范 捷 邵乃軍

（1 紹興市第一中學(xué) 浙江紹興 312000 2 紹興市教育教學(xué)研究院 浙江紹興 312000）

論證教學(xué)模式是將科學(xué)領(lǐng)域論證工作的方式引入課堂，使學(xué)生經(jīng)歷類似科學(xué)家的論證過程，促進學(xué)生理解科學(xué)概念和科學(xué)本質(zhì)，發(fā)展學(xué)生的思維能力［1］。本節(jié)課依據(jù)CER 論證模型（McNeill，2006）（圖1），從論證的三大要素:證據(jù)、主張、推理出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生利用臨床現(xiàn)象的觀察和動物實驗的結(jié)果，論證甲狀腺激素的某一種生理功能；通過資料探究，運用小組合作論證的方法，構(gòu)建甲狀腺激素分泌的分級調(diào)控和負反饋調(diào)節(jié)模型。在此過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)如何運用證據(jù)解釋主張、評價他人證據(jù)與觀點的合理性、產(chǎn)生質(zhì)疑、修正模型，最終達成可接受的共同主張。

圖1 CER 論證模型［2］

1 教材分析

本節(jié)內(nèi)容是浙科版教材必修3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊第2 章“動物生命活動的調(diào)節(jié)”的第3 節(jié)，內(nèi)容指向的生命觀念是穩(wěn)態(tài)與平衡觀，涉及的大概念是內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生的多種類型激素，通過體液傳送而發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，實現(xiàn)機體的穩(wěn)態(tài)［3］。本節(jié)內(nèi)容分2 課時完成，本課是該節(jié)第1 課時，以甲狀腺激素的生理作用、甲狀腺激素分泌的分級調(diào)控與負反饋調(diào)節(jié)為主要內(nèi)容，難點是下丘腦-腺垂體-甲狀腺分級調(diào)控和負反饋調(diào)節(jié)機制模型的建立。

2 學(xué)情分析

學(xué)生在初中已初步了解人體幾種常見內(nèi)分泌腺的位置、分泌的激素（生長激素、甲狀腺激素、胰島素）、主要的功能、分泌異常涉及的相關(guān)疾病。立足于學(xué)生已具備的知識，將教學(xué)重、難點放在甲狀腺激素生理作用的論證過程、分級調(diào)控和負反饋調(diào)節(jié)機制的模型構(gòu)建上。高中學(xué)生具備一定抽象思考的能力，可在此基礎(chǔ)上進一步發(fā)展其解釋、論證和建模的能力，促進對科學(xué)本質(zhì)的理解。

3 教學(xué)目標

1）通過小組合作的方式基于給定的實驗材料，進行實驗方案的補充，并根據(jù)實驗現(xiàn)象論證甲狀腺激素促進新陳代謝的生理作用；

2）通過資料探究，運用生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和平衡觀點提出負反饋調(diào)節(jié)機制；

3）通過對提供的資料和證據(jù)，運用小組合作論證的方法，構(gòu)建甲狀腺激素分泌分級調(diào)控和負反饋調(diào)節(jié)的概念模型，并結(jié)合甲狀腺腫大的情境運用此模型進行解釋，在運用模型解釋的過程中初步形成批判性思維；

4）通過對甲狀腺相關(guān)疾病的學(xué)習(xí)，了解防治缺碘性疾病的社會意義。

4 教學(xué)過程

4.1 設(shè)置情境，提出問題 教師展示我國西部偏遠山區(qū)某12 歲兒童小明的照片，并描述其癥狀如下：脖子腫大，無壓痛，呼吸、吞咽困難，無精打采，食欲不振等。小明打算前往大醫(yī)院進行治療，卻不知該去哪個科室的門診掛號，請大家給予建議，并說明理由。學(xué)生根據(jù)已有知識和經(jīng)驗，有的提出去兒科，有的建議去內(nèi)分泌科，也有的說去神經(jīng)內(nèi)科。教師沒有馬上進行評價，而是進一步展示頸部的解剖結(jié)構(gòu)，主要有食管、甲狀腺和甲狀旁腺，出示兒科醫(yī)生的觸診結(jié)果：甲狀腺腫大。由于甲狀腺屬于內(nèi)分泌系統(tǒng)，學(xué)生建議去兒科掛內(nèi)分泌專家的號。教師設(shè)置問題串進行追問：人體的內(nèi)分泌系統(tǒng)還包括哪些結(jié)構(gòu)？甲狀腺分泌的激素有哪些？激素調(diào)節(jié)相比神經(jīng)調(diào)節(jié)，其特點是什么？學(xué)生通過閱讀教材進行回答，并又提出疑問：是什么原因?qū)е滦∶骷谞钕倌[大？為什么甲狀腺腫大會引起多種癥狀？

4.2 實驗探究，分析論證 教師先引導(dǎo)學(xué)生通過小明的臨床癥狀推測甲狀腺激素的生理功能，學(xué)生各有不同的主張，教師提問：除了要進行臨床觀察，還需要通過什么方式才能證明甲狀腺激素的生理作用？這時學(xué)生都想到了動物實驗，教師利用學(xué)案（表1），請學(xué)生完善實驗思路并分析實驗結(jié)果，學(xué)會用證據(jù)解釋并支持自己的主張。

表1 學(xué)案

在“活動1”中，教師借助CER 論證模型幫助學(xué)生論證甲狀腺激素具有促進新陳代謝的生理作用（圖2）。學(xué)生討論得出：小明出現(xiàn)上述癥狀很可能是由于甲狀腺激素分泌不足引起。教師展示小明的血液化驗結(jié)果（表2）支持這一主張，并進一步提問：是什么原因?qū)е滦∶鞯募谞钕偌に胤置诓蛔悖繛槭裁葱∶鲿谞钕倌[大?從而引出甲狀腺激素分泌的調(diào)節(jié)機制。

圖2 甲狀腺激素具有促進新陳代謝作用的論證過程

表2 小明血液中的激素化驗結(jié)果

4.3 資料探究，模型構(gòu)建 教師提供資料1：1）切除垂體后，甲狀腺激素合成與釋放均明顯減少，甲狀腺也萎縮，及時補充促甲狀腺激素（TSH），可使甲狀腺機能恢復(fù)正常；2）當下丘腦或垂體柄受損傷時會引起促甲狀腺激素（TSH）分泌減少；3）TRH 興奮實驗：用促甲狀腺激素釋放激素（TRH）作用于正常人后，大部分人的TSH 峰值會升高5 倍［4］。學(xué)生結(jié)合教材內(nèi)容，完成活動2：構(gòu)建甲狀腺激素分泌的調(diào)節(jié)機制模型，并學(xué)習(xí)用證據(jù)支持提出的主張（圖3）。

圖3 甲狀腺激素分泌調(diào)節(jié)模型的初步構(gòu)建

當小組的主張達成一致后，教師請各小組成員利用構(gòu)建的模型解釋小明激素化驗單中游離甲狀腺素下降和促甲狀腺激素增加的原因。學(xué)生結(jié)合情境中小明居住在西部偏遠山區(qū)，當?shù)剡€有很多類似的病人,推測可能是由于缺碘引起的地方性甲狀腺腫大。但是根據(jù)圖3構(gòu)建的模型無法解釋為什么促甲狀腺激素會增加,因為根據(jù)該模型分析促甲狀腺激素與甲狀腺激素的分泌是正相關(guān)的。學(xué)生開始質(zhì)疑模型的可靠性，并思考為什么血液中促甲狀腺激素含量上升。

當學(xué)生產(chǎn)生了上述認知沖突后，教師提供資料2：關(guān)于甲減狀態(tài)下大鼠血清T3、T4、TSH 含量變化的實驗數(shù)據(jù)［5］及低甲和高甲大鼠血清T3、T4、TRH含量變化的實驗數(shù)據(jù)（表3、表4）。

表3 大鼠血清T3、T4 及TSH 含量比較［6］

表4 大 鼠血清T3、T4 及TRH 含量比較［6］

學(xué)生經(jīng)小組討論得出：甲狀腺功能異常時，血液中甲狀腺激素的含量會影響促甲狀腺激素（TSH）、促甲狀腺激素釋放激素（TRH）的分泌，且呈負相關(guān)。為什么會呈負相關(guān)？教師引導(dǎo)學(xué)生從穩(wěn)態(tài)與平衡觀的角度思考。學(xué)生解釋：機體不但有正向的調(diào)控機制，即下丘腦釋放TRH 促進垂體分泌TSH，進而促進甲狀腺分泌甲狀腺激素，也需要有反向的調(diào)控機制共同維持甲狀腺激素的相對穩(wěn)定，因此當機體中甲狀腺激素合成不足時，反向調(diào)控對其的抑制作用減緩，促甲狀腺激素、促甲狀腺激素釋放激素的含量隨之增加。師生共同修改、完善模型（圖4），并深入理解負反饋調(diào)節(jié)的概念和意義。

圖4 甲狀腺激素分級調(diào)節(jié)和負反饋調(diào)節(jié)模型

4.4 應(yīng)用模型，分析病因 教師引導(dǎo)學(xué)生利用完善后的模型解釋為什么小明碘攝入不足會導(dǎo)致甲狀腺腫大？ 學(xué)生小組討論并回答：碘攝入不足導(dǎo)致甲狀腺激素合成減少，血液中甲狀腺激素含量的減少通過負反饋作用于下丘腦和腺垂體，之前的抑制作用減緩，導(dǎo)致TRH 和TSH 分泌增加，促甲狀腺激素增多引起甲狀腺細胞的代償性增生，所以甲狀腺腫大。該如何預(yù)防地方性甲狀腺腫大？學(xué)生紛紛提出可多食用含碘豐富的食物，例如海帶、紫菜和食用加碘鹽等。教師進一步補充，我國約有3.2 億人口生活在缺碘地區(qū)，缺碘不但會導(dǎo)致甲狀腺腫大，還會影響嬰幼兒神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育，目前食用加碘鹽是我國最有效的防治措施。

5 教學(xué)反思

建模屬于高階科學(xué)思維能力，本節(jié)課將論證式教學(xué)與探究式教學(xué)相結(jié)合，經(jīng)過收集證據(jù)、解釋、質(zhì)疑、修改，最后得出主張（模型），并運用此模型解決實際問題，實現(xiàn)了概念學(xué)習(xí)與科學(xué)論證能力發(fā)展的相互整合。此外，學(xué)生經(jīng)過小組合作、自主探究、口頭論證、解釋病因等學(xué)習(xí)過程，不僅發(fā)展了生命觀念和科學(xué)思維，也提升了其在疾病防治方面的社會責任感，有利于生物學(xué)科核心素養(yǎng)的落實。