基于5E教學模式進行“尿液的形成和排尿的意義”的教學設計

王 春

(江蘇科技大學附屬中學 鎮江 212016)

1 教材分析及設計思路

蘇科版《生物學》八年級上冊第15章是“人體內平衡的穩定”，其中第2節“人體內廢物的排出”是在學習了“人體內物質的運輸”的基礎上，讓學生進一步了解血液中代謝廢物的排出。主要內容包括觀察泌尿系統的組成、分析尿液的形成、尿液的排出及排尿意義，教學安排2課時。在教材處理上，筆者將“尿液的形成和排尿意義”作為第2課時，教學內容為分析尿液形成的兩大過程和認同排尿在人體內平衡的維持中所起的重要作用。教學重點是分析尿液的形成；教學難點是腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收作用。

為幫助學生有效建構“尿液的形成和排尿的意義”，自覺應用科學知識解決問題，筆者應用美國生物學課程研究開發出的5E教學模式進行教學設計。

2 教學目標

2.1 知識目標 描述尿液形成的兩大過程；理解排尿的意義。

2.2 能力目標 通過模擬實驗、畫圖分析、圖文觀察等，培養觀察、分析問題、解決問題、歸納綜合、合作交流等方面的能力。

2.3 情感態度與價值觀目標 通過了解腎臟的功能及常見病例等，認同“生物的結構與功能相適應”的觀點；體驗樂于學科學、用科學的情感；確立健康觀念。

3 教學過程

3.1 吸引(engagement) 創設一個良好的情境，以吸引學生的注意力，引發思考，暴露出已有概念中的認知不足，這是學習新知的重要基礎。

環節1：設置情境，吸引注意。利用多媒體展示一組尿液色卡圖，學生注意力被吸引的同時產生疑問“這是什么？”隨后，告訴學生尿液的不同顏色往往隱藏著關于身體的秘密，想解開秘密，就要弄清楚“尿液是如何形成的？排尿對人有什么意義？”切入教學目標，告知學生本節課的學習內容。

環節2：激活舊知，做好鋪墊。引導學生復習泌尿系統組成及腎單位的結構。復習的方式采取“我說你畫”的小組活動形式，一個學生說腎單位的結構包括哪些？一個同學在紙上畫出簡圖。再選小組代表進行全班展示(圖1)。點評時強調腎單位兩次形成了毛細血管網。

圖1 腎單位手繪簡圖

圖2 自制過濾裝置圖

3.2 探究(exploration) 教師要敢于挑戰學生的智慧，放手讓學生探究。學生在探究中觀察現象、發現問題、解決問題、初步建構新知。

環節3：動手實驗，感性認知。為突破教學難點“腎小球的濾過”，發動學生用絲襪或紗布等模擬腎小球，并包裹礦泉水瓶的上半截模擬腎小體，礦泉水瓶的下半截模擬腎小管；準備水、沙粒，分別代表能過濾和不能過濾的物質，進行模擬濾過實驗(圖2)。因為生活中有學生知道糖尿病人要用尿糖試紙，所以要求學生在過濾前后分別用試紙檢測液體并與標準色板比對，測得前后液體中是否含有葡萄糖，為后面學生理解葡萄糖可以濾過，但又被重吸收增加感性認識。

環節4：自主閱讀，畫出理解。經過模擬實驗的感性認知，接著提出問題：在人體內，當血液流經腎小球時會發生類似的濾過作用嗎？濾過后的液體就是尿液嗎？血液經過腎單位后成分會有哪些變化？學生閱讀教材后，在先前“我說你畫”的腎單位簡圖上，用箭頭表示尿液形成的兩大過程；用“★■○⊙＊×”圖標分別代表血液中的血細胞、大分子蛋白質、葡萄糖、水、無機鹽、尿酸尿素，請選擇圖標畫在箭頭下方，表示隨著箭頭方向流動的物質。例如，把能濾過的“○⊙＊×”畫在從腎小球指向腎小囊的箭頭下，把能重吸收的“○⊙＊”畫在從腎小管指向管外毛細血管的箭頭下(圖3)。這樣有利于物化學生的探究思維過程和思維結果，將能力目標的達成滲透在知識探究中。

3.3 解釋(explanation) 先讓學生自己解釋探究結果，然后教師再給出相關的科學解釋，幫助學生精準構建新知，這是使新概念、過程或方法明確化和可理解化的過程。

圖3 分析尿液的形成過程示意圖

圖4 尿液的形成歸納

環節5：觀察動畫，初步解釋。學生“畫出的理解”到底對不對，教師沒有直接進行評價，而是呈現“腎單位形成尿液”的動畫，學生觀察后甄別自己或小組的思維結果是否正確。之后教師再予以點評，讓學生能夠科學描述尿液形成的兩大過程及其中血液成分的變化，達成知識目標。

環節6：圖表歸納，明確解釋。通過課件呈現新知歸納的框架，幫助學生梳理知識結構(圖4)。學生填寫橫線上的兩大作用以及“﹦”號后的方框內容，用公示的形式分清血液、原尿、尿液的邏輯關系。學生完成后，教師指出其中葡萄糖是先被濾過再被重吸收，之前實驗體驗中已經驗證。

3.4 遷移(elaboration) 教師鼓勵學生應用新知解決生活實際問題，從而內化到學生自身的認知結構中，這個過程實質是新知不斷精致化的過程，也是生物學素養養成的一種途徑。

環節7：聯系生活，遷移應用。呈現 “尿常規化驗單”，只選擇尿蛋白、尿紅細胞、尿糖3個檢查項目，讓學生來判斷這3個檢查項目為陽性時，可能與腎單位的哪個結構有關？接著，出示“健康人血漿、原尿、尿液成分數據比較”表格，問：從尿液的成分上看，排尿有什么意義？再通過尿毒癥、血透儀進一步說明排尿起到排除體內廢物的作用。最后，聯系生活的3個情形(天氣熱，出汗多，又沒喝多少水，你只會排出少量尿液；天氣冷，喝了較多水，你將產生較多的尿液；吃的食物過咸，又沒能及時喝水，尿量會減少)，初步說明排尿還能維持水和無機鹽的平衡。隨后教師出示“尿液色卡圖”問：既然談到喝水，你能判斷一下圖中無色透明、干草色、透明的淡黃色、深黃色4種尿色，哪種代表喝水太多？哪種屬于正常？哪種需要盡快喝水了？與課堂導入相呼應。再出示一組尿液呈橘黃色、藍綠色、紅色、糖漿色等，說明當尿色異常時，要盡早就醫，幫助學生意識到尿色與健康的關系。

3.5 評價(evaluation) 教師要觀察學生對當堂所學新知掌握得怎樣，能力提高到何種程度，獲得矯正性信息，才能調整教與學。

環節8：隨堂小測驗，及時評價。題目如下：

(1)若尿液中發現蛋白質和血細胞，則腎臟發生病變的部位最可能是( )

A．收集管 B．腎小球 C．腎小管 D．腎小囊

(2)如圖是尿液形成的示意圖，請你認真觀察后，回答下列問題：①寫出圖中G、C結構處形成尿的兩個重要作用：G處________，C處________。②當血液流經G處時，血液中的________和________不能被濾過。③當原尿流經C處時，原尿中________可被C處毛細血管全部吸收，________可被大部分吸收，________可被部分吸收。 ④人體排尿，不僅能夠起到排出________的作用，而且對調節體內________的平衡也有重要作用。

4 教學反思

本節課教學中，在“吸引”階段，利用尿液色卡圖創設了良好的情境，引發認知沖突，吸引學生學習新知。在“探究”階段，鼓勵學生“動手做”：教師增加了“模擬濾過”和“用尿糖試紙檢測葡萄糖存在”的實驗體驗；還鼓勵學生“動手畫”：畫出學生對尿液形成過程的理解，為下一階段提供了豐富的事實材料支持。在“解釋”階段，學生展示交流、發表意見，教師提供科學支撐，并引導學生總結歸納新知。在“遷移”階段，學生在新問題情境下，精致理解新知，提高生物學素養。在“評價”階段，通過隨堂小測驗，及時反饋學習效果。

可見，5E教學模式可以為探究教學提供操作層面的有力支持，課堂上學生積極參與，主動探究、互動構建，學生獲得的新知是由內而外生長出的，自主、合作、探究學習更為真實，教學目標的達成更為有效。