基于模型构建的“人体的血液循环路径”一节教学设计

陈茹吉 （常州市同济中学 江苏常州 213000）

模型是人们按照特定的科学研究目的，在一定的假设条件下，再现原型客体某种本质特征（例如，结构特性、功能、关系、过程等）的物质形式或思维形式的类似物。在模型构建活动中,往往需要进行观察或实验，归纳和演绎，运用已有知识进行假设、模拟、将复杂的事物进行简化、抽象出其本质属性，将头脑中抽象的概念具体化、形象化并身体力行。学生在探索思考中，可体会模型构建的方法，获得成功的喜悦，将模型方法内化为认知图式，获得认知水平的提升［1］。模型构建是发展学生科学思维的有效方法之一。《义务教育生物学课程标准（2011年版）》要求学生“概述血液循环”，这是理解水平的目标。“人体的血液循环路径”是苏教版7年级第10 章第2 节“人体的血液循环”中的教学内容，安排在“血管和心脏”教学内容之后，是对心脏与血管的关系及血液流动规律的认识。理解人体的血液循环路径是学生理解人体内的气体交换、废物排出等知识的基础。本节内容是本章的重点，也是贯穿整本教材的关键知识。

本文以“人体的血液循环路径”内容为例，论述如何基于模型构建进行教学设计，让学生更好地理解科学知识、发展科学思维。

1 学情分析

在学习本节内容之前，学生已有一定的模型基础。在学习“血管”知识时，学生以3 种血管的比较为基础，尝试构建了一般情况下“血管与心脏的关系图”（图1）。

图1 血管与心脏的关系图

在学习“心脏”的过程中，学生通过观察心脏的物理模型、心脏结构模式图，结合瓣膜的作用，尝试概括了“心脏各腔与血管的关系图”（图2）。

图2 心脏各腔与血管的关系图

本节课引导学生在理解血液循环路径知识的基础上，对知识进行抽象、简化，尝试构建人体的血液循环路径模型，从中体验模型构建的过程和方法，增强模型构建的意识。

2 教学目标

1）知识目标：描述血液循环系统的组成，概述体循环和肺循环的路径。

2）能力目标：尝试构建人体的血液循环路径模型，发展观察、表达交流、归纳总结等能力。

3）情感态度与价值观目标：认同人体内血液是循环流动的。关注血液循环知识在生活中的应用。

3 教学重、难点

1）重点：概述人体血液循环的路径。

2）难点：尝试构建人体的血液循环路径模型。

4 教学流程

4.1 情境导入 某学生小腿受伤发炎，医生却在他的左臀部注射消炎药。消炎药能否到达受伤部位？以此联系生活实际激发学生的学习兴趣。

4.2 初识血液循环路径

4.2.1 忆一忆 展示图3，让学生将各血管拖入相应的方框内，并画箭头表示血液在各血管和心脏间的流动方向。

图3 “忆一忆”活动图1

4.2.2 找一找 依据血管与心脏的关系，让学生在图4中找一找经过肾部的循环和经过肺部的循环，思考它们之间的联系，并在图中画箭头表示血液在各血管和心脏间的流动方向。

应用“血管与心脏关系图”（图1）和“人体的血液循环模式图1”（图4） 启发学生对肺循环和体循环路径的认知，初步体会血液循环是由2 个小循环构成的整体循环，并认识到循环系统是由血管、心脏、血液共同组成的，血液在人体内循环流动。

图4 人体的血液循环模式图1

4.3 再识血液循环路径 经过肺的循环路径和经过肾的循环路径通过心脏连接在一起。

4.3.1 忆一忆 学生回顾心脏各腔与血管的关系，在图5方框内填写心脏各腔及与之相连血管的名称。

图5 “忆一忆”活动图2

4.3.2 写一写 观察图6，如果你是一个红细胞，写一写从左心室出发，将如何经过肺和经过肾在体内循环流动？写出所经过的具体心脏腔室和血管名称（此处，在学生展示路线时，需要教师启发学生观察：主动脉除了分支形成肾动脉，还分支形成各级动脉，经过毛细血管后由各级静脉汇集入上、下腔静脉。将经过肾的循环路径拓展成体循环的路径）。

图6 人体的血液循环模式图2

4.3.3 看一看 学生观看血液循环的视频。

4.3.4 说一说 回应导入情境，学生对照图7动态立体模型，说出消炎药如何到达受伤部位。

图7 心搏与血液循环模型

通过“人体的血液循环模式图2”和“心搏与血液循环模型”，获取对肺循环和体循环具体路径的认知，并深化对血液循环的认识：血液在体内的循环，从一个点出发还要回到这个点，既经过了肺循环又经过了体循环。理解血液的循环将从肺部获得的氧气和从消化系统获得的营养物质运输至全身各处的细胞、组织、器官，以供生命活动的需要，同时也会运输各细胞产生的二氧化碳和代谢废物。

4.4 构建人体的血液循环路径模型

拼一拼：学生利用教师提供的卡片拼贴，并以箭头表示血流规律，形成完整的血液循环。

该过程旨在帮助学生对所学知识进行抽象、简化,构建能反映血液循环路径的模型（图8）。需要注意的是，构建模型的过程需要以学生活动为基础，也需要教师帮助学生梳理构建模型的一般规律，以提升学生的思维品质。

图8 学生作品

5 教学反思

进行模型构建对于7年级的学生要求比较高，故在施教过程中，既要遵循学生的认知规律、关注学生已有的能力水平，又要使学生在此基础上得到发展，应需要关注以下几点：

1）遵循学生认知规律，关注模型资源开发。学习兴趣是7年级学生求知的一种内在力量。而思维的训练通常会让学生感觉课堂枯燥，缺乏学习兴趣。可通过以下2 个方面缓解课堂枯燥，激发学生学习兴趣。首先，提供丰富的资源，例如，图片、视频、动态模型等多样资源，应用好这些资源，能使血液循环路径形象化、具体化，有利于学生通过感官直接感受。其次，活动形式多样化，例如，采用移、写、画、说、贴等多种多样的活动形式，可避免单一活动形式造成学习疲劳。

在本节课中使用了多个模型资源，包括人体的血液循环模式图1、人体的血液循环模式图2、心搏与血液循环模型等，这些资源的出现需要按照由简单到复杂、由易到难的顺序，以支持学生由抽象到具体逐层深入的学习过程。

2）选择分层模型构建，发展学生思维能力。分析学生已有能力水平、关注学生能力差异，能更好地发展学生的思维能力，最好的方法就是分层教学。在本节课中，针对模型构建的活动提示，设计了由难到易的3 个能力层次：第1 层次提供白纸，由学生依据已有认知自由拼贴；第2 层次提供心脏各腔关系的部分提示（图9）；第3 层次在第2 层次基础上提供一条循环路径的部分提示（图10），由学生根据自己的能力状况由难到易进行选择。

图9 第2 层次

图10 第3 层次

3）重视模型展示评价，提升学生思维品质。在本节课中，学生构建血液循环路径模型，要经过对知识的抽象、简化等过程，用自己的思维方式再现血液循环路径。

在“拼一拼”活动中，有相当部分的学生会对照学习过程中出现过的某一幅模式图进行拼贴，而忽略从血管与心脏的相互关系及血液流动规律的角度考虑如何才能有序、完整地展示血液循环的路径。此时，需要教师在学生展示的过程中帮助其概括和梳理，引导学生有序、完整地展示血液循环路径，提升学生的思维品质。