基于生物學核心素養的“內環境與穩態”一節的教學設計

余幼芳

(浙江省寧波市余姚第二中學 寧波 315400)

1 教材分析

“內環境與穩態”是浙科版高中生物學教材“穩態與環境”模塊(必修3)第2章“動物生命活動的調節”中第1節內容。本模塊包括生命活動的調節和生物與環境，是由穩態這一核心概念統領的個體和群體兩個研究水平的內容。本節內容包含內環境與穩態兩個重要的概念。教材先介紹了內環境及其與動物生活的關系，讓學生對內環境穩定的意義有一個初步認識。在此基礎上進行歸納，說明只有經過細致的協調過程，才能維持機體內環境的穩定，從而引出穩態的概念，并闡明穩態對于生命活動的重要意義。本教學設計重組教材內容，以一份血液報告引入新課，并始終圍繞這份報告開展整節內容的學習，在討論、體驗中內化知識，發展學生的生物學核心素養。

2 教學目標

依據課程標準的內容要求、學業要求和學業質量標準，圍繞培養學生核心素養的要求，制訂了如下教學目標：

(1) 通過學習單細胞動物與多細胞動物進行物質交換的區別、內環境的含義以及內環境相對穩定的意義，形成生物內環境具有調節和維持相對穩定的觀點。

(2) 通過討論維持內環境的穩定的機制，形成新陳代謝與內環境穩定之間相互聯系、相互作用的辯證關系；運用圖示和模型的方法表征體內細胞與環境物質交換過程，提高科學思維能力。

(3) 關注人體內環境維持穩態與人體健康的關系，提倡健康的生活方式。

3 教學過程

課前在生物學教學資源庫中上傳一個5分鐘左右的微課視頻：“體內細胞與環境之間物質交換的動態過程”，課上教師首先結合學生初中所學知識和本節內容，對血漿、組織液和淋巴進行簡單的講解。

3.1 創設真實情境，導入新課 在醫院看病有時醫生會讓病人去驗血，你有過這樣的經歷嗎？驗血的目的是什么？(血液是所有生命活動的中轉站，它的成分能充分反映機體的健康狀況。)

出示資料： 谷丙轉氨酶主要存在于肝細胞內，當肝細胞受損時，谷丙轉氨酶會釋放到血液中，做肝功能檢查會發現谷丙轉氨酶偏高。一般情況下谷丙轉氨酶偏高的原因可能跟肝臟疾病有關。健康人的轉氨酶水平也有可能暫時超出正常范圍。劇烈運動、過于勞累或者近期吃過油膩食物，都可能使轉氨酶暫時偏高。

讓學生根據資料分析某同學的血液報告單(表1)，并分析可能是什么原因造成的？

表1 某同學的血液報告

設計意圖： 從學生的生活經驗引入，再通過資料和血液報告單的分析，讓學生真切感受到細胞代謝異常往往會反映在血液生化指標中，同時培養學生獲取信息并處理信息的能力。

3.2 設計疑難問題，突出主線 具體教學設計如下：

3.2.1 內環境的含義 結合課前的微課視頻“體內細胞與環境之間物質交換的動態過程”，讓學生思考為什么組織細胞的代謝異常會反映在血液的生化指標中呢？嘗試用箭頭的方式將組織細胞、組織液、血漿和淋巴的物質交換關系表示出來。請1位學生板演(圖1)，其他學生在紙上畫，然后師生共同進行評價。

圖1 組織細胞、組織液、血漿和淋巴的物質交換關系

引導學生了解： 組成內環境的物質有哪些？(包括營養物質、代謝廢物、激素、抗體等。)進一步設疑： 內環境中的營養物質是怎么獲得的？代謝廢物又是如何排出的呢？參考教材圖2-1，自學內環境與外界進行物質交換需要消化系統、呼吸系統、循環系統和排泄系統的直接參與。

設計意圖： 結合課前觀看微課視頻和課堂內建立組織細胞、血漿、組織液和淋巴之間的物質交換模型，落實“運用圖示和模型的方法表征體內細胞與環境物質交換過程”科學思維目標。通過問題設疑和自學討論，對內環境的內涵和外延有更深的理解。

3.2.2 內環境保持相對穩定的意義 內環境是體內細胞生存的直接環境，細胞與內環境、內環境與外界環境之間不斷進行物質交換。因此，細胞的代謝活動以及外界環境的不斷變化，必然會影響內環境的理化性質。那么內環境的理化性質會變嗎？再次出示血液報告單，并追問： 內環境的理化性質會劇烈的變化嗎？學生自學討論后，教師總結： 動物機體內部環境相對穩定的狀態叫做穩態，穩態是一種可變卻又相對穩定的狀態。再次提問： 穩態會被破壞嗎？請學生分別舉些穩態的例子和穩態失調的例子，并說明穩態被破壞的危害。

設計意圖： 再次利用血液報告單直觀地說明內環境的穩態是可變卻又相對穩定的。通過學生舉例穩態及穩態失調的例子，總結出內環境保持相對穩定的意義。同時，引導學生關注人體內環境維持穩態與人體健康的關系，倡導健康的生活方式。

3.2.3 穩態的調節機制 機體是如何來維持穩態的呢？通過學生的討論，總結出： 要維持內環境的穩定，動物體必須能及時感知內外環境的變化，并及時作出反應加以調整，這些活動都依靠神經系統和內分泌系統的活動來完成的。

設計意圖： 學生在了解了穩態的含義和意義的基礎上，并結合自己的日常生活經驗、初中所學知識等討論維持內環境的穩定的機制。

3.3 小結課堂內容，鞏固新知 本節課主要學習了內環境和穩態兩個概念。請學生思考是不是所有生物的細胞都要通過內環境與外界環境發生物質交換呢？單細胞的原生動物和簡單的多細胞動物的細胞直接與外部環境發生物質交換。穩態指的是內環境的成分、理化性質保持相對穩定的狀態，它是細胞正常生存的必要條件，主要通過神經調節和體液調節來維持。那么，神經調節和體液調節具體是怎么進行的呢？給下節課埋下伏筆。

設計意圖： 通過小結，完善知識體系、鞏固所學知識，也為后續知識的學習埋下伏筆；并通過問題“是不是所有生物的細胞都要通過內環境發生物質交換呢？”，明確單細胞動物與多細胞動物進行物質交換的區別。

4 教學反思

在“內環境與穩態”的教學設計中，對教材的編排順序和教材提供的素材進行大膽取舍和合理安排，并在課前提供了一小段微課，導入時補充資料分析。在教學中基于生物學核心素養的提升，以創設真實情境引課，與學生已有的知識發生聯系，建構起細胞能與內環境發生聯系的有意義的知識體系，接著設計一系列疑難問題，活躍了學生的思維、提高了學生的參與度，同時培養了學生的生命觀念、理性思維和社會責任等生物學核心素養，最后通過小結課堂內容進一步完善知識體系、鞏固所學知識。