基于核心素养的“激素调节的过程(第二课时)的教学设计
(江苏省沙溪高级中学江苏苏州215421)
“激素调节的过程”是人教版生物学《选择性必修1·稳态与调节》第三章第二节的内容。本节内容对应课标内容要求中的次位概念“举例说明激素通过分级调节、反馈调节等机制维持机体的稳态,如甲状腺激素分泌的调节和血糖平衡的调节等”。由于本节内容繁多,因此需要分为2个课时进行。其中第一课时主要以人体血糖平衡调节为例,介绍激素通过反馈调节维持机体稳态的机制。而第二课时重点介绍甲状腺激素分泌的分级调节,说明激素分级调节的机制和意义,分析激素调节的一般过程和特点,同时运用STS栏目评价应用激素类药物的利与弊。
学生在前面课时的学习中已经掌握了激素的相关基础知识,掌握了研究激素的方法“摘除法“和”移植法”,为本节课通过实验探究寻找证据构建甲状腺激素分泌的调节过程打下了坚实的基础。同时,学生对于生活中的一些现象和疾病有所了解和关注,教师可引导学生透过现象对本质进行剖析。但在该过程中涉及的科学探究和建模思维能力,学生可能有所欠缺。
(1)通过激素调节的实例分析,认同激素作为信息分子调节生命活动,维持内环境稳态。
(2)通过实验探究、模型建构等方式构建甲状腺激素分泌的分级调节和反馈调节,发展分析与概括、模型与建模等科学思维;基于事实和证据概述激素调节的特点,培养分析和综合能力。
(3)通过设计实验以及分析实验结果探究下丘脑、垂体和甲状腺在甲状腺激素分泌过程中的关系,强化实证意识和科学探究的一般方法。
(4)通过相关疾病和生活现象的分析探讨引导学生养成良好生活习惯和健康生活。
本节内容聚焦,“甲状腺激素分泌的分级调节”和“激素调节的特点”两大核心问题,在具体教学时都采用“情境-问题-知识-情境”的教学范式,围绕“甲减”这一大情境展开学生活动,旨在活动中落实核心素养。具体教学路径如图1、图2所示。
图1甲状腺激素分泌的分级调节教学路径
图2激素调节的特点教学路径
教师在导入环节设置师生互动活动,以教师自身“发现病症、怀疑患病、就医检查、验血确诊”的亲身经历,引导学生对“甲减”这一疾病的关注。教师呈现自己的甲状腺功能三项报告单,并从情境中剥离出问题:“甲减”顾名思义,甲状腺激素含量低,但为什么下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素和垂体分泌的促甲状腺激素却偏高呢?甲状腺激素的分泌和下丘脑、垂体之间到底有何关系呢?
设计意图:在导入环节,教师以自己亲身经历作为情境引入课题,即贴合学生生活,又容易引起共鸣,同时在故事情境中强化学生的问题意识和证据意识,自然引出本节的核心问题之一“甲状腺激素的分泌和下丘脑、垂体之间到底有何关系?”。
在通过探究下丘脑、垂体和甲状腺三者之间的关系从而构建出甲状腺激素分泌的分级调节过程中,教师设置了实验设计和模型建构两个学生活动,引导学生首先通过实验来获取证据,继而根据证据分析得出实验结论,最后基于实验结论构建(完善、修正)甲状腺激素分泌的概念模型,辨析分级调节和反馈调节及各自意义。具体教学分为两阶段进行。①设置探究垂体和甲状腺关系的实验,引导学生分析实验自变量、因变量、无关变量,在该过程中渗透研究激素的方法——摘除法和移植法,强调加法原理、减法原理和科学探究的原则。实验方案见表1。通过分析实验结果,学生得出结论:垂体中的某些物质(TSH)可以维持甲状腺的形态,促进甲状腺分泌甲状腺激素。之后,教师设置学生活动,要求学生依据实验一的结论初步构建甲状腺激素分泌过程中垂体和甲状腺的关系(图3)。
表1探究垂体和甲状腺的关系
图3甲状腺激素分泌过程中垂体和甲状腺的关系
②教师设置探究下丘脑与垂体、甲状腺关系的实验,实验方案见表2。通过分析实验结果,教师引导学生得出实验结论:下丘脑分泌的TRH可以促进垂体分泌TSH,甲状腺激素可以抑制垂体分泌TSH。之后,教师设置学生活动,要求学生依据该实验结论,在刚才构建的模型的基础上进一步构建下丘脑与垂体、甲状腺的关系。这时学生呈现出两种模型(图4)。在判断究竟是哪种模型正确时,教师再次强化学生的证据意识,引导学生结合引入环节中“甲减”患者的“甲功三项”报告单中“甲状腺激素分泌减少,TRH和TSH分泌增多”这一事实,结合甲亢患者的”甲功三项“报告单中“甲状腺激素分泌增多,TRH和TSH分泌减少”这一事实,引导学生通过证据认同“当甲状腺激素分泌过多时会抑制下丘脑和垂体的分泌功能”,即B模型正确。至此,学生完善、修正、构建出甲状腺激素分泌的概念模型(图5)。接着,教师引导学生辨析分级调节和反馈调节,并且总结分级调节的概念、类型和意义以及反馈调节的意义。
表2探究下丘脑与垂体和甲状腺的影响
图4学生构建的2个模型
图5甲状腺激素分泌的模型
设计意图:本节重点之一就是构建出甲状腺激素分泌的分级调节,而这一过程是