jié)”模型，闡釋激素調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，使學(xué)生理解激素作為信息分子在機(jī)體內(nèi)信息交流中的重要作用，為進(jìn)一步形成“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”奠定基礎(chǔ)。

然后，教師展示市場上的一種為糖尿病患者設(shè)計(jì)的具有人工智能控制胰島素輸入的胰島素泵，該泵可以隨身攜帶，用以調(diào)節(jié)患者體內(nèi)的血糖濃度。引導(dǎo)學(xué)生討論：這種胰島素泵在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮哪些問題？你還可以想出哪些有效治療糖尿病的方案呢？日常生活中，我們怎樣才能積極預(yù)防糖尿病的發(fā)生呢？通過基于證據(jù)的討論，學(xué)生學(xué)以致用，關(guān)注內(nèi)分泌系統(tǒng)和激素在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，倡導(dǎo)健康的生活方式，養(yǎng)成規(guī)律作息的健康生活習(xí)慣，培養(yǎng)社會責(zé)任意識。

3.3主題3：神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)的關(guān)系（1課時(shí)）

教師創(chuàng)設(shè)問題情境：當(dāng)人們坐過山車時(shí)，為什么會心跳加速，并且情不自禁地狂呼亂叫呢？學(xué)生基于情境問題的討論，初步認(rèn)識到神經(jīng)調(diào)節(jié)與激素調(diào)節(jié)的共同作用，能使機(jī)體各機(jī)能協(xié)調(diào)統(tǒng)一，應(yīng)對復(fù)雜的環(huán)境變化。教師引導(dǎo)學(xué)生分析：劇烈運(yùn)動后為什么呼吸會加速？臨床上給患者輸O2時(shí)往往采用含有體積分?jǐn)?shù)為5%CO2的混合氣體以達(dá)到刺激呼吸中樞的目的，這又是什么原因呢？學(xué)生在分析此問題的過程中，完善對體液調(diào)節(jié)的認(rèn)識，并從結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和作用方式方面歸納概括神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)的異同，提升科學(xué)思維能力。

教師提出問題：神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)之間有怎樣的關(guān)系？它們又是如何協(xié)調(diào)統(tǒng)一的？并聯(lián)系體溫平衡調(diào)節(jié)以及水鹽平衡調(diào)節(jié)的例子，引導(dǎo)學(xué)生從來源與去路、相關(guān)激素調(diào)節(jié)作用分析調(diào)節(jié)機(jī)制，建構(gòu)“神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)相互協(xié)調(diào)、共同維持機(jī)體的穩(wěn)態(tài)”概念，并應(yīng)用討論教材相關(guān)問題，培養(yǎng)學(xué)生的信息獲取、資料分析和表達(dá)能力。

教師提出與生活實(shí)例有關(guān)的問題：①一般情況下，冬季人的尿量較多而夏季的較少，為什么會出現(xiàn)這種情況？②有人說不要等到渴了再喝水，你覺得有道理嗎？③還有人認(rèn)為一個人一天內(nèi)不喝水不吃飯，但只要沒有大、小便，就可以維持體內(nèi)的水和無機(jī)鹽的平衡。你認(rèn)為這種說法對嗎？為什么？④針對以上的說法，你如何對他們提出科學(xué)建議呢？教師引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位進(jìn)行討論交流，并選出代表參加演講，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力、語言表達(dá)能力和運(yùn)用學(xué)科知識解決實(shí)際問題能力，體現(xiàn)社會責(zé)任擔(dān)當(dāng)，使學(xué)生感悟到神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一在維持人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)中的重要作用，進(jìn)一步凝練“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”及“系統(tǒng)觀”。

4單元教學(xué)反思

聚焦重要概念的單元教學(xué)設(shè)計(jì)是生物學(xué)課堂教學(xué)的轉(zhuǎn)型。本教學(xué)設(shè)計(jì)以建構(gòu)重要概念為目標(biāo)，以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)為宗旨，根據(jù)次位概念，采用“創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境—提出任務(wù)驅(qū)動—開展多途徑活動—解決相應(yīng)問題—建構(gòu)相關(guān)概念”教學(xué)線索開展教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“探索分析—領(lǐng)悟提升—建構(gòu)模型—發(fā)展應(yīng)用”等高階思維活動，深化生命觀念，發(fā)展科學(xué)思維，提升科學(xué)探究，踐行社會責(zé)任，實(shí)現(xiàn)了生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的有效提升。

參考文獻(xiàn)：

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