基于系統(tǒng)觀的“細(xì)胞的衰老和死亡”教學(xué)設(shè)計(jì)

張曉玲

【摘要】通過問題驅(qū)動(dòng)、資料收集、實(shí)例分析等活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，對(duì)重要概念進(jìn)行建構(gòu)，有助于理解生命的系統(tǒng)性和核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和落地。

【關(guān)鍵詞】細(xì)胞衰老 ? ?細(xì)胞死亡 ? ?核心素養(yǎng)

1 ?教材和學(xué)情分析

“細(xì)胞的衰老和死亡”是浙科版高中生物學(xué)必修1第4章第3節(jié)的內(nèi)容，包括衰老細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和代謝產(chǎn)生異常、衰老細(xì)胞的死亡受基因的調(diào)控等內(nèi)容。“細(xì)胞的衰老及死亡”是“細(xì)胞會(huì)經(jīng)歷生長、增殖、分化、衰老和死亡等生命進(jìn)程”這一重要概念下的一個(gè)次位概念[1]。衰老和死亡是生命的基本現(xiàn)象，發(fā)生在生物界的整體水平、種群水平、個(gè)體水平、細(xì)胞水體、分子水平等不同的層次，能較好體現(xiàn)系統(tǒng)觀，從系統(tǒng)的視角闡述生命的本質(zhì)屬性。因此，本節(jié)在本章乃至本模塊的教學(xué)中具有重要地位。

細(xì)胞的衰老和死亡是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)。在生活中，“個(gè)體衰老和死亡”的生物學(xué)事實(shí)并不陌生，因此在學(xué)習(xí)細(xì)胞水平的相關(guān)知識(shí)時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生通過結(jié)合生活體驗(yàn)建構(gòu)概念，進(jìn)而形成思想認(rèn)同，更好地理解生命的周期性，形成珍惜生命、關(guān)注健康的科學(xué)生命觀。

2 ?教學(xué)目標(biāo)

基于課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容要求，圍繞學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，筆者確定了如下教學(xué)目標(biāo)：（1）通過白發(fā)和老年斑的形成分析，說出個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系;（2）描述細(xì)胞衰老的特征及原因;（3）簡述細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的區(qū)別;

（4）探討細(xì)胞的衰老和死亡與人體健康的關(guān)系，關(guān)注老年人的健康和生活狀況。

3 ?教學(xué)過程

3.1 ?創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

教師的組織和引導(dǎo)：展示電影《童夢(mèng)奇緣》中劉德華各個(gè)年齡段的圖像。提出問題：人體衰老有哪些表現(xiàn)？

設(shè)計(jì)意圖 ?通過影視照片導(dǎo)入新課，能引起學(xué)生共情。學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn)，衰老的人體通常表現(xiàn)出皮膚褶皺，頭發(fā)斑白，行動(dòng)遲緩，出現(xiàn)老年斑等特征，引出“衰老”一詞。

3.2 ?深入學(xué)習(xí)，建構(gòu)概念

展示資料：1. 人頭發(fā)形成的直接原因：毛囊細(xì)胞中酪氨酸活性降低，黑色素合成減少;2. 細(xì)胞內(nèi)的色素積累導(dǎo)致“老年斑”的出現(xiàn);3. 人體細(xì)胞每天的更新率為1%～2%。也就是說，每100個(gè)細(xì)胞當(dāng)中，每天有1～2個(gè)細(xì)胞更新。其中肝細(xì)胞壽命為18個(gè)月，皮膚細(xì)胞的壽命為十多天，消化道內(nèi)壁細(xì)胞壽命只有幾十個(gè)小時(shí)。4. “探究影響細(xì)胞衰老的年齡因素”的實(shí)驗(yàn)分析;5. 衰老細(xì)胞的結(jié)構(gòu)圖

教師提出問題：個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老間有什么聯(lián)系呢？老年人體內(nèi)是否存在幼嫩的細(xì)胞？年輕人體內(nèi)是否有衰老的細(xì)胞？細(xì)胞衰老的特征是什么？

學(xué)生討論后，達(dá)成共識(shí)：對(duì)于單細(xì)胞生物而言，細(xì)胞衰老等同于個(gè)體衰老;對(duì)于多細(xì)胞生物而言，個(gè)體衰老是機(jī)體細(xì)胞普遍衰老的體現(xiàn)。個(gè)體衰老是生理功能下降和紊亂的綜合表現(xiàn)，是不可逆轉(zhuǎn)的生命過程，其基本特征為：皮膚干燥、皺縮（細(xì)胞水分少）;代謝減緩（細(xì)胞內(nèi)酶活性大多下降）;老年斑（細(xì)胞內(nèi)色素積累）;頭發(fā)變白（細(xì)胞內(nèi)酪氨酸酶活性下降）等。

展示資料：細(xì)胞衰老的機(jī)制——自由基學(xué)說和端粒學(xué)說

教師進(jìn)一步提出問題：細(xì)胞衰老與人類健康有什么關(guān)系？如何預(yù)防衰老？

學(xué)生通過資料查詢，形成共識(shí)：（1）細(xì)胞的正常衰老對(duì)于實(shí)現(xiàn)有機(jī)體的自我更新非常有利。如，紅細(xì)胞的快速更新，血液中始終有足夠量的新生紅細(xì)胞來運(yùn)輸氧氣。（2）細(xì)胞異常衰老會(huì)給人類帶來健康上的威脅。如兒童早衰癥就是細(xì)胞過早衰老產(chǎn)生的一種疾病。機(jī)體眾多細(xì)胞及組織的衰老就會(huì)引起人衰老。從根本看來，要延緩衰老，就要想發(fā)設(shè)法地減慢細(xì)胞衰老的速度。

展示資料：我國的年齡結(jié)構(gòu)

教師提出問題：可能有哪些問題？如何解決這些問題？在日常生活中，如何行動(dòng)？引導(dǎo)學(xué)生對(duì)社會(huì)問題的關(guān)注。

展示資料：胎兒手的發(fā)育過程圖片;蝌蚪發(fā)育的過程圖;紅細(xì)胞凋亡的過程示意圖。

教師提問：為什么會(huì)有這樣的現(xiàn)象？紅細(xì)胞凋亡的原因是什么？

學(xué)生討論，形成共識(shí)：細(xì)胞凋亡是由基因決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過程。其功能為清除多余的細(xì)胞，對(duì)生物體完成正常發(fā)育，維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定和抵御外界各種因素的干擾起關(guān)鍵作用。

教師進(jìn)一步引導(dǎo)：細(xì)胞的死亡也有“意外”的，那就是是細(xì)胞壞死。

展示圖片：細(xì)胞正常死亡和非正常死亡的圖片

引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)，關(guān)注健康生活方式：

細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的比較

項(xiàng)目 細(xì)胞凋亡 細(xì)胞壞死

影響因素 受基因影響 不受基因控制，由電、熱、冷、機(jī)械等不利因素造成

細(xì)胞膜的變化 內(nèi)陷 破裂

形態(tài)變化 細(xì)胞變圓，與周圍細(xì)胞脫離 細(xì)胞外形發(fā)生不規(guī)則變化

特點(diǎn) 是細(xì)胞主動(dòng)、自動(dòng)結(jié)束生命的自然過程 是被動(dòng)的，由于細(xì)胞正常代謝活動(dòng)受損或中斷引起的病理過程

實(shí)例 女性月經(jīng)期間子宮內(nèi)膜的脫落;成熟個(gè)體中細(xì)胞的自然更新;被病原體感染的細(xì)胞的清除 燙傷后的皮膚、黏膜的脫落;骨折時(shí)部分骨細(xì)胞死亡;吸煙者肺部細(xì)胞因尼古丁作用而死亡

對(duì)機(jī)體的影響 有利 有害

設(shè)計(jì)意圖 ?通過聯(lián)系生活，讓學(xué)生體驗(yàn)到學(xué)習(xí)生物學(xué)不僅為了考試，更是為了更好地生活，遠(yuǎn)離不健康的生活習(xí)慣。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注健康生活，關(guān)愛他人，有助落實(shí)社會(huì)責(zé)任。

3.3 ? ?教后反思

本節(jié)課本身內(nèi)容不多，那如何使這堂課豐厚起來，筆者課前設(shè)計(jì)了資料收集的環(huán)節(jié)。既可以提前熟悉課本內(nèi)容，又可以帶動(dòng)學(xué)生主動(dòng)地去獲取信息、篩選信息以及分享和展示信息。總的來看，活動(dòng)中學(xué)生的參與度高，課堂氣氛活躍。課堂之所以充滿活力，是因?yàn)槲覀兠鎸?duì)的是一個(gè)個(gè)鮮活的富有個(gè)性的生命體。教學(xué)活動(dòng)雖可預(yù)設(shè)，但不是由預(yù)設(shè)決定的，在充分備課的基礎(chǔ)上要勇于面對(duì)學(xué)生的非預(yù)設(shè)生成，積極對(duì)待、冷靜處理。

充分利用多媒體課件，將抽象的變化過程直觀化，將冗長的文字圖象化，通過學(xué)生觀察、討論，發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，使學(xué)生能真正理解和掌握。但為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有更多思考、質(zhì)疑、實(shí)踐的時(shí)間和空間，還可以設(shè)計(jì)一份學(xué)案，讓學(xué)生充分感受理解知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展的過程，激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新學(xué)習(xí)的意識(shí)。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)：2017年版[M].北京.人民教育出版社，2018：13.