聚焦重要概念的“體液調節”單元整體教學設計

程國勝 查麗

摘要以“體液調節”單元教學為例，從“概念建構”的視角分析單元內容、梳理單元知識結構，并基于單元學習的特征，采用情境創設、任務驅動和問題解決等教學策略，引導學生自主建構重要概念，指向學科核心素養的有效達成。

關鍵詞 核心素養 單元設計 體液調節 高中生物學

中圖分類號G633. 91文獻標志碼B

1單元教學內容分析及設計思路

“神經-體液-免疫”調節網絡機制是維持人體內環境穩態、應對復雜變化環境的重要保障。結合《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》要求，人教版《選擇性必修1·穩態與調節》第三章“體液調節”內容是讓學生通過單元學習，建構重要概念“內分泌系統產生的多種類型的激素，通過體液傳送而發揮調節作用，實現機體穩態”，明確體液調節在維持內環境穩態中的重要地位，指向系統觀、調節與穩態觀等生命觀念的達成。參照樂黎輝的思路方法，提煉單元學習內容建構單元知識框架如圖1所示。

“情境-問題-活動”是促進深度學習、提升學科核心素養的重要途徑。教師要注意遵循學生的認知水平和認知規律，基于重要概念，提出核心問題，并以次位概念設計學習任務，通過學習情境創設，引導學生經歷“重溫歷史”“探究機制”“建構模型”等活動，在自主建構重要概念的過程中，發展學科核心素養。單元教學設計思路如圖2所示。

2單元教學目標

①通過讀圖比較、過程探究以及史料分析等活動，能基于實證建構“內分泌系統是體液調節的基礎，它們分泌的各類激素參與生命活動的調節”“反饋調節”“分級調節”以及“神經調節與體液調節調節相互協調共同維持機體的穩態”等概念，并能運用結構與功能觀、穩態與平衡觀等生命觀念，嘗試解釋生命現象。

②通過具體實例分析，建構“血糖平衡調節”以及“甲狀腺激素分泌的分級調節”等概念模型，運用歸納與概括、模型與建模、批判性思維等科學思維方法，嘗試解釋生活中的實例，解決相應的問題。

③通過對“促胰液素的發現”“激素作用的探究史”等科學史的學習，能運用科學探究的基本思路和方法，針對生活中的生物學現象，嘗試設計探究實驗方案，并對實驗結果進行交流與討論。

④通過列舉、分析生活中內分泌系統功能異常引起的疾病等活動，能夠運用結構與功能觀、穩態與平衡觀，嘗試提出糖尿病的防治措施，正確評價激素應用的利弊，倡導健康的生活方式，探討對科學、技術與社會相互關系的認識。

3主要單元教學過程

3.1主題1：內分泌腺系統是體液調節的基礎（1課時）

主要教學過程如下：

教師創設問題情境，引導學生思考：糖尿病患者的發病原因是什么？為什么糖尿病患者要定時注射胰島素呢？接著，教師介紹糖尿病患者表現癥狀，展示正常人與糖尿病患者飯后血糖變化圖像，并表述常通過注射胰島素治療糖尿病。教師引導學生基于讀圖分析、歸納與概括，初步認識到胰島素在維持血糖濃度平衡中的重要作用。

教師提出問題，激發學生的探索欲望：胰島素為什么只能注射而不能口服呢？激素的化學本質又是什么呢？激素是怎么被發現的呢？并引導學生重溫科學探索之路“促胰液素的發現”，讓學生置身于科學發現的歷程中，體驗科學發現的過程，激發學生的創新思維和批判性思維，認同“機遇只偏愛那種有準備的頭腦”的觀點。然后，教師展示“思維訓練”內容，引導學生嘗試對實驗現象提出假說，并通過科學的思維方法及合理的驗證方案，演繹推理并預測結果、驗證假說，培養科學思維和科學探究能力。

學生自主閱讀教材“內分泌系統的組成與功能”內容，并運用歸納與概括的科學思維對相關激素的本質、作用進行歸類比較。教師出示有關激素類藥物在醫療中的應用實例以及因為動物激素的濫用而引發的社會關切問題，引導學生基于事實與證據，正確評價激素應用的利弊，培養社會責任意識；并基于科學技術的進步給人類帶來的影響探討對科學、技術與社會相互關系的認識。

3.2主題2：激素調節的方式及過程（2課時）

主要教學過程如下：

教師首先引導學生思考：正常人的血糖濃度為何可以維持相對穩定？調節過程是什么？并出示人體飯后與運動后血糖濃度變化圖，提出問題：“正常人的血糖濃度是如何維持相對穩定呢？”以此引導學生分析血糖來源和去路、建構胰島素和胰高血糖素調節的“血糖調節模型”，使學生理解“反饋調節”的概念，培養學生的建模能力，使學生認同模型建構的科學價值。

接著，教師引導學生回顧冬季走出教室時身體會不由自主的顫抖的經歷。學生通過自主學習教材內容、小組討論交流等活動，嘗試建構“甲狀腺激素分泌的分級調節”模型，并在教師點評的基礎上對建構的模型進行修正。最后，總結“下丘腦—垂體—腺體”的分級調節模型，理解“分級調節”的概念，進一步提升建模能力。

教師結合“血糖調節的過程”與“甲狀腺激素調節的過程”，引導學生運用歸納與概括，分析兩者的異同，基于激素的產生、運輸和作用運用信息觀三要素（信源、信道和信宿），建構“激素調節”模型，闡釋激素調節的特點，使學生理解激素作為信息分子在機體內信息交流中的重要作用，為進一步形成“穩態與平衡觀”奠定基礎。

然后，教師展示市場上的一種為糖尿病患者設計的具有人工智能控制胰島素輸入的胰島素泵，該泵可以隨身攜帶，用以調節患者體內的血糖濃度。引導學生討論：這種胰島素泵在設計時需要考慮哪些問題？你還可以想出哪些有效治療糖尿病的方案呢？日常生活中，我們怎樣才能積極預防糖尿病的發生呢？通過基于證據的討論，學生學以致用，關注內分泌系統和激素在醫學上的應用，倡導健康的生活方式，養成規律作息的健康生活習慣，培養社會責任意識。

3.3主題3：神經調節與體液調節的關系（1課時）

教師創設問題情境：當人們坐過山車時，為什么會心跳加速，并且情不自禁地狂呼亂叫呢？學生基于情境問題的討論，初步認識到神經調節與激素調節的共同作用，能使機體各機能協調統一，應對復雜的環境變化。教師引導學生分析：劇烈運動后為什么呼吸會加速？臨床上給患者輸O2時往往采用含有體積分數為5%CO2的混合氣體以達到刺激呼吸中樞的目的，這又是什么原因呢？學生在分析此問題的過程中，完善對體液調節的認識，并從結構基礎和作用方式方面歸納概括神經調節與體液調節的異同，提升科學思維能力。

教師提出問題：神經調節與體液調節之間有怎樣的關系？它們又是如何協調統一的？并聯系體溫平衡調節以及水鹽平衡調節的例子，引導學生從來源與去路、相關激素調節作用分析調節機制，建構“神經調節與體液調節調節相互協調、共同維持機體的穩態”概念，并應用討論教材相關問題，培養學生的信息獲取、資料分析和表達能力。

教師提出與生活實例有關的問題：①一般情況下，冬季人的尿量較多而夏季的較少，為什么會出現這種情況？②有人說不要等到渴了再喝水，你覺得有道理嗎？③還有人認為一個人一天內不喝水不吃飯，但只要沒有大、小便，就可以維持體內的水和無機鹽的平衡。你認為這種說法對嗎？為什么？④針對以上的說法，你如何對他們提出科學建議呢？教師引導學生以小組為單位進行討論交流，并選出代表參加演講，從而培養學生科學思維能力、語言表達能力和運用學科知識解決實際問題能力，體現社會責任擔當，使學生感悟到神經調節與體液調節的協調統一在維持人體內環境穩態中的重要作用，進一步凝練“穩態與平衡觀”及“系統觀”。

4單元教學反思

聚焦重要概念的單元教學設計是生物學課堂教學的轉型。本教學設計以建構重要概念為目標，以培養學生的學科核心素養為宗旨，根據次位概念，采用“創設學習情境—提出任務驅動—開展多途徑活動—解決相應問題—建構相關概念”教學線索開展教學，引導學生經歷“探索分析—領悟提升—建構模型—發展應用”等高階思維活動，深化生命觀念，發展科學思維，提升科學探究，踐行社會責任，實現了生物學學科核心素養的有效提升。

參考文獻：

[1]樂黎輝.“高等動物的神經調節”單元教學設計[J].生物學教學，2020，45（12）：23-25.

[2]趙玥.“人體的免疫調節”單元教學設計[J].生物學教學，2020，45（8）：31-33.

[3]周初霞.聚焦生物學重要概念的單元整體教學設計實踐研究[J].生物學教學，2019，44（4）：7-10.