指向科学思维培养的教学设计
摘要：本文以“激素调节”一节内容为例，在教学过程中创设运动会情境，激发学生探究兴趣；开展糖尿病与胰岛素相关的科学实验探究，结合模型进行教学，培养学生独立思考及分析问题的能力；利用小组合作探究，运用比较、归纳的方法，理解激素的概念、功能及失调症，发展学生的生物学学科核心素养；回归主题，分析并呈现肾上腺相关的反射途径，厘清神经调节和激素调节的关系，认识人体各系统的协调统一，理解其共同完成复杂生命活动的具体机制。
关键词：生物学学科核心素养；科学思维；教学设计；激素调节
文章编号：1003-7586（2024）11-0023-04中图分类号：G633.91文献标识码：B
生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、探究实践和态度责任四个维度，其中生命观念是贯穿生物学学科不同内容的主线，是核心素养培养的首要目标；科学思维要求学生形成理性思维、批判质疑、勇于探究等科学精神，是初中生物学教学的重要目标之一。因此，教师在课程教学中，应以生命观念为基点，在深刻理解大概念、重要概念及次位概念的过程中，寻找培养学生科学思维的立足点，设计符合学生最近发展区的提问和课堂教学活动，进而培养学生的态度责任意识。
1教材分析
“激素调节”是北师大版义务教育教科书《生物学·七年级·下册》（以下简称“教材”）第4单元第12章第3节的内容，对应《义务教育生物学课程标准（2022年版）》（以下简称《义教课标》）课程内容（五）“人体生理与健康”部分的内容。
本章前两节属于神经调节的内容，第3节“激素调节”对应《义教课标》相关的概念依次为：大概念“5人体的结构与功能相适应，各系统协调统一，共同完成复杂的生命活动”；重要概念“5.5人体各系统在神经调节和内分泌调节下，相互联系和协调，共同完成各项活动，以适应机体内外环境的变化”；次位概念“5.5.5甲状腺激素、胰岛素等激素参与人体生命活动的调节”和“5.5.6性激素能促进生殖器官的发育，对第二性征的发育和维持具有重要作用”。笔者对其进阶概念的分析如图1所示。
教材先介绍了内分泌系统并引出激素的概念及特点，然后分板块介绍了“生长激素”“性激素”“甲状腺激素”和“胰岛素”及其分泌部位、功能及失调症。本节内容涉及的新名词多且抽象，为了降低学生的学习难度，让学生能够主动参与学习活动，培养他们的科学思维，在教学过程中，教师需要提供真实的运动情境、胰岛素发现科学史及相关激素补充资料，引导学生在主动构建概念的同时发展科学思维，同时树立健康意识和态度责任意识。
2学情分析
本节课为新授课程，授课对象为七年级学生，该时期学生好奇心强、乐于探索，具备一定的生物学知识，但对于激素的概念、种类、功能等抽象知识点理解不够深入，科学思维不够完善。为设计出更适合该阶段学生的教学设计，教师需要深度分析学情，这样才能预测并掌握学生在学习中会出现的状况，从而在教学中尽量避免出现遗漏和疏忽，达到事半功倍的效果。笔者借助《深度学习设计模板及示例》［1］，深度分析本节课程的学情（见表1）。
3教学目标
（1）通过学习胰岛素的发现史，设计与分析实验，总结归纳胰岛素的生理作用，树立勇于质疑、迎难而上的科研精神。
（2）通过对胰腺模型进行观察与分析，区分内分泌腺和外分泌腺，形成结构与功能相统一的生命观念。
（3）通过分析激素相关的资料与实验，归纳总结各种激素的作用，构建激素的概念，树立结构与功能观。
（4）通过分析跑步时的机体变化，举例说明人体生命活动的调节方式，厘清神经调节与激素调节之间的联系。
4评价目标
（1）能够依托科学史实与实验现象，分析胰岛素发现过程的相关实验，层层深入并演绎推理，归纳总结胰岛素的生理功能。
（2）能够基于对胰腺模型的观察，联系旧知与新知，阐述胰岛素和胰液的运输途径，辨析内分泌腺和外分泌腺的特征。
（3）能够通过小组合作探究，分析其他激素的相关资料和实验，归纳概括其生理作用，运用结构与功能观对激素分泌异常的现象进行解释，逐步构建概念框架。
（4）能够以日常生活中的现象为切入点，举例说明人体生命活动的调节方式，准确表达神经调节和激素调节之间的联系。
5教学过程
5.1创设问题情境
教师创设运动会情境并提出问题：运动员等待发令枪响时有何感受？心跳和呼吸会发生什么变化？此时运动员的大脑精神高度集中，并没有“下令”要加快心跳和呼吸频率，为什么还会出现这种现象？
设计意图：教师以学生熟悉的运动场景为例创设真实情境，提出相关问题，激发学生的探究兴趣和好奇心。
5.2发展科学思维
教师以糖尿病相关症状及19世纪对糖尿病的研究背景为阅读材料，提出问题：糖尿病与什么结构相关？能做出怎样的假设？
教师进一步呈现科学家的实验并追问：切除胰腺的糖尿狗注射胰腺提取物后仍出现了糖尿症状，能得出怎样的实验结论？教师及