基于模型構建的“人體的血液循環(huán)路徑”一節(jié)教學設計

陳茹吉 （常州市同濟中學 江蘇常州 213000）

模型是人們按照特定的科學研究目的，在一定的假設條件下，再現(xiàn)原型客體某種本質特征（例如，結構特性、功能、關系、過程等）的物質形式或思維形式的類似物。在模型構建活動中,往往需要進行觀察或實驗，歸納和演繹，運用已有知識進行假設、模擬、將復雜的事物進行簡化、抽象出其本質屬性，將頭腦中抽象的概念具體化、形象化并身體力行。學生在探索思考中，可體會模型構建的方法，獲得成功的喜悅，將模型方法內化為認知圖式，獲得認知水平的提升［1］。模型構建是發(fā)展學生科學思維的有效方法之一?！读x務教育生物學課程標準（2011年版）》要求學生“概述血液循環(huán)”，這是理解水平的目標。“人體的血液循環(huán)路徑”是蘇教版7年級第10 章第2 節(jié)“人體的血液循環(huán)”中的教學內容，安排在“血管和心臟”教學內容之后，是對心臟與血管的關系及血液流動規(guī)律的認識。理解人體的血液循環(huán)路徑是學生理解人體內的氣體交換、廢物排出等知識的基礎。本節(jié)內容是本章的重點，也是貫穿整本教材的關鍵知識。

本文以“人體的血液循環(huán)路徑”內容為例，論述如何基于模型構建進行教學設計，讓學生更好地理解科學知識、發(fā)展科學思維。

1 學情分析

在學習本節(jié)內容之前，學生已有一定的模型基礎。在學習“血管”知識時，學生以3 種血管的比較為基礎，嘗試構建了一般情況下“血管與心臟的關系圖”（圖1）。

圖1 血管與心臟的關系圖

在學習“心臟”的過程中，學生通過觀察心臟的物理模型、心臟結構模式圖，結合瓣膜的作用，嘗試概括了“心臟各腔與血管的關系圖”（圖2）。

圖2 心臟各腔與血管的關系圖

本節(jié)課引導學生在理解血液循環(huán)路徑知識的基礎上，對知識進行抽象、簡化，嘗試構建人體的血液循環(huán)路徑模型，從中體驗模型構建的過程和方法，增強模型構建的意識。

2 教學目標

1）知識目標：描述血液循環(huán)系統(tǒng)的組成，概述體循環(huán)和肺循環(huán)的路徑。

2）能力目標：嘗試構建人體的血液循環(huán)路徑模型，發(fā)展觀察、表達交流、歸納總結等能力。

3）情感態(tài)度與價值觀目標：認同人體內血液是循環(huán)流動的。關注血液循環(huán)知識在生活中的應用。

3 教學重、難點

1）重點：概述人體血液循環(huán)的路徑。

2）難點：嘗試構建人體的血液循環(huán)路徑模型。

4 教學流程

4.1 情境導入 某學生小腿受傷發(fā)炎，醫(yī)生卻在他的左臀部注射消炎藥。消炎藥能否到達受傷部位？以此聯(lián)系生活實際激發(fā)學生的學習興趣。

4.2 初識血液循環(huán)路徑

4.2.1 憶一憶 展示圖3，讓學生將各血管拖入相應的方框內，并畫箭頭表示血液在各血管和心臟間的流動方向。

圖3 “憶一憶”活動圖1

4.2.2 找一找 依據(jù)血管與心臟的關系，讓學生在圖4中找一找經(jīng)過腎部的循環(huán)和經(jīng)過肺部的循環(huán)，思考它們之間的聯(lián)系，并在圖中畫箭頭表示血液在各血管和心臟間的流動方向。

應用“血管與心臟關系圖”（圖1）和“人體的血液循環(huán)模式圖1”（圖4） 啟發(fā)學生對肺循環(huán)和體循環(huán)路徑的認知，初步體會血液循環(huán)是由2 個小循環(huán)構成的整體循環(huán)，并認識到循環(huán)系統(tǒng)是由血管、心臟、血液共同組成的，血液在人體內循環(huán)流動。

圖4 人體的血液循環(huán)模式圖1

4.3 再識血液循環(huán)路徑 經(jīng)過肺的循環(huán)路徑和經(jīng)過腎的循環(huán)路徑通過心臟連接在一起。

4.3.1 憶一憶 學生回顧心臟各腔與血管的關系，在圖5方框內填寫心臟各腔及與之相連血管的名稱。

圖5 “憶一憶”活動圖2

4.3.2 寫一寫 觀察圖6，如果你是一個紅細胞，寫一寫從左心室出發(fā)，將如何經(jīng)過肺和經(jīng)過腎在體內循環(huán)流動？寫出所經(jīng)過的具體心臟腔室和血管名稱（此處，在學生展示路線時，需要教師啟發(fā)學生觀察：主動脈除了分支形成腎動脈，還分支形成各級動脈，經(jīng)過毛細血管后由各級靜脈匯集入上、下腔靜脈。將經(jīng)過腎的循環(huán)路徑拓展成體循環(huán)的路徑）。

圖6 人體的血液循環(huán)模式圖2

4.3.3 看一看 學生觀看血液循環(huán)的視頻。

4.3.4 說一說 回應導入情境，學生對照圖7動態(tài)立體模型，說出消炎藥如何到達受傷部位。

圖7 心搏與血液循環(huán)模型

通過“人體的血液循環(huán)模式圖2”和“心搏與血液循環(huán)模型”，獲取對肺循環(huán)和體循環(huán)具體路徑的認知，并深化對血液循環(huán)的認識：血液在體內的循環(huán)，從一個點出發(fā)還要回到這個點，既經(jīng)過了肺循環(huán)又經(jīng)過了體循環(huán)。理解血液的循環(huán)將從肺部獲得的氧氣和從消化系統(tǒng)獲得的營養(yǎng)物質運輸至全身各處的細胞、組織、器官，以供生命活動的需要，同時也會運輸各細胞產(chǎn)生的二氧化碳和代謝廢物。

4.4 構建人體的血液循環(huán)路徑模型

拼一拼：學生利用教師提供的卡片拼貼，并以箭頭表示血流規(guī)律，形成完整的血液循環(huán)。

該過程旨在幫助學生對所學知識進行抽象、簡化,構建能反映血液循環(huán)路徑的模型（圖8）。需要注意的是，構建模型的過程需要以學生活動為基礎，也需要教師幫助學生梳理構建模型的一般規(guī)律，以提升學生的思維品質。

圖8 學生作品

5 教學反思

進行模型構建對于7年級的學生要求比較高，故在施教過程中，既要遵循學生的認知規(guī)律、關注學生已有的能力水平，又要使學生在此基礎上得到發(fā)展，應需要關注以下幾點：

1）遵循學生認知規(guī)律，關注模型資源開發(fā)。學習興趣是7年級學生求知的一種內在力量。而思維的訓練通常會讓學生感覺課堂枯燥，缺乏學習興趣?？赏ㄟ^以下2 個方面緩解課堂枯燥，激發(fā)學生學習興趣。首先，提供豐富的資源，例如，圖片、視頻、動態(tài)模型等多樣資源，應用好這些資源，能使血液循環(huán)路徑形象化、具體化，有利于學生通過感官直接感受。其次，活動形式多樣化，例如，采用移、寫、畫、說、貼等多種多樣的活動形式，可避免單一活動形式造成學習疲勞。

在本節(jié)課中使用了多個模型資源，包括人體的血液循環(huán)模式圖1、人體的血液循環(huán)模式圖2、心搏與血液循環(huán)模型等，這些資源的出現(xiàn)需要按照由簡單到復雜、由易到難的順序，以支持學生由抽象到具體逐層深入的學習過程。

2）選擇分層模型構建，發(fā)展學生思維能力。分析學生已有能力水平、關注學生能力差異，能更好地發(fā)展學生的思維能力，最好的方法就是分層教學。在本節(jié)課中，針對模型構建的活動提示，設計了由難到易的3 個能力層次：第1 層次提供白紙，由學生依據(jù)已有認知自由拼貼；第2 層次提供心臟各腔關系的部分提示（圖9）；第3 層次在第2 層次基礎上提供一條循環(huán)路徑的部分提示（圖10），由學生根據(jù)自己的能力狀況由難到易進行選擇。

圖9 第2 層次

圖10 第3 層次

3）重視模型展示評價，提升學生思維品質。在本節(jié)課中，學生構建血液循環(huán)路徑模型，要經(jīng)過對知識的抽象、簡化等過程，用自己的思維方式再現(xiàn)血液循環(huán)路徑。

在“拼一拼”活動中，有相當部分的學生會對照學習過程中出現(xiàn)過的某一幅模式圖進行拼貼，而忽略從血管與心臟的相互關系及血液流動規(guī)律的角度考慮如何才能有序、完整地展示血液循環(huán)的路徑。此時，需要教師在學生展示的過程中幫助其概括和梳理，引導學生有序、完整地展示血液循環(huán)路徑，提升學生的思維品質。