基于前课自主学习建构“神经调节与体液调节的关系”模型

摘 要：基于前课自主学习，学生自主完成基础理论知识，课堂上通过创设问题串分析教材相关图解，指导学生建构神经调节与體液调节关系概念图，培养学生自主分析、讨论和建模能力，促进学生创造性思维发展，提高学生生物学科素养。

关键词：前课自主学习；模型建构；神经调节；体液调节

一、 教材分析

“神经调节与体液调节的关系”是人教版必修3第2章第3节的内容，本节课内容综合性较强，关系到在一个正常的生理活动中，神经调节和体液调节的相互关系及两者如何相互调节共同维持正常的生理活动。本节内容包括“神经调节和体液调节的比较”“神经调节和体液调节的协调”。在学习本节课前，学生已学习了“神经调节”和“激素调节”相关内容，对二者的概念已有一定理解，但是，对于二者的协调关系缺乏相关认知。教材通过体温平衡调节和水盐平衡调节两则资料分析，来阐明两者之间的协调关系。因此“神经调节和体液调节的协调”是本节的重点，也是本节的难点内容。

二、 设计思路

模型建构是一种培养学生思维与能力的重要科学方法，在高中教学过程中通过这种科学方法可以帮助学生更好地获得一些生物学相关知识，了解这种方法在生物科学研究中的相关应用，不断发散思维，培养学生的思维灵活性以及小组合作意识，从而提高学生的科研探究能力及生物学科素养。

前课自主学习是指课堂教学前的自主学习，相当于课堂的延伸，旨在帮助学生根据教师提供的学习纲要有目标地完成学习的主要任务和要求，能够针对性地进行相关的知识整合，并形成自己的观点或思路，从而提供学生的思辨和探究能力。在前课自主学习的基础上，结合教师课堂讲解和学生合作交流，学生展示自己的学习成果，提出不同的见解，促进学生思维拓展，同时也体现了教师为主导、学生为主体的教学思想，有利于学生的自我发展和创造性思维的提升。基于前述观点，本节课的设计思路如下：设计课程纲要——前课自主学习——课堂知识梳理——学生合作探究学习——模型建构，展示成果——课堂总结，深化理解。

三、 教学目标

（一） 知识目标

能说出神经调节和体液调节的特点，通过图表比较神经调节和体液调节的不同，说明神经调节和体液调节间的协调关系。

（二） 能力目标

通过与实际生活联系和联想的方法理解神经调节与体液调节的关系，观察图解尝试构建神经调节与体液调节协调作用的概念图，培养识图、解图、模型建构能力。

（三） 情感态度和价值观

通过学习认识到神经调节和体液调节在人体正常生理活动中的重要性，体验神经调节与体液调节在人体生命活动协调作用的和谐美，树立远离毒品、热爱美好生活的意识，辩证看待科学进步对社会的影响。

四、 教学重难点

（一） 教学重点

神经调节和体液调节的协调。

（二） 教学难点

分析人体体温调节与水盐调节中神经调节与体液调节的关系。

五、 教学过程

（一） 前课自主学习：根据自主学习单完成相关理论知识的学习

1. 学生观看初中物理知识：热传递的三种方式

2. 学生根据自主学习单有目标地阅读教材，有针对性地完成本节课的知识点预习，尝试小组合作构建体温调节过程中神经调节与体液调节协调作用的概念图（如图1，方框中文字由学生自主合作完成），并完成相关知识点检测。

设计意图：回顾热传递的方式，为维持体温平衡中的散热途径的理解打下基础，认识到生物知识与其他学科知识间的交叉，激发学生对科学发展的探索欲望。通过自主学习单掌握基础知识，分析教材图解构建概念图，提高识图和自主学习能力。

图1 寒冷环境下体温调节图解

（二） 创设情境，导入新课

教师提出问题：血糖降低时，人体是如何调节来维持血糖平衡的？表格复习激素调节相关知识点（调节物质、传递方式和作用部位），导入新课，什么是体液调节？指导学生思考激素调节与体液调节的关系。

教师补充资料1：过敏时，细胞会释放出一种化学物质——组织胺，它会使毛细血管壁通透性增强，血浆从毛细血管中渗出，这一过程属于体液调节。

学生活动：根据激素调节特点及资料1，总结体液调节概念，并分析激素调节与体液调节的关系，画出概念图表示（如图2）。

图2 激素调节与体液调节关系

设计意图：通过表格和资料分析总结体液调节特点，加强学生信息分析能力，再通过构建概念图的方式理解激素调节与体液调节的关系，让学生体验模型建构过程，提高学生的模型建构能力。利用情境资料进行分析，通过表格进行总结比较，对相关知识进行多元表征，加强学生言语智能，使抽象知识具体化，同时引导学生树立结构与功能相统一的生物学观点。

（三） 设计学习活动，突破重难点1——体温平衡中神经调节和体液调节的协调

1. 创设问题串，理解体温恒定的调节过程

教师指导学生观察教材32页“资料分析”中体温调节图解，阅读图中文字，并结合自身处于寒冷环境下的身体反应，思考以下问题：①当人体处于寒冷环境中，体温会降低吗？②此时感受到温度变化的部位在哪里？体温调节中枢在什么部位？③人体通过什么途径产热和散热？④寒冷环境中，产热结构和散热结构发生什么变化？体温调节中枢通过什么方式调节皮肤、肌肉、内分泌腺？⑤哪种激素可在寒冷刺激下调节机体产热？⑥神经系统和内分泌系统如何共同调节和控制体温恒定的？

教师补充资料2：当环境温度为21℃时，大部分体热靠辐射、传导和对流的方式发散，当环境温度升高时，皮肤和环境间的温差变小，辐射、传导和对流的散热量减少。以上方式散热量的多少取决于皮肤和环境的温度差。皮肤温度由皮肤血流量所控制，机体可以通过皮肤血管的舒缩状态来调节体热的散失量。

学生活动：结合参考资料和前课自主学习，学生展示课前自主学习成果（如图1）：当处于寒冷环境时，皮肤感受器感受到温度变化，将兴奋传递至下丘脑，下丘脑是体温调节中枢，对相关信息进行分析和整合，一方面，兴奋经由传出神经支配骨骼肌战栗、立毛肌收缩以增加产热，支配毛细血管收缩、汗腺分泌减少来减少散热；另一方面，下丘脑分泌相关激素来促进肾上腺素、甲状腺激素等的释放，加强新陈代谢，使机体产热增加。因此，在寒冷环境中，机体通过神经调节和体液调节增加产热、减少散热，共同维持体温的相对恒定。

2. 情境创设，迁移应用新观点

在炎热环境中，人体又是如何调节体温恒定的呢？

学生活动：参照图1，画出炎热环境体温调节过程图（如图3，前课自主完成，课堂展示成果）。

图3 炎热环境下体温调节图解

3. 建构概念图，深化认识

根据所学内容，构建体温调节的概念模型（如图4，学生自主讨论完成）。

图4 “体温调节”概念图

设计意图：通过问题串引导学生分析教材图解，培养学生识图能力，根据所掌握的知识进行迁移应用，利于学生对教材知识进行整合应用，形成较为完整的知识体系，最后通过概念图将体温调节过程贯穿起来，便于对知识的进一步深化，培养学生建模能力和逻辑能力。

（四） 设计学习活动，突破重难点2——水盐平衡中神经调节和体液调节的协调

1. 创设问题串，理解水盐平衡的调节过程 教师多媒体展示人体每天水的摄入量和排出量的关系图表，说明机体能通过调节排尿量，以保持机体的水平衡，进而多媒体演示尿液的形成过程，复习抗利尿激素的作用。接着教师指导学生观察教材“水盐平衡调节图解”，回答前课自主学习中的问题：①图中有神经调节吗？（如果有找出感受器、神经中枢等）②图中有体液调节吗？（如果有，用红笔标出相应箭头）③分析水盐平衡调节的过程中，下丘脑起到何作用？

学生活动：学生展示自主学习成果，分析水盐平衡调节过程中神经调节与体液调节的协调关系。

2. 情境创设，迁移应用新观点 如果饮水过多，人体又是如何保持水盐平衡的呢？

学生活动：参照教材图解，画出饮水过多，机体维持水盐平衡的调节过程图。（前课自主完成，课堂展示成果）

（五） 资料分析，总结神经调节与体液调节的关系

多媒体展示下丘脑与各内分腺的关系图，提出问题串：①下丘脑与垂体、甲状腺有何关系？②下丘脑与胰岛有何关系？③甲状腺激素对神经系统有什么影响？通过这几个问题分析神经系统与内分泌系统的关系。

学生活动：填空总结得出神经调节与体液调节的关系。

设计意图：利用图表资料进行分析，总结神经调节与体液调节的关系，进一步培养学生信息分析、归纳总结的能力。

六、 教学反思

本节课是在前课自主学习的基础上，运用模型建构的方法对“神经调节与体液调节的关系”进行教学。提前将自主学习单发到学生手中，大部分学生能较好地完成自主学习内容，较为有效地指导其自主学习。课堂上主要是對较难理解的内容进行针对性地讲解和梳理，引导学生对教材图解进行分析，进而小组合作构建体温调节的概念图，对知识进一步深化，培养学生自主分析、讨论和建模能力，促进学生创造性思维发展，最后设计毒品交流环节，希望学生养成关注社会、关注生物科学发展的习惯，逐渐养成热爱科学，理智应用科学成果的态度。

参考文献：

[1]霍娟，绍宝洋，张从福.生物“前课自主探究学习单”的设计与反思[J].中学生物学，2018，34（3）：13-14.

[2]韩涵.“神经调节和体液调节的关系”一节的概念转变教学[J].生物学教学，2014，39（1）：5-7.

[3]刘茂勋.“神经调节与体液调节的关系”的教学设计[J].生物学通报，2009，44（8）：27-29.

[4]白新学.浅议“神经调节与体液调节的关系”一节教学内容的特色[J].中学生物教学，2016（3X）：20.

作者简介：

吴莉娟，福建省泉州市，福建省泉州第五中学。