聚焦重要概念的“体液调节”单元整体教学设计

程国胜 查丽

摘要以“体液调节”单元教学为例，从“概念建构”的视角分析单元内容、梳理单元知识结构，并基于单元学习的特征，采用情境创设、任务驱动和问题解决等教学策略，引导学生自主建构重要概念，指向学科核心素养的有效达成。

关键词 核心素养 单元设计 体液调节 高中生物学

中图分类号G633. 91文献标志码B

1单元教学内容分析及设计思路

“神经-体液-免疫”调节网络机制是维持人体内环境稳态、应对复杂变化环境的重要保障。结合《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》要求，人教版《选择性必修1·稳态与调节》第三章“体液调节”内容是让学生通过单元学习，建构重要概念“内分泌系统产生的多种类型的激素，通过体液传送而发挥调节作用，实现机体稳态”，明确体液调节在维持内环境稳态中的重要地位，指向系统观、调节与稳态观等生命观念的达成。参照乐黎辉的思路方法，提炼单元学习内容建构单元知识框架如图1所示。

“情境-问题-活动”是促进深度学习、提升学科核心素养的重要途径。教师要注意遵循学生的认知水平和认知规律，基于重要概念，提出核心问题，并以次位概念设计学习任务，通过学习情境创设，引导学生经历“重温历史”“探究机制”“建构模型”等活动，在自主建构重要概念的过程中，发展学科核心素养。单元教学设计思路如图2所示。

2单元教学目标

①通过读图比较、过程探究以及史料分析等活动，能基于实证建构“内分泌系统是体液调节的基础，它们分泌的各类激素参与生命活动的调节”“反馈调节”“分級调节”以及“神经调节与体液调节调节相互协调共同维持机体的稳态”等概念，并能运用结构与功能观、稳态与平衡观等生命观念，尝试解释生命现象。

②通过具体实例分析，建构“血糖平衡调节”以及“甲状腺激素分泌的分级调节”等概念模型，运用归纳与概括、模型与建模、批判性思维等科学思维方法，尝试解释生活中的实例，解决相应的问题。

③通过对“促胰液素的发现”“激素作用的探究史”等科学史的学习，能运用科学探究的基本思路和方法，针对生活中的生物学现象，尝试设计探究实验方案，并对实验结果进行交流与讨论。

④通过列举、分析生活中内分泌系统功能异常引起的疾病等活动，能够运用结构与功能观、稳态与平衡观，尝试提出糖尿病的防治措施，正确评价激素应用的利弊，倡导健康的生活方式，探讨对科学、技术与社会相互关系的认识。

3主要单元教学过程

3.1主题1：内分泌腺系统是体液调节的基础（1课时）

主要教学过程如下：

教师创设问题情境，引导学生思考：糖尿病患者的发病原因是什么？为什么糖尿病患者要定时注射胰岛素呢？接着，教师介绍糖尿病患者表现症状，展示正常人与糖尿病患者饭后血糖变化图像，并表述常通过注射胰岛素治疗糖尿病。教师引导学生基于读图分析、归纳与概括，初步认识到胰岛素在维持血糖浓度平衡中的重要作用。

教师提出问题，激发学生的探索欲望：胰岛素为什么只能注射而不能口服呢？激素的化学本质又是什么呢？激素是怎么被发现的呢？并引导学生重温科学探索之路“促胰液素的发现”，让学生置身于科学发现的历程中，体验科学发现的过程，激发学生的创新思维和批判性思维，认同“机遇只偏爱那种有准备的头脑”的观点。然后，教师展示“思维训练”内容，引导学生尝试对实验现象提出假说，并通过科学的思维方法及合理的验证方案，演绎推理并预测结果、验证假说，培养科学思维和科学探究能力。

学生自主阅读教材“内分泌系统的组成与功能”内容，并运用归纳与概括的科学思维对相关激素的本质、作用进行归类比较。教师出示有关激素类药物在医疗中的应用实例以及因为动物激素的滥用而引发的社会关切问题，引导学生基于事实与证据，正确评价激素应用的利弊，培养社会责任意识；并基于科学技术的进步给人类带来的影响探讨对科学、技术与社会相互关系的认识。

3.2主题2：激素调节的方式及过程（2课时）

主要教学过程如下：

教师首先引导学生思考：正常人的血糖浓度为何可以维持相对稳定？调节过程是什么？并出示人体饭后与运动后血糖浓度变化图，提出问题：“正常人的血糖浓度是如何维持相对稳定呢？”以此引导学生分析血糖来源和去路、建构胰岛素和胰高血糖素调节的“血糖调节模型”，使学生理解“反馈调节”的概念，培养学生的建模能力，使学生认同模型建构的科学价值。

接着，教师引导学生回顾冬季走出教室时身体会不由自主的颤抖的经历。学生通过自主学习教材内容、小组讨论交流等活动，尝试建构“甲状腺激素分泌的分级调节”模型，并在教师点评的基础上对建构的模型进行修正。最后，总结“下丘脑—垂体—腺体”的分级调节模型，理解“分级调节”的概念，进一步提升建模能力。

教师结合“血糖调节的过程”与“甲状腺激素调节的过程”，引导学生运用归纳与概括，分析两者的异同，基于激素的产生、运输和作用运用信息观三要素（信源、信道和信宿），建构“激素调节”模型，阐释激素调节的特点，使学生理解激素作为信息分子在机体内信息交流中的重要作用，为进一步形成“稳态与平衡观”奠定基础。

然后，教师展示市场上的一种为糖尿病患者设计的具有人工智能控制胰岛素输入的胰岛素泵，该泵可以随身携带，用以调节患者体内的血糖浓度。引导学生讨论：这种胰岛素泵在设计时需要考虑哪些问题？你还可以想出哪些有效治疗糖尿病的方案呢？日常生活中，我们怎样才能积极预防糖尿病的发生呢？通过基于证据的讨论，学生学以致用，关注内分泌系统和激素在医学上的应用，倡导健康的生活方式，养成规律作息的健康生活习惯，培养社会责任意识。

3.3主题3：神经调节与体液调节的关系（1课时）

教师创设问题情境：当人们坐过山车时，为什么会心跳加速，并且情不自禁地狂呼乱叫呢？学生基于情境问题的讨论，初步认识到神经调节与激素调节的共同作用，能使机体各机能协调统一，应对复杂的环境变化。教师引导学生分析：剧烈运动后为什么呼吸会加速？临床上给患者输O2时往往采用含有体积分数为5%CO2的混合气体以达到刺激呼吸中枢的目的，这又是什么原因呢？学生在分析此问题的过程中，完善对体液调节的认识，并从结构基础和作用方式方面归纳概括神经调节与体液调节的异同，提升科学思维能力。

教师提出问题：神经调节与体液调节之间有怎样的关系？它们又是如何协调统一的？并联系体温平衡调节以及水盐平衡调节的例子，引导学生从来源与去路、相关激素调节作用分析调节机制，建构“神经调节与体液调节调节相互协调、共同维持机体的稳态”概念，并应用讨论教材相关问题，培养学生的信息获取、资料分析和表达能力。

教师提出与生活实例有关的问题：①一般情况下，冬季人的尿量较多而夏季的较少，为什么会出现这种情况？②有人说不要等到渴了再喝水，你觉得有道理吗？③还有人认为一个人一天内不喝水不吃饭，但只要没有大、小便，就可以维持体内的水和无机盐的平衡。你认为这种说法对吗？为什么？④针对以上的说法，你如何对他们提出科学建议呢？教师引导学生以小组为单位进行讨论交流，并选出代表参加演讲，从而培养学生科学思维能力、语言表达能力和运用学科知识解决实际问题能力，体现社会责任担当，使学生感悟到神经调节与体液调节的协调统一在维持人体内环境稳态中的重要作用，进一步凝练“稳态与平衡观”及“系统观”。

4单元教学反思

聚焦重要概念的单元教学设计是生物学课堂教学的转型。本教学设计以建构重要概念为目标，以培养学生的学科核心素养为宗旨，根据次位概念，采用“创设学习情境—提出任务驱动—开展多途径活动—解决相应问题—建构相关概念”教学线索开展教学，引导学生经历“探索分析—领悟提升—建构模型—发展应用”等高阶思维活动，深化生命观念，发展科学思维，提升科学探究，践行社会责任，实现了生物学学科核心素养的有效提升。

参考文献：

[1]乐黎辉.“高等动物的神经调节”单元教学设计[J].生物学教学，2020，45（12）：23-25.

[2]赵玥.“人体的免疫调节”单元教学设计[J].生物学教学，2020，45（8）：31-33.

[3]周初霞.聚焦生物學重要概念的单元整体教学设计实践研究[J].生物学教学，2019，44（4）：7-10.