“內環境的穩態”(第1課時)教學設計

陳 維

(江蘇省連云港高級中學 222042)

1 教材分析與設計思路

“內環境的穩態”是蘇教版高中《生物3》中的核心內容之一，該主題內容包括：內環境概念、關系、穩態的意義和調節機制等知識。考慮到容量及活動的充裕性，筆者將“穩態調節機制”移至后邊的課時講解。內環境和穩態的概念是教學中的重點，微觀且抽象。所以，本節課將利用實物觀察和案例分析等形式加強直觀教學，建構核心概念。對于“血漿、組織液、淋巴之間以及與外界環境的物質交換關系”這一難點內容，將結合初高中知識的銜接點，聯系生活實踐，結合模擬演示，建構關系模型。

2 教學目標

2.1 知識目標 說出單細胞生物與外界環境的物質交換方式，闡明內環境的概念及其主要化學成分，說明穩態的概念與意義。

2.2 能力目標 構建內環境各部分間以及人體細胞與外界環境間的物質交換模型。

2.3 情感態度與價值觀目標 關注內環境穩態與人類健康和生物進化的關系。

3 教學過程

3.1 加強直觀體驗，理解內環境概念的內涵與外延 通過視頻、實物展示和動畫播放來引導學生對概念的理解。

3.1.1 視頻直觀，感受草履蟲自然生活的環境 播放草履蟲自然生活狀態的視頻，提問：“草履蟲自然生活的環境是什么？它是如何與外界環境發生物質交換的？引導學生思考，明確像草履蟲這樣的單細胞生物可以直接與外界(水)環境進行物質交換的事實。

設計意圖：創設情境，激活思維，引入新課。

3.1.2 實物直觀，顯微鏡觀察魚尾血液微循環 展示生活狀態的小魚，提問：“魚的細胞也是生活在外界水環境中嗎？能直接與外界環境物質交換嗎？”取出小魚，用濕棉包裹，露出尾部，置于培養皿中。學生初步觀察，教師聯系人體，講述體液的相關知識，并開展動物實驗生命倫理教育。接著，將魚尾直接放置于數碼顯微鏡下調焦觀察，并將微循環圖像直接傳送到白板上。先引導學生描述其最直觀的印象，然后逐一指明并講述血液(血漿和血細胞)、毛細血管、組織細胞、組織液等知識，描述組織液和血漿之間的關系。最后提問：“血細胞直接生活的環境是什么？組織細胞直接生活的環境是什么？引導學生思考回答，歸納總結內環境概念。

設計意圖：通過觀察魚尾部的微循環，直觀感受內環境的存在，激發學習熱情的同時，將抽象的概念直觀化；通過分層設計的問題，設置學生心理上的疑惑，再通過層層釋疑，初步建構內環境的概念。

3.1.3 動畫直觀，構建內環境與細胞間的關系 展示不同倍數人體組織顯微模式圖，重點講清毛細淋巴管盲端內皮細胞的瓦片狀排列結構與單向滲透功能之間的關系(圖1)。演示模擬動畫，布置任務①：小組合作構建內環境組成及其與體內細胞之間的關系。交流展示時，組間相互質疑和補充；精講點撥時要使用“透過、重新吸收、吸收、匯入”四個關鍵詞[1]來厘清“箭頭”表示的關系實質。布置任務②：將細胞、內環境、細胞外液、人體、外界環境這幾個概念填寫在不同的圓形區域。引導學生明確“細胞外液中的‘外’和內環境中的‘內’分別指的是什么？”以理解概念的本質特征。精講點撥時，用具體的實例引導學生對內環境概念的外延有更清晰的認識。

圖1 毛細血管盲端顯微結構模式圖

設計意圖：通過動畫依次展示血漿、組織液、淋巴三者間的關系。在形成生命觀念的同時，引導學生構建兩類概念(關系)模型，通過交流展示和精講點撥，揭示內環境概念的內涵和外延。

3.2 聯系已有知識，建構細胞與外界物質交換模型 呈現“血漿的化學組成”中各類成分和含量數據，提問：“表中物質按化學性質可分為哪些類型？它們具有什么作用？組織液和血漿的化學成分是否相同？白細胞、呼吸酶、血漿蛋白是否屬于內環境的成分？”分組討論，聯系必修1中的相關知識，進行分類、補充，分析內環境成分間的差異。使學生認識內環境與外界環境的差異，加深對內環境成分的理解。

提問：“氧氣、葡萄糖等物質經過哪些方式和途徑進入內環境？體內細胞的代謝廢物經過哪些方式和途徑從內環境排到體外？”思考回答，布置任務③：嘗試建構人體細胞與外界環境間物質交換模型。該活動難度較大，要引導學生充分討論，并給予必要的提示和指導。然后交流展示，讓學生在質疑、討論和評價中將體內細胞與外界環境進行物質交換的過程補充完整。最后教師精講點撥，引導學生思考呼吸、消化、循環、泌尿等系統和器官在內環境與外界環境物質交換時所起的作用。并模擬演示較為完整的物質交換過程，強調內環境的媒介作用，形成“外環境-內環境-體內細胞”完整的知識鏈條。

設計意圖：分析表格數據，認識內環境的化學組成，對“滲透壓、緩沖對以及內環境(穩態)存在的意義”等后續知識的學習起到鋪墊作用。聯系已有知識，結合動畫模擬演示，建構人體細胞與外界環境的物質交換模型。

3.3 分析生活實例，形成穩態的概念及其生理意義 呈現4個生活案例：①1775年生理學家勃萊登在自己身體進行試驗時對環境的感受[2]；②2003年，安徽某地區發生的“大頭娃娃”事件；③正常人血液的pH通常在7.35～7.45之間，變化范圍很?。虎芤员砀竦男问匠尸F某人體檢時血檢的結果。布置任務④：分組討論“你認為案例①中的說法可信嗎？聯系‘滲透壓’知識，嘗試解釋‘大頭娃娃’浮腫的原因？血液中pH變化范圍很小的原因和意義是什么？血檢的主要目的是什么？表中的正常值并非一個絕對不變的值，說明了什么？”學生聯系原有的知識經驗和生活實踐，分析和判斷體溫、滲透壓、pH值等指標的穩定對于正常生命活動的意義。進而理解穩定的標準是一個相對范圍，而非固定的值。最后讓學生嘗試總結穩態的定義。教師介紹生物學史上坎農對穩態概念的定義，起到“畫龍點晴”之效。

再聯系日常生活中的感冒發燒等體驗來進一步說明穩態的意義。提問：為什么草履蟲、魚類和人適應環境的能力有如此大的差異？激活學生的思維，引導學生在前后知識的呼應中，理解內環境穩態不僅在個體生命的重要性，在生物進化上也具有重要意義。

最后教師呈現本節課的知識結構，梳理知識脈絡，并且完成適量的反饋練習。

設計意圖：聯系生活，激發學習興趣，促進學生在解決實際問題的過程中深入理解和形成“穩態”這一核心概念。從個體和進化的角度可以讓學生更全面地認識穩態的意義，形成生命觀念。知識的結構化和適度的反饋練習，促進教學目標的全面達成。

4 教學反思

本節課的教學，充分運用現代教育技術手段，利用了實物、模型、視頻等感官傳遞物，豐富學生的直觀體驗。引導學生從宏觀到微觀逐步感受生物體結構與功能的適應關系，感受局部與整體的內在聯系，并將這種聯系由直觀轉化為抽象，由抽象建構為概念，最終形成自己的知識結構。