基于核心素養(yǎng)的“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性”教學設計

馮芬

摘要 本課在核心素養(yǎng)背景下制定教學目標，通過創(chuàng)設情境、資料分析、實驗探究、讀書指導等方法引導學生構(gòu)建穩(wěn)態(tài)與平衡觀;改進實驗“生物體維持pH穩(wěn)定的機制”后融入常規(guī)課堂，提高知識連貫性;精心設置任務驅(qū)動學生主動思考與交流，真正體現(xiàn)學生主體性。

關鍵詞 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài) 生物學學科核心素養(yǎng) 教學設計

中圖分類號 G633.91

文獻標志碼 B

文件編號：1003-7586（2020）08-0019-03

1教材分析

“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性”是人教版高中生物學《必修3·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第一章第二節(jié)的內(nèi)容，本節(jié)圍繞“穩(wěn)態(tài)”這一核心概念展開，既是第一節(jié)的延伸，也為必修3的學習打下基礎，教師應給予重視。教材提供了較多素材，還安排體現(xiàn)科學探究素養(yǎng)的經(jīng)典實驗——“生物體維持pH穩(wěn)定的機制”。理解與突破該實驗對學生理解“穩(wěn)態(tài)”的定義及調(diào)節(jié)機制具有重要意義。本課教材提供的素材雖然豐富，但涉及廣泛，排列分散，不易組織，個別素材還需要補充較多背景知識，很難做到清晰連貫。

2學情分析

通過前期學習，學生已經(jīng)掌握內(nèi)環(huán)境的定義、成分、理化性質(zhì)等知識。故學習“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)”的概念時，教師可在列舉與分析相關事實的基礎上，引導學生自主概括、建立概念。高二學生已具備良好的實驗操作能力與分析總結(jié)能力，能較好地完成本課中的探究實驗，充分理解“穩(wěn)態(tài)”及其調(diào)節(jié)機制。內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)與人體健康有密切的聯(lián)系，學生對于牛奶血、水中毒等疾病雖然有較高的興趣，但對這些疾病的認識還比較淺顯，因此教師可以從疾病入手引導理解內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性，更好地指導學生養(yǎng)成健康的生活習慣。

3教學目標

①通過資料分析，理解內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的內(nèi)容及意義，樹立“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”的生命觀念;②通過血液檢查報告等生物學事實，概括與歸納內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的含義，逐步發(fā)展科學思維;③小組合作探究生物體維持pH穩(wěn)定的機制，分析實驗現(xiàn)象并得出結(jié)論，提升科學探究能力;④基于內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的學習，認同積極的生活態(tài)度和健康的生活方式，進一步提升社會責任。

4課前準備

學生在課前測量一天中家庭成員體溫和環(huán)境溫度的變化，并繪制折線圖。

教師準備“生物體維持pH穩(wěn)定的機制”的實驗材料，每組需要：①物質(zhì)量濃度為0.05mol/L的HCl溶液、物質(zhì)量濃度0.05mol/L的NaOH溶液各一瓶;②6只己編號的寬口試管，1、4號試管中各加入自來水5mL，2、5號試管中加入等量pH為7的物質(zhì)量濃度為0.1mol/L的Na2HPO4/NaH2PO4緩沖液，3、6號試管中加入等量小牛血清;③一次性木質(zhì)攪拌棒;④pH試紙比色卡;⑤自制實驗結(jié)果記錄單，如圖1所示。

5教學過程

5.1創(chuàng)設問題情境，激發(fā)學習興趣

教師展示“牛奶血”的圖片及相關報道，引導學生分析“牛奶血”患者的血液生化檢查報告單（圖2）。學生會發(fā)現(xiàn)牛奶血患者血脂含量超出正常區(qū)間，繼而得出結(jié)論：內(nèi)環(huán)境中化學成分的含量不是固定不變，而是在一定范圍內(nèi)波動，維持著相對穩(wěn)定。

5.2構(gòu)建穩(wěn)態(tài)概念，形成生命觀念

教師采用層層遞進的問題串，引導學生理解并構(gòu)建內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的概念。

①穩(wěn)態(tài)就是恒定不變嗎？

②內(nèi)環(huán)境如何實現(xiàn)其相對穩(wěn)定？

③機體的各個器官、系統(tǒng)，為什么能保持協(xié)調(diào)一致？

針對問題①，學生代表展示自己及家人的體溫日變化規(guī)律調(diào)查結(jié)果，教師引導學生總結(jié)體溫變化的特點：個體間存在差異;體溫維持在37C左右;體溫隨環(huán)境溫度變化，但波動小于1℃。學生分析，得出結(jié)論：內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)（如溫度）也在一定范圍內(nèi)波動，維持著相對穩(wěn)定。教師繼續(xù)引導學生總結(jié)：內(nèi)環(huán)境的成分和理化性質(zhì)維持著相對穩(wěn)定。

針對問題②，教師從四方面改進實驗“生物體維持pH穩(wěn)定的機制”后融入課堂：①生物材料選擇小牛血清，與人體內(nèi)環(huán)境更接近，說服力強;②燒杯更換為寬口試管，節(jié)約實驗材料、空間、時間;③使用一次性木質(zhì)攪拌棒，與玻璃攪拌棒相比更易從試管中抓取液體，且不會造成污染;④學生在課前動手制作本小組的實驗記錄單，提高學習主動性。教師在進行實驗安全教育后，演示實驗的關鍵步驟：使用膠頭滴管滴加一定量的酸或堿、震蕩試管以混勻試管中液體、利用木質(zhì)攪拌棒和實驗結(jié)果記錄單測定pH，其余操作與課本的安排相同。小組分工實施實驗，及時記錄結(jié)果并繪制pH變化曲線，實驗操作約需10min，繪圖約需5min。實驗結(jié)束后，由學生代表展示實驗現(xiàn)象及結(jié)果，教師引導學生分析并得出實驗結(jié)論：血清的性質(zhì)類似于緩沖液而不同于自來水，說明血清內(nèi)含有緩沖物質(zhì)，維持pH的相對穩(wěn)定。教師進一步介紹人體內(nèi)環(huán)境維持pH穩(wěn)定的機制，引導學生理解：穩(wěn)態(tài)的實現(xiàn)“需要多個器官和系統(tǒng)的協(xié)調(diào)活動”。

針對問題③，教師引導學生帶著問題閱讀教材相關內(nèi)容，自主完成穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機制的發(fā)展歷程，明確機體的神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)是機體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機制。

教師引導學生建構(gòu)并理解內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的定義。

5.3探索穩(wěn)態(tài)意義，認同健康生活

在小牛血清中加入過量HCL溶液，測定pH發(fā)生較大變化，故內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)可能失調(diào)。教師補充介紹內(nèi)環(huán)境失調(diào)的相關疾病：發(fā)燒、水中毒、高原反應、尿毒癥。學生閱讀教材后，分析內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調(diào)的原因：外界環(huán)境變化過于劇烈（外因，如高原反應）、人體自身的調(diào)節(jié)功能出現(xiàn)障礙（內(nèi)因，如尿毒癥）。根據(jù)以上疾病，教師引導學生得出結(jié)論：內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機體進行正常生命活動的必要條件。

6教學反思

本課內(nèi)容看似簡單，卻難以組織，故筆者在設計時以“穩(wěn)態(tài)”為中心，依次學習穩(wěn)態(tài)的概念、調(diào)節(jié)機制、重要性，由淺及深，詳略得當。教師選用多個新穎貼切的教學素材，如牛奶血、水中毒等，便于學生理解且印象深刻，并及時進行科學飲食、飲水等健康生活教育。課上和課下均有任務驅(qū)動學生動手、動腦、動口，師生與生生互動豐富，真正體現(xiàn)學生主體性。將改進實驗融入常規(guī)課堂，可提高知識連貫性。