基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的“內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計

余幼芳

(浙江省寧波市余姚第二中學(xué) 寧波 315400)

1 教材分析

“內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”是浙科版高中生物學(xué)教材“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”模塊(必修3)第2章“動物生命活動的調(diào)節(jié)”中第1節(jié)內(nèi)容。本模塊包括生命活動的調(diào)節(jié)和生物與環(huán)境，是由穩(wěn)態(tài)這一核心概念統(tǒng)領(lǐng)的個體和群體兩個研究水平的內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容包含內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)兩個重要的概念。教材先介紹了內(nèi)環(huán)境及其與動物生活的關(guān)系，讓學(xué)生對內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的意義有一個初步認(rèn)識。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行歸納，說明只有經(jīng)過細(xì)致的協(xié)調(diào)過程，才能維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，從而引出穩(wěn)態(tài)的概念，并闡明穩(wěn)態(tài)對于生命活動的重要意義。本教學(xué)設(shè)計重組教材內(nèi)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(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，在討論、體驗中內(nèi)化知識，發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。

2 教學(xué)目標(biāo)

依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容要求、學(xué)業(yè)要求和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，圍繞培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的要求，制訂了如下教學(xué)目標(biāo)：

(1) 通過學(xué)習(xí)單細(xì)胞動物與多細(xì)胞動物進(jìn)行物質(zhì)交換的區(qū)別、內(nèi)環(huán)境的含義以及內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定的意義，形成生物內(nèi)環(huán)境具有調(diào)節(jié)和維持相對穩(wěn)定的觀點。

(2) 通過討論維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定的機(jī)制，形成新陳代謝與內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定之間相互聯(lián)系、相互作用的辯證關(guān)系；運(yùn)用圖示和模型的方法表征體內(nèi)細(xì)胞與環(huán)境物質(zhì)交換過程，提高科學(xué)思維能力。

(3) 關(guān)注人體內(nèi)環(huán)境維持穩(wěn)態(tài)與人體健康的關(guān)系，提倡健康的生活方式。

3 教學(xué)過程

課前在生物學(xué)教學(xué)資源庫中上傳一個5分鐘左右的微課視頻：“體內(nèi)細(xì)胞與環(huán)境之間物質(zhì)交換的動態(tài)過程”，課上教師首先結(jié)合學(xué)生初中所學(xué)知識和本節(jié)內(nèi)容，對血漿、組織液和淋巴進(jìn)行簡單的講解。

3.1 創(chuàng)設(shè)真實情境，導(dǎo)入新課 在醫(yī)院看病有時醫(yī)生會讓病人去驗血，你有過這樣的經(jīng)歷嗎？驗血的目的是什么？(血液是所有生命活動的中轉(zhuǎn)站，它的成分能充分反映機(jī)體的健康狀況。)

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

讓學(xué)生根據(jù)資料分析某同學(xué)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(xué)的血液報告

設(shè)計意圖： 從學(xué)生的生活經(jīng)驗引入，再通過資料和血液報告單的分析，讓學(xué)生真切感受到細(xì)胞代謝異常往往會反映在血液生化指標(biāo)中，同時培養(yǎng)學(xué)生獲取信息并處理信息的能力。

3.2 設(shè)計疑難問題，突出主線 具體教學(xué)設(shè)計如下：

3.2.1 內(nèi)環(huán)境的含義 結(jié)合課前的微課視頻“體內(nèi)細(xì)胞與環(huán)境之間物質(zhì)交換的動態(tài)過程”，讓學(xué)生思考為什么組織細(xì)胞的代謝異常會反映在血液的生化指標(biāo)中呢？嘗試用箭頭的方式將組織細(xì)胞、組織液、血漿和淋巴的物質(zhì)交換關(guān)系表示出來。請1位學(xué)生板演(圖1)，其他學(xué)生在紙上畫，然后師生共同進(jìn)行評價。

圖1 組織細(xì)胞、組織液、血漿和淋巴的物質(zhì)交換關(guān)系

引導(dǎo)學(xué)生了解： 組成內(nèi)環(huán)境的物質(zhì)有哪些？(包括營養(yǎng)物質(zhì)、代謝廢物、激素、抗體等。)進(jìn)一步設(shè)疑： 內(nèi)環(huán)境中的營養(yǎng)物質(zhì)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(xué)內(nèi)環(huán)境與外界進(jìn)行物質(zhì)交換需要消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和排泄系統(tǒng)的直接參與。

設(shè)計意圖： 結(jié)合課前觀看微課視頻和課堂內(nèi)建立組織細(xì)胞、血漿、組織液和淋巴之間的物質(zhì)交換模型，落實“運(yùn)用圖示和模型的方法表征體內(nèi)細(xì)胞與環(huán)境物質(zhì)交換過程”科學(xué)思維目標(biāo)。通過問題設(shè)疑和自學(xué)討論，對內(nèi)環(huán)境的內(nèi)涵和外延有更深的理解。

3.2.2 內(nèi)環(huán)境保持相對穩(wěn)定的意義 內(nèi)環(huán)境是體內(nèi)細(xì)胞生存的直接環(huán)境，細(xì)胞與內(nèi)環(huán)境、內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境之間不斷進(jìn)行物質(zhì)交換。因此，細(xì)胞的代謝活動以及外界環(huán)境的不斷變化，必然會影響內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)。那么內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)會變嗎？再次出示血液報告單，并追問： 內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)會劇烈的變化嗎？學(xué)生自學(xué)討論后，教師總結(jié)： 動物機(jī)體內(nèi)部環(huán)境相對穩(wěn)定的狀態(tài)叫做穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài)是一種可變卻又相對穩(wěn)定的狀態(tài)。再次提問： 穩(wěn)態(tài)會被破壞嗎？請學(xué)生分別舉些穩(wěn)態(tài)的例子和穩(wěn)態(tài)失調(diào)的例子，并說明穩(wěn)態(tài)被破壞的危害。

設(shè)計意圖： 再次利用血液報告單直觀地說明內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)是可變卻又相對穩(wěn)定的。通過學(xué)生舉例穩(wěn)態(tài)及穩(wěn)態(tài)失調(diào)的例子，總結(jié)出內(nèi)環(huán)境保持相對穩(wěn)定的意義。同時，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注人體內(nèi)環(huán)境維持穩(wěn)態(tài)與人體健康的關(guān)系，倡導(dǎo)健康的生活方式。

3.2.3 穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機(jī)制 機(jī)體是如何來維持穩(wěn)態(tài)的呢？通過學(xué)生的討論，總結(jié)出： 要維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，動物體必須能及時感知內(nèi)外環(huán)境的變化，并及時作出反應(yīng)加以調(diào)整，這些活動都依靠神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的活動來完成的。

設(shè)計意圖： 學(xué)生在了解了穩(wěn)態(tài)的含義和意義的基礎(chǔ)上，并結(jié)合自己的日常生活經(jīng)驗、初中所學(xué)知識等討論維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定的機(jī)制。

3.3 小結(jié)課堂內(nèi)容，鞏固新知 本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了內(nèi)環(huán)境和穩(wěn)態(tài)兩個概念。請學(xué)生思考是不是所有生物的細(xì)胞都要通過內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境發(fā)生物質(zhì)交換呢？單細(xì)胞的原生動物和簡單的多細(xì)胞動物的細(xì)胞直接與外部環(huán)境發(fā)生物質(zhì)交換。穩(wěn)態(tài)指的是內(nèi)環(huán)境的成分、理化性質(zhì)保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)，它是細(xì)胞正常生存的必要條件，主要通過神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)來維持。那么，神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)具體是怎么進(jìn)行的呢？給下節(jié)課埋下伏筆。

設(shè)計意圖： 通過小結(jié)，完善知識體系、鞏固所學(xué)知識，也為后續(xù)知識的學(xué)習(xí)埋下伏筆；并通過問題“是不是所有生物的細(xì)胞都要通過內(nèi)環(huán)境發(fā)生物質(zhì)交換呢？”，明確單細(xì)胞動物與多細(xì)胞動物進(jìn)行物質(zhì)交換的區(qū)別。

4 教學(xué)反思

在“內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”的教學(xué)設(shè)計中，對教材的編排順序和教材提供的素材進(jìn)行大膽取舍和合理安排，并在課前提供了一小段微課，導(dǎo)入時補(bǔ)充資料分析。在教學(xué)中基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的提升，以創(chuàng)設(shè)真實情境引課，與學(xué)生已有的知識發(fā)生聯(lián)系，建構(gòu)起細(xì)胞能與內(nèi)環(huán)境發(fā)生聯(lián)系的有意義的知識體系，接著設(shè)計一系列疑難問題，活躍了學(xué)生的思維、提高了學(xué)生的參與度，同時培養(yǎng)了學(xué)生的生命觀念、理性思維和社會責(zé)任等生物學(xué)核心素養(yǎng)，最后通過小結(jié)課堂內(nèi)容進(jìn)一步完善知識體系、鞏固所學(xué)知識。