基于核心素養的“激素調節的過程（第二課時）的教學設計

樊熒熒

（江蘇省沙溪高級中學 江蘇蘇州 215421）

1 教材分析

“激素調節的過程”是人教版生物學《選擇性必修1·穩態與調節》第三章第二節的內容。本節內容對應課標內容要求中的次位概念“舉例說明激素通過分級調節、反饋調節等機制維持機體的穩態，如甲狀腺激素分泌的調節和血糖平衡的調節等”。由于本節內容繁多，因此需要分為2個課時進行。其中第一課時主要以人體血糖平衡調節為例，介紹激素通過反饋調節維持機體穩態的機制。而第二課時重點介紹甲狀腺激素分泌的分級調節，說明激素分級調節的機制和意義，分析激素調節的一般過程和特點，同時運用STS欄目評價應用激素類藥物的利與弊。

2 學情分析

學生在前面課時的學習中已經掌握了激素的相關基礎知識，掌握了研究激素的方法“摘除法“和”移植法”，為本節課通過實驗探究尋找證據構建甲狀腺激素分泌的調節過程打下了堅實的基礎。同時，學生對于生活中的一些現象和疾病有所了解和關注，教師可引導學生透過現象對本質進行剖析。但在該過程中涉及的科學探究和建模思維能力，學生可能有所欠缺。

3 教學目標

（1）通過激素調節的實例分析，認同激素作為信息分子調節生命活動，維持內環境穩態。

（2）通過實驗探究、模型建構等方式構建甲狀腺激素分泌的分級調節和反饋調節，發展分析與概括、模型與建模等科學思維；基于事實和證據概述激素調節的特點，培養分析和綜合能力。

（3）通過設計實驗以及分析實驗結果探究下丘腦、垂體和甲狀腺在甲狀腺激素分泌過程中的關系，強化實證意識和科學探究的一般方法。

（4）通過相關疾病和生活現象的分析探討引導學生養成良好生活習慣和健康生活。

4 教學思路

本節內容聚焦，“甲狀腺激素分泌的分級調節”和“激素調節的特點”兩大核心問題，在具體教學時都采用“情境-問題-知識-情境”的教學范式，圍繞“甲減”這一大情境展開學生活動，旨在活動中落實核心素養。具體教學路徑如圖1、圖2所示。

圖1 甲狀腺激素分泌的分級調節教學路徑

圖2 激素調節的特點教學路徑

5 教學過程

5.1 創設情境，激趣起疑

教師在導入環節設置師生互動活動，以教師自身“發現病癥、懷疑患病、就醫檢查、驗血確診”的親身經歷，引導學生對“甲減”這一疾病的關注。教師呈現自己的甲狀腺功能三項報告單，并從情境中剝離出問題：“甲減”顧名思義，甲狀腺激素含量低，但為什么下丘腦分泌的促甲狀腺激素釋放激素和垂體分泌的促甲狀腺激素卻偏高呢？甲狀腺激素的分泌和下丘腦、垂體之間到底有何關系呢？

設計意圖：在導入環節，教師以自己親身經歷作為情境引入課題，即貼合學生生活，又容易引起共鳴，同時在故事情境中強化學生的問題意識和證據意識，自然引出本節的核心問題之一“甲狀腺激素的分泌和下丘腦、垂體之間到底有何關系？”。

5.2 設計實驗，構建模型

在通過探究下丘腦、垂體和甲狀腺三者之間的關系從而構建出甲狀腺激素分泌的分級調節過程中，教師設置了實驗設計和模型建構兩個學生活動，引導學生首先通過實驗來獲取證據，繼而根據證據分析得出實驗結論，最后基于實驗結論構建（完善、修正）甲狀腺激素分泌的概念模型，辨析分級調節和反饋調節及各自意義。具體教學分為兩階段進行。①設置探究垂體和甲狀腺關系的實驗，引導學生分析實驗自變量、因變量、無關變量，在該過程中滲透研究激素的方法——摘除法和移植法，強調加法原理、減法原理和科學探究的原則。實驗方案見表1。通過分析實驗結果，學生得出結論：垂體中的某些物質（TSH）可以維持甲狀腺的形態，促進甲狀腺分泌甲狀腺激素。之后，教師設置學生活動，要求學生依據實驗一的結論初步構建甲狀腺激素分泌過程中垂體和甲狀腺的關系（圖3）。

表1 探究垂體和甲狀腺的關系

圖3 甲狀腺激素分泌過程中垂體和甲狀腺的關系

②教師設置探究下丘腦與垂體、甲狀腺關系的實驗，實驗方案見表2。通過分析實驗結果，教師引導學生得出實驗結論：下丘腦分泌的TRH可以促進垂體分泌TSH，甲狀腺激素可以抑制垂體分泌TSH。之后，教師設置學生活動，要求學生依據該實驗結論，在剛才構建的模型的基礎上進一步構建下丘腦與垂體、甲狀腺的關系。這時學生呈現出兩種模型（圖4）。在判斷究竟是哪種模型正確時，教師再次強化學生的證據意識，引導學生結合引入環節中“甲減”患者的“甲功三項”報告單中“甲狀腺激素分泌減少，TRH和TSH分泌增多”這一事實，結合甲亢患者的”甲功三項“報告單中“甲狀腺激素分泌增多，TRH和TSH分泌減少”這一事實，引導學生通過證據認同“當甲狀腺激素分泌過多時會抑制下丘腦和垂體的分泌功能”，即B模型正確。至此，學生完善、修正、構建出甲狀腺激素分泌的概念模型（圖5）。接著，教師引導學生辨析分級調節和反饋調節，并且總結分級調節的概念、類型和意義以及反饋調節的意義。

表2 探究下丘腦與垂體和甲狀腺的影響

圖4 學生構建的2個模型

圖5 甲狀腺激素分泌的模型

設計意圖：本節重點之一就是構建出甲狀腺激素分泌的分級調節，而這一過程是培養學生科學探究、實證意識以及建模思維的重要載體。筆者通過引導學生設計實驗來探究下丘腦、垂體和甲狀腺之間的關系，并強化實驗設計的原則和變量的設置，培養學生的科學探究能力。在本環節，教師采用模型建構的方法，促進學生構建三者的關系，通過第一個實驗引導學生初步構建垂體和甲狀腺的關系，通過第二個實驗引導學生完善下丘腦和上述兩者的關系。此過程中學生呈現的兩種結果能引發其認知矛盾，教師據此輔以證據，引導學生認同甲狀腺激素分泌的分級調節和反饋調節，幫助學生修正和完善概念模型，使學生再次強化證據意識和建模思維。

5.3 知識遷移，問題解決

依據“情境-問題-知識-情境”的教學范式，在習得知識后需將知識運用于新的情境解決新的問題才算實現知識真正地內化。因此在構建出甲狀腺激素分泌的概念模型后，筆者設置了一個劣構的開放性問題：結合甲狀腺激素的分級調節和反饋調節，分析“甲減”可能的病因以及如何治療“甲減”。學生小組討論后發表不同見解：挑食導致食物中碘含量偏少，甲狀腺激素合成不足——改善飲食習慣；甲狀腺病變，甲狀腺細胞不能合成足量的甲狀腺激素——通過藥物補充甲狀腺激素。通過這一開放性問題的討論，教師自然過渡到本節的第二個核心問題“激素調節的特點”。

設計意圖：圍繞“甲減”這一大情境，拆解出“甲減”可能的病因以及“甲減”的治療手段這一真實具體而開放的小情境，旨在提升學生將所學知識應用到新情境中從而解決實際問題的能力，引導學生養成健康生活習慣，關注健康相關的實際問題。

5.4 圍繞情境，設疑引思

由上一環節學生提出的口服藥物補充甲狀腺激素，教師提及：“甲減”患者每天早上起床后空腹吃一片“優甲樂”（成分為左甲狀腺素鈉），要定期驗血以檢查激素水平。據此，教師引導學生思考：臨床上為什么能抽取血樣以檢測激素水平？從而引出激素調節特點之一：通過體液運輸。接著，教師追問：激素能通過體液定向運輸嗎？如果不能定向運輸，難道對全身所有細胞都起作用嗎？引導學生思考得出激素調節特點之一：作用于靶器官和靶細胞。之后，教師要求學生以剛才學習的甲狀腺激素分泌為例，分析TRH、TSH和甲狀腺激素的靶器官或者靶細胞，并分析激素只能作用于靶器官和靶細胞的原因。教師引導學生思考：TSH在垂體和甲狀腺之間充當了什么角色？這種作用能持續嗎？學生從而得出激素調節特點之一：作為信使傳遞信息，且激素一經靶細胞接受并起作用后就失活了。為了維持激素含量的動態平衡，體內需要源源不斷地產生激素。教師追問：那么，人體內激素的含量多嗎？學生思考得出激素調節“微量和高效”的特點，同時舉證“科學家從3噸新鮮的甲狀腺中才能提取出0.23 g的甲狀腺激素”，進一步證明“微量和高效”。

設計意圖：圍繞“甲減”患者的治療和定期抽血這一情境，教師設置了環環相扣的問題串，在問題串的驅動下，使學生的思維朝著沉浸性和層進性方向不斷發展，逐步總結出激素調節的四大特點，發展了學生的實證意識和邏輯思維。

5.5 關注STS，指導生活

課堂最后，教師小結：“事實上，在機體內，往往多種激素共同參與調節同一生理功能，各種激素彼此關聯，相互影響，共同維持內環境的穩態。”同時，教師圍繞“甲減”這一情境，進一步說明“老師每天早上服用的這個優甲樂不能過量，否則可能導致甲亢，甚至引起代謝綜合征，影響其他激素的分泌”。由此，引出本節課的評價任務：小組合作，結合課本“科學·技術·社會”欄目，查閱相關資料，評價應用激素類藥物的利與弊，每組上交一份報告，下節課分享交流。

設計意圖：通過評價應用激素類藥物的利與弊，教師引導學生關注生活、關注社會，理解科學技術既能造福人類，也能帶來負面影響，使學生深度體會科學與技術和社會的深層聯系，進一步落實社會責任的培育。

6 教學反思

本節課采用情境教學法，將“甲減”這一大情境貫穿始終。通過“情境-問題-知識-情境”教學范式的構建，通過設計實驗、構建模型、分析概括等活動培養學生實證意識、科學探究、建模思維等核心素養。教師引導學生分析激素調節的特點，滲透生命信息觀和穩態觀；通過STS欄目的評價任務落實社會責任的培育。