《义务教育生物学课程标准（2022年版）》（以下简称新课标）建议通过模型或实物展示等方式，引导学生识别和推断人体各系统相应结构的功能，帮助其初步形成结构与功能相适应的观念
［1］。模型辅助教学能使得复杂的原型得以简化，也使得抽象的理论得以具化
［2］。“血流的管道——血管”选自人教版生物学七年级下册第四单元第四章第二节的内容。血液循环系统庞大、血管间的联系错综复杂，血管的概念及血管的相关知识较为抽象难懂，学生要厘清各血管间的联系、理解血管的结构与功能的关系以及解决生活实际中与血管相关的问题，仅凭教材提供的信息有一定难度。为帮助学生解决这些难题，落实新课标发展核心素养的要求，笔者设计了以下3种血管模型进行辅助教学。
1 模型1：利用磁力贴片构建心脏与3种血管的联系——形成结构与功能观
1.1 设计背景
穿梭在人体内的血管错综复杂且肉眼看不到，虽然教材安排了“观察小鱼尾鳍内血管及血液的流动”的实验，在显微镜下能清晰可见3种血管的血流情况，但该实验观察到的只是局部的血管，未能观察到血液从哪里来又到哪里去，这导致学生较难形成血管间联系的整体观，也较难理解3种血管的血流方向、血流速度、功能等为什么会各不相同。为此设计模型1（
图1）来辅助教学，帮助学生理解重要概念并形成“结构与功能”观。
1.2 材料准备
利用白色磁力贴片裁剪出心脏、动脉及动脉分支、毛细血管、静脉及静脉分支等结构图，再用丙烯颜料将心脏的左侧、动脉和靠近小动脉一侧的毛细血管均涂上鲜红色，将心脏的右侧、静脉和靠近小静脉一侧的毛细血管均涂上暗红色。（鲜红色代表动脉血，暗红色代表静脉血，为衔接下节内容做铺垫）
1.3 模型构建步骤
（1） 教师引导学生根据概念推测出动脉的功能是将血液送出心脏，同时将心脏与动脉的磁力贴片贴在黑板上，并用箭头标出“心脏→动脉”的血流方向（
图1-a）。
（2） 教师引导学生根据教材说出毛细血管是连通最小动脉与最小静脉之间的血管，并将代表毛细血管的磁力贴片的一端与动脉的一个最细分支相接（
图1-b）。
（3） 通过学习，学生明白了静脉的功能是将血液从全身各处收回心脏，此时再将代表静脉的磁力贴片的一个最细分支与毛细血管相接，另一端主干与心脏相接，并用箭头标出“静脉→心脏”的血流方向（
图1-c）。
（4） 教师继续引导学生说出血液在人体内的流动方向为：心脏→动脉→毛细血管→静脉→心脏，教师同步板书完成模型建构（
图1-d）。
1.4 解决问题
该模型作为授课时板书设计的亮点部分，以血液的流动方向为主线，根据血管的概念引导学生逐步建构模型。它直观形象地诠释了3种血管的概念、心脏与血管间的联系及血流方向等主要内容，在课堂教学中应用频率高。
（1） 有效引导学生理解3种血管的概念及其结构与功能的关系，如：动脉中为什么血流速度快？原因是动脉中的血液是由心脏泵出的，故流速快；流速快对血管壁的冲击力度大，故动脉管壁较厚，可防止血管破裂；管壁厚弹性大、收缩力度大，能对血液产生较大的推动力，这促使血流速度更快。经过这样层层递进的分析，引导学生厘清并归纳出3种血管的结构特点与功能的关系，形成“结构与功能相适应”的生物学观点。
（2） 教师可轻松引导学生理解为什么血液在动脉中的流动方向为“主干→分支”、在静脉中的流动方向为“分支→主干”。
（3） 让学生理解什么是远心端和近心端，从而分析“动脉出血”与“静脉出血”分别应包扎哪一端。如
图2所示，若
表示出血部位，则
A、
C离心脏较近，为近心端，
B、
D离心脏较远，为远心端。若动脉出血，血液由
C端流向出血部位，此时应包扎
C端（近心端）方可止血。若静脉出血，血液由
B端流向出血部位，此时应包扎
B端（远心端）方可止血。
（4） 引导学生分析“为什么输液、抽血前都要在扎针部位的近心端用橡皮管捆扎手臂”。如
图2所示，若
表示扎针部位，则在静脉的
A端用橡皮管捆扎手臂，目的是阻止血液流回心脏，又因为有静脉瓣，可防止血液倒流，所以血液将在扎针部位的静脉内滞留，从而导致血管鼓起。
（5） 让学生形成血液在人体内是循环流动的整体观，这既为动手构建模型3作铺垫，同时也为后续学习血液的循环过程奠定良好的基础。
2 模型2：模拟用橡皮管捆扎手臂后血管鼓起的现象——提升解决实际问题的能力
2.1 设计背景
学生有抽血或输液的经验，知道扎针前需用橡皮管捆扎手臂，使血管鼓起方便扎针。但血液在静脉中的流动情况却看不到，学生较难理解血管鼓起的原理。为此设计模型2（
图3）来模拟该现象，以此培养学生应用所学知识解决实际问题的能力，提高学习生物学的兴趣。
2.2 材料准备
如
图3所示，A针筒中装的红色素水代表“血液”，B止逆阀代表“静脉瓣”，C去掉头尾的长条魔术气球代表“静脉”。为确保气密性，B与C之间的接口处用硅胶胶水封口，B的开口朝向C，这样C远离B的一端代表“近心端”。
2.3 解决问题
当往前推活塞时，血液流入静脉内，待静脉中的空气被排空后，迅速用手捏紧静脉的近心端，继续往前推活塞，血液继续流入静脉中，很快可见静脉鼓起的现象。该模型模拟的现象明显、成功率高又有趣味性，不仅能够有效突破难点，还能调动学生的求知欲，激发学习兴趣。
3 模型3：学生动手构建血管模型，模拟血流过程——增强实践能力，发展核心素养
3.1 设计背景
新课标倡导教学过程重实践，强调学生的主动参与，选择恰当的真实情境，设计学习任务，让学生积极参与动手和动脑的活动
［1］。让学生动手构建模型不仅是落实该理念的有效途径，还是检验学生对知识的掌握情况、发展核心素养的有力手段。为此，设计模型3，让学生利用提供的材料协同构建血管模型并模拟血流过程。
3.2 材料准备
如
图4所示依次为：a为5种管壁厚度、管腔大小各不相同的透明硅胶软管，分别代表不同种类和不同级别的“血管”；b是三通接头和六通接头，代表“血管分支”；c是2支针筒，代表“心脏”泵血和收血；d是止逆阀，代表“静脉瓣”；e是红色素水，代表“血液”；f是写着不同血管名称的标签。为提高上课效率，材料提前进行初步加工（
图5）：将同类且同级别的血管组装在一起，分别用油性勾线笔在各血管外壁上标序号1、2、3、4、5，其中5号血管的两端分别标为
A、
B，且已知血液由
A端流向
B端。
3.3 模型建构步骤
学生快速熟悉材料和建模步骤，小组合作逐步完成模型建构（
图6）。
（1） 将5种血管根据管壁厚度和管腔大小进行分类并按血流顺序拼接起来。
（2） 在各血管上分别贴上对应的标签，再用数字、字母和箭头写出血流顺序。
（3） 将装有血液的针筒与大动脉相接，另一支空针筒与大静脉相接，再缓慢注入血液，观察血液在血管中的流动情况。
学生代表分享建模思路：血管1与血管2的外径最大且一样大，但血管1的管壁较薄管腔较大且有静脉瓣，据此判断血管1为大静脉，血管2为大动脉；以此类推，血管3为小静脉，血管4为小动脉，最细的血管5为毛细血管。根据血液由小动脉流入毛细血管再流入小静脉的顺序和已知条件可推测：5号血管的A端连接血管4、B端连接血管3，所以血流顺序是：2→4→A→5→B→3→1。最后教师做点评，再引导学生进行验模和修模。
3.4 解决问题
模型操作性强，能让学生在课堂上以小组探究的模式达到人人都参与建模、修模和用模的过程，充分体现学生的主体地位，有利于培养学生的动手实践、合作探究、知识应用等能力，发展学科核心素养。
（1） 较真实地还原人体中不同血管的结构特点，能有效检验学生对动脉、静脉与毛细血管的结构特点、功能及3种血管间的联系等知识的掌握情况。
（2） 在实际操作过程中，有个别学生将静脉瓣的开口方向装反了，导致血液不能顺利通过。学生在修模中加强理解了静脉瓣能防止血液倒流的原理：静脉瓣的开口应朝向心脏方向，当血液流回心脏，瓣膜开放；若血液倒流将会导致瓣膜关闭，从而阻止血液倒流。
（3） 巧用模型3达成社会责任教育。在建构模型3的过程中，有两个小组分配到的血管4是经过特殊处理后堵塞的小动脉，学生在模拟血流过程时发现血液不能顺利通过该血管。经观察找到原因后教师借机引入“动脉粥样硬化”的形成原因及防治措施，使学生形成健康意识，并鼓励学生树立远大志向，为我国的医学发展贡献力量。
4 模型应用于课堂教学的优势与不足
模型应用于课堂教学让抽象难懂的概念、原理直观形象化；让零散的知识系统化，让教学主线清晰，各环节衔接顺畅；增强了课堂的趣味性，能有效引导学生积极主动参与课堂互动。
模型1作为板书的一部分方便授课过程中反复使用，采用磁力贴图的方式比传统板书绘图更美观，更能节约课堂时间。相比于传统的讲授和图形展示，模型2让血管鼓起的现象可视化，直观感更强。相比于传统自制的血管模型（常采用橡皮泥、超轻黏土、电线、毛线等材料进行构建），模型3更能体现3种血管的结构特点，且能动态模拟血流过程，更能从多方面多层次考查学生的掌握情况。3种血管模型所需的材料实惠易得，制作简单，操作方便，可视性强，携带方便又可重复使用，具有较高的可复制性和较好的推广应用价值。
在建模过程中也会存在不完美，如在利用模型3模拟血流过程时，观察到的现象是毛细血管的血流速度最快，这与事实相违背，学生由此产生思维冲突。原因是自制模型中毛细血管的数量比实际少得多，这就好比宽敞的河道突然变窄，水流会变得湍急。教师及时肯定学生的发现，同时指出要模拟人体这台世界上最精密的仪器，自制的血管模型难免存在缺陷，并借机鼓励学生继续分析该模型还存在哪些缺陷、该如何改进，培养学生的科学思维和创新精神。
2022年度长泰区名师工作室基础教育教学专项研究课题“新课标下开展初中生物学实践活动的校本课程研究”(Ctmskt22010)
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