《人體的內環境與穩態》優秀教學設計
穩態是生命系統的基本特徵之一。本模塊為《穩態與環境》,因此,應該讓學生開始本模塊的學習時,就明白什麼是穩態,理解穩態的重要意義。
本章教材分析
一、教學目的要求
知識方面
1.描述內環境及其作用。
2.説明內環境穩態及其生理意義。
情感態度與價值觀方面
關注維持內環境穩態與健康的關係。
能力方面
1.進行實驗,瞭解生物體維持pH穩定的機制。
2.嘗試建構人體細胞與外界環境的物質交換模型。
二、教學內容的結構和特點
(一)教學內容的特點
本章內容包括《細胞生活的環境》和《內環境穩態的重要性》兩節內容。其中第1節可用1課時教學,第2節可用2課時教學(其中實驗1課時)。
本章題圖由3張圖片組成:邊防戰士在冰天雪地裏巡邏、工人在鍊鋼爐前工作、抗洪戰士在補充營養物質和水分。章引言則就這3種場景提出問題,引發學生思考。"內環境"的概念比較抽象,教材這樣做,是從宏觀方面引入,從外在現象入手,意在激發學生的學習興趣。壓圖詩是本章的點睛之筆,具有統領全章內容的功能。
第1節《細胞生活的環境》包括體細胞生活在細胞外液中、細胞外液的成分、細胞外液的滲透壓和酸鹼度、內環境是細胞與外界環境進行物質交換的媒介等內容。這些內容,是課程標準所規定的"説明穩態的生理意義"的基礎。教材並沒有一開始就闡述什麼是"人體內環境",而先放眼生命世界中"細胞生活的環境"這樣的廣闊視角。這樣,既可以和《分子與細胞》銜接,利用學生已有的知識經驗,又能激發學生的學習興趣。"問題探討"活動,意在調動學生圍繞單細胞生物和多細胞生物的細胞的生活環境的差異展開討論。因為對單細胞生物生活的環境有一定的瞭解,有助於認識到多細胞生物的細胞也需要與環境進行物質和能量交換,從而能更好地理解這些細胞的生存環境,並加深對生命世界的認識。
"體內細胞生活在細胞外液中"包含體液和內環境兩個概念。內環境是核心概念,既包括了內環境的定義,也包括組成內環境的各種細胞外液通過動態的有機聯繫形成統一整體,還包括本章後續學習內容:內環境的組成、為什麼要維持內環境穩態等。教材第2章還要繼續闡釋內環境為什麼能維持穩態。在這部分內容的最後,教材以在內環境中體內細胞能正常地生活,"內環境與外界環境有哪些差別?"這樣的問題,引出細胞外液的組成和理化特性的內容。
"細胞外液的成分"是學習細胞外液的滲透壓和酸鹼度等內容的基礎。這部分內容以血漿的化學成分為例進行探討。資料分析所提供的`材料,比學生在國中曾經學過的相關內容更為詳細。資料內容不要求學生記憶,而是供學生分析細胞外液有哪些主要成分時參考。教材在這部分內容最後總結"細胞外液是一種鹽溶液,類似於海水。這在一定程度上反映了生命起源於海洋。"這樣,就在"內環境"和"生物進化"這兩個核心概念之間建立了聯繫。
細胞外液的滲透壓、酸鹼度和温度,是內環境理化性質的三個主要方面。滲透壓的概念比較難理解,教材用的篇幅稍多,並且用旁欄思考題的形式,引導學生與日常生活經驗相聯繫;pH的概念,教材用"學科交叉"欄目引導學生聯繫相關化學知識;內環境的温度特點比較好理解,教材僅用一句話來介紹。
內環境是細胞與外界環境進行物質交換的媒介,細胞與內環境之間進行物質交換的內容比較好理解。內環境如何與外界環境進行物質交換的內容,則比較複雜。教材在此處安排了一個思考與討論活動,引導學生聯繫國中所學過的知識,通過"思考與討論"得到答案。本節教材正文之後,還安排了與內環境如何與外界環境進行物質交換有關的技能訓練,讓學生通過這個活動,既練習、領悟構建模型的方法,又進一步理解有關知識內容。
《內環境穩態的重要性》是本章的重點內容,包括內環境的動態變化、對穩態調節機制的認識、內環境穩態的重要意義等內容。"問題探討"引導學生分析化驗單上為什麼每種成分都有一個變化範圍,從而初步認識內環境的各種成分是動態變化的。因為體温便於測量,所以教材以體温日變化規律的調查活動着手,進入對內環境動態變化的探討。本節安排的實驗"
生物體維持pH穩定的機制",只與內環境的組成成分有關,並不涉及機體各器官系統的協調配合,因此,其內在邏輯關係上應是緊接着內環境穩態概念出現,但教材編排時為便於閲讀,將它放在正文最後,教師在教學過程中可以靈活掌握。
關於穩態的調節機制,本節教材僅作籠統的闡述,相關內容將是第2章學習的重點。內環境穩態的重要意義,是本節的核心內容,但在有關"對穩態調節機制的認識"中,已經有多處體現了內環境穩態的重要性,因此,在這個黑體字標題下,教材僅結合細胞代謝活動的正常進行,從生理代謝反應正常進行的角度予以闡述。
本節內容比較抽象,因此,教材編寫時力求聯繫學生的生活經驗。例如,問題探討、調查、思考與討論等欄目安排的內容都與生活實際聯繫緊密。
課外閲讀材料"科學史話"《穩態概念的提出和發展》,介紹了穩態概念提出和發展的過程,闡述了不僅在個體層次存在穩態,在分子水平、器官水平、生態系統水平上也都存在穩態現象,明確穩態已經成為生命科學的一大基本概念。因此,這部分內容儘管以課外閲讀材料的形式予以安排,但它卻在某種意義上起着統領全書的作用。
