利用建模学习 落实概念教学

熊琳 徐晶晶 涂传林

摘要：2011年版《义务教育生物学课程标准》强调关注生物学重要概念的学习。本文结合“人体血液循环”重要概念的教学，利用简单的材料构建人体血液循环系统的物理模型解读转换，引导学生构建人体内的物质运输是通过血液循环系统实现的这一概念图，通过过程性的结构激发学生的学习兴趣，突破教学重难点，从而取得更好的教学效果。

关键词：物理模型；血液循环；概念图；直观教学

一、整体分析教材，明确梳理概念目标

人体血液循环知识在课标的课程内容“生物圈中的人”中明确指出，血液循环系统包括心脏、动脉、静脉、毛细血管和血液，其功能是运输氧气、二氧化碳、营养物质、废物和激素等物质。从概念的角度进行分析，笔者对本概念上下位关系及支撑事实进行了梳理，建立如图1的概念图。

通过本节课的学习，力图使学生认识到血液在心血管系统中的循环流动的两个主要途径及其重要意义，并为下一章的学习奠定基础。

二、分析学情，因材施教

1.学生已有知识：在之前的学习中，学生已经构建了血液是物质运输的载体、血管是血液流动的通道以及心脏是血液循环的动力器官这些概念，但学生还不能将这三个小概念联系起来从而构建人体内的物质运输是通过血液循环实现的这一大概念。他们普遍具有“血液在身体中是循环的”或“血液在身体中是流动的”等不完整的前概念。因此教师要帮助学生建构的重要概念有两个：其一是了解血液循环系统的结构及其功能；其二是认识到人体各个系统之间只有相互联系、相互协调，才能完成生命活动。

2.学生疑惑点：学生对于心脏四个腔室上连接的血管容易混淆，血液循环流动的目的是为了什么，由于学生不能感受人体内部的血液循环，因此可以通过“人体的心脏一旦停止跳动，就会死亡，而心脏作为血液循环的动力器官，看来血液是需要不停的循环的，那么血液循环为何如此重要呢？”启发式提问，来让学生的认知产生冲突，以此为契机来引发学生思考。

3.学生兴趣点：（1）观察并解释“心脏是如何通过四个腔室的收缩和舒张使得血液循环流动，并出现血液颜色的变化？”利用模型帮助学生解释疑惑，通过观察和实验的教学策略帮助学生理解该知识点。（2）通过“运动会使心跳发生怎样的变化？”设疑，让学生运用血液循环的原理解释心跳加快的原因。教师抓住了学生的学习兴趣点，让学生有学以致用的兴奋感，不断深化概念的应用，让学生认识到坚持体育锻炼的好处。

三、建模学习，呈递概念

1.设置情景，导入新课。运用多媒体播放《血液循环》视频，导入一个沉睡千年血液循环之谜。提出问题：（1）哈维如何质疑发现血液循环的？（2）哈维的学说为人们留下了一个悬而未解的谜是什么呢？进而导入本节课探索的课题：人体血液循环。

2.课中探索。课中探索分为5个环节：观看模型→构建模型→反思模型→研读模型→转化模型，引导学生通过建立血液循环物理模型，对血液循环概念层层递进，最终构建出“血液循环的两个主要途径（体循环和肺循环）以及血液循环的功能是运输氧气、二氧化碳、营养物质和废物等”的重要概念，并绘制出完整的血液循环概念图。

（1）观看模型。教师先通过自制模型（图2）演示血液循环路径和血液颜色的变化，大大提高了学生的学习兴趣。然后让学生以小组为单位讨论：血液在心脏和血管中完成循环的条件是什么？引导学生初步总结出：人体血液在心脏和血管构成的封闭管道内的循环流动叫血液循环。

（2）构建模型。教师引导学生质疑：血液在心脏、动脉、静脉和毛细血管中是沿着怎样的顺序流动的呢？有没有规律呢？学生合作：先由小组内根据血液循环模型演示及书本提供的材料合作构建血液循环模型，然后进行小组间讨论交流。经过讨论交流引发了认知冲突后，教师展示血液循环示意图的挂图，引導学生比较自己构建的模型图和挂图有什么区别？进而引发学生思索：为何血液会沿着这一封闭的管道进行循环？

（3）反思模型。要想揭开血液沿着这一密封管道循环的原因，学生必须从寻根求源，查明血液循环的目的。因此，教师在此处提出血液中含有氧气、二氧化碳、营养物质和废物等，这些物质与人体细胞间的关系如何？进一步引导学生在脑海中建立起人体内物质交换概念图模型（图3）。

（4）研读模型。教师布置学生阅读课文，要求对比图2模型中的血液流动以及动静脉血的转变来认识体循环和肺循环，思考以下问题：①血液循环包括哪2个过程？②血液从左心室出发，如何通过体循环流回到心脏？ ③血液从右心室出发，如何通过肺循环流回到心脏？实现以下目标：①认知血液循环包括体循环和肺循环；②绘制出体循环概念图：左心室→主动脉→全身各级动脉→全身毛细血管网→全身各级静脉→上、下腔静脉→右心房；③绘制出肺循环概念图：右心室→肺动脉→肺部毛细血管网→肺静脉→左心房。

（5）转化模型。为了使学生更加准确的理解血液循环的概念，教师提出：体循环和肺循环之间有何关系？它们的共同点是什么？两者之间可以截然分开吗？从而使学生认识到体循环和肺循环同时进行，其功能是运输氧气、二氧化碳、营养物质和废物等，动手绘制出人体血液循环与物质交换概念图（图4），完四、过程反馈，落实概念

“血液循环”这节课的教学，通过沉睡千年之谜唤醒学生探索的欲望，让学生走进血液循环的探究环境，接着教师利用自制的血液循环教具展示给学生一个初步的印象，然后通过小组合作学习，构建、反思、研读及转化血液循环模型，让学生对于概念的学习不再是死记硬背，而是向科学家那样去完成科学探究，促使学生主动完成对知识的自我建构。同时，通过师生间和生生间的交流合作，不活跃了课堂气氛，而且激发了学生学习的积极性，课堂教学效果明显提高。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育生物课程标准（2011 年版）.北京：北京师范大学出版社，2012：17.

[2]段玉佩 陈月艳.构建模型优化“人体血液循环”教学.生物学通报，2015，50（10）：33-35.

[3]刘继光“血液循环”一节的教学设计.生物学通报，2009，44（1）：38-40.

基金项目：基于模型建构的初中生物概念教学研究（2016BZJKT134）

作者简介：熊琳（1985-），女，安徽阜阳人，亳州市利辛中学教师，从事生物教学教研工作；徐晶晶（1994-），女，安徽淮南人，安徽师范大学生命科学学院在读教育硕士。

通讯作者：涂传林（1963-），男，安徽岳西人，安徽师范大学生命科学学院副教授，教育硕士研究生导师。