基于支架式教学的“神经调节与体液调节的关系”教学设计

李芳芳

摘要设置支架问题，引导学生层层深入分析核心问题，采用创设情境、任务驱动、结果倒推、模型构建等方式逐步推进学生完成对新知识的意义建构，培养学生自学、自思、自解、自悟能力。

关键词 支架式教学 模型构建 体温调节 水盐平衡调节 高中生物学

中图分类号G633. 91文献标志码B

1教科书分析与设计思路

“神经调节与体液调节的关系”是人教版高中生物学教科书《必修3·稳态与环境》第二章“动物和人体生命活动的调节”第三节。本节安排两个课时，第1课时的教学设计主要完成体温调节模型与水盐平衡调节模型的构建。教师利用9个支架问题推进关键问题的解决，完成体温调节模型的构建；对水盐平衡调节模型的构建，采用结果倒推的思维，给出5个支架问题，引导学生完善已有模型；最后，引导学生对两个模型进行总结，并提出新问题，促进学生进一步完善自己建构的概念。

2教学目标

①分析体温恒定原理及体温调节图解，归纳体温调节过程，构建体温调节概念模型。

②在水盐平衡调节图解的基础上完善水盐平衡调节概念模型，描述水盐平衡调节的过程。

③通过分析高温、低温及饮水过多、过少条件下的调节，说明人体健康与稳态调节密不可分。

3教学过程

3.1创设情境、导入新课

教师展示电影《泰坦尼克号》中杰克和露丝两人在船头张开手臂及杰克浸泡在冰冷海水中的图片，提出问题：①冷冷的海风吹打在杰克和露丝身上，为什么他们的体温仍能保持相对稳定？②在冰冷的海水中，杰克的体温能一直保持稳定吗？这说明什么？

设计意图：教师联系电影内容，吸引学生兴趣，同时引导学生发现并思考生活中的生物学问题。

3.2任务驱动、构建模型——体温恒定的调节

3.2.1环节1：提出问题，搭脚手架

学生阅读教科书32页实例一并完成任务：①人体体温若要维持相对稳定，产热量和散热量之间应存在什么关系？②寒冷状态下，产热与散热结构分别有何变化？③寒冷状态下调节机体产热的激素有哪些？具体有何作用？④炎热状态下，产热与散热结构分别有何变化？基于分析以上问题，学生可形成概念：机体通过调节产热量与散热量来维持体温相对稳定。

设计意图：4个问题围绕体温调节的基础——体温调节过程中产热与散热的关系，层层深入，给学生搭建构建体温调节模型的脚手架，培养学生分析与解决问题的能力。

3.2.2环节2：进入情境，形成概念

在问题①基础上，教师追问：热量的主要来源是什么？产热的主要器官是什么？散热的方式及主要器官是什么？根据学生的回答，教师引导学生总结归纳体温恒定的原理。随即，学生分组讨论以下问题：①某人持续12 h高烧39℃，此时其产热量与散热量之间有何关系？②体温升高到39℃的过程中，以及体温恢复正常的过程中产热量与散热量之间关系如何？③寒冷和炎热环境下，产热量和散热量关系分别如何？④寒冷和炎热环境相比，产热量和散热量关系如何？教学过程中，学生对问题④讨论激烈。

设计意图：问题④是关键问题，若教师直接抛出，学生不能理解，因此教师创设了发热-退热情境，设计了解决关键问题④的3个支架问题，让学生自主解决认知误区、完善概念框架。

3.2.3环节3：独立探索，构建模型

教师要求学生完成以下学习任务：①分别描述寒冷与炎热状态下的反射弧。②甲状腺激素分泌的调节过程是什么？学生讨论、分析后，将教科书中的体温调节图解完善（图1）。接着，教师引导学生完善模型中“通过神经-体液发送信息”，构建能体现反射弧结构的概念模型。教师可提示“传出神经末梢可直接支配汗腺、皮肤血管、骨骼肌等的活动”。构建结束后，2名学生代表展示，其他学生评价。学生总结体温调节过程中的神经调节部分与体液调节部分，教师强调神经调节部分反射弧的结构。

在这个过程中，有学生能构建出如图2所示的模型，也有不少学生构建出符合要求的非“标准”模型。学生通过这些层层深入的任务，能将体温调节概念框架有效整合，形成完善的知识体系。

设计意图：学生基于支架问题，完成已有模型的完善和进一步概念模型的构建，体现了以学生为主体的学习理念。另外，展示与评价环节培养了学生的语言组织与逻辑表达能力，提升了学生的质疑与评价能力。

3.2.4环节4：合作学习，应用新知

在问题②的基础上，教师追问：①人体体温在任意情况下都能维持相对稳定吗？如果不是，有何实例？学生据生活经验可想到冻疮和中暑，从而认识到体温调节的能力是有限度的。之后，教师提出问题：青蛙和鱼的体温能够和人一样维持相对稳定吗？如果不能，将怎样变化？该问题激发学生产生认知冲突，完善了体温调节中最后一个概念：变温动物的体温调节机制。

设计意图：学生分析关于泰坦尼克号的情境，加深对新概念的理解；通过分析问题，形成新的认知“体温不能在所有条件下保持稳定，不同生物体温调节机制不同”。教师基于一系列情境分析与任务驱动，使学生达到对当前概念比较全面、正确的理解，最终完成对知识的意义建构。

3.3基于模型、结果倒推——人体水盐平衡的调节

教师展示成人每日水的摄入量与排出量表，学生归纳人体内水的来源去路。教师简单讲解尿液形成过程，随即提出核心问题：饮水不足、体内失水过多或吃的食物过咸，机体如何调节？即使教科书中有详细的水盐平衡调节图解，学生也不能直接说明整个过程，但是能说出此情况下尿量减少。因此，教师采用结果倒推的思维，提出问题：①最终决定尿量减少的是哪一过程？②何种激素调节肾小管、集合管重吸收水？这种激素的作用是什么？③抗利尿激素合成、分泌、释放的结构是什么？学生回答问题③时，教师展示抗利尿激素分泌图示，强调抗利尿激素合成、分泌、释放的位置。解决以上问题后，学生开始分析核心问题。接着，教師引导学生分析这个调节过程中的神经调节与体液调节部分。学生在分析神经调节部分时，很容易发现教科书图解中反射弧不完整，因此延伸出新任务：完善教科书中的水盐平衡模型。经过分析反射弧结构，学生均能完善概念模型（图3）。在新模型的基础上，教师抛出新问题：饮水过多的情况下，人体是怎样保持水和无机盐的平衡的？

设计意图：教师采用结果倒推的思维，让学生从结果出发，逐步逼近核心问题，从而达到解决问题的目的。之后给出新任务，引导学生发现新问题并解决，从而完成对新概念的建构。

3.4总结归纳、继续攀升

根据构建的体温调节模型和水盐平衡调节模型，学生从感受器、感觉与调节中枢、相关激素种类、激素产生与作用部位、功能几个方面进行总结。教师提出课后任务：借助两个模型，阐明神经调节和体液调节的关系。

设计意图：学生通过课堂小结，加深理解。教师给出新概念的支架问题，有助于学生自己在动物和人体生命活动调节这个大概念中继续攀升。

4教学反思

本节课包含构建体温调节模型和完善水盐平衡调节模型两个内容。体温调节模型的构建过程通过创设情境问题，以教师设计的支架问题为主线，分析情境问题为暗线，让学生在支架问题的引导下逐步推进核心问题的解决。水盐平衡调节模型的完善过程通过在已有模型的基础上采用结果倒推的思维，教师在建模过程中给予学生很少的支架问题引导，让学生自思自悟，激发学生的深度学习与思考能力。整个课堂中，学生是学习的主体，教师仅仅提供导向概念框架的支架问题，充分给予学生解决问题的自主权，提高学生的思维能力，改善其思维品质，从而使学生达到自解、自悟的效果。