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《人體的內環(huán)境與穩(wěn)態(tài)》優(yōu)秀教學設計
穩(wěn)態(tài)是生命系統(tǒng)的基本特征之一。本模塊為《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》,因此,應該讓學生開始本模塊的學習時,就明白什么是穩(wěn)態(tài),理解穩(wěn)態(tài)的重要意義。
本章教材分析
一、教學目的要求
知識方面
1.描述內環(huán)境及其作用。
2.說明內環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其生理意義。
情感態(tài)度與價值觀方面
關注維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)與健康的關系。
能力方面
1.進行實驗,了解生物體維持pH穩(wěn)定的機制。
2.嘗試建構人體細胞與外界環(huán)境的物質交換模型。
二、教學內容的結構和特點
(一)教學內容的特點
本章內容包括《細胞生活的環(huán)境》和《內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性》兩節(jié)內容。其中第1節(jié)可用1課時教學,第2節(jié)可用2課時教學(其中實驗1課時)。
本章題圖由3張圖片組成:邊防戰(zhàn)士在冰天雪地里巡邏、工人在煉鋼爐前工作、抗洪戰(zhàn)士在補充營養(yǎng)物質和水分。章引言則就這3種場景提出問題,引發(fā)學生思考。"內環(huán)境"的概念比較抽象,教材這樣做,是從宏觀方面引入,從外在現(xiàn)象入手,意在激發(fā)學生的學習興趣。壓圖詩是本章的點睛之筆,具有統(tǒng)領全章內容的功能。
第1節(jié)《細胞生活的環(huán)境》包括體細胞生活在細胞外液中、細胞外液的成分、細胞外液的滲透壓和酸堿度、內環(huán)境是細胞與外界環(huán)境進行物質交換的媒介等內容。這些內容,是課程標準所規(guī)定的"說明穩(wěn)態(tài)的生理意義"的基礎。教材并沒有一開始就闡述什么是"人體內環(huán)境",而先放眼生命世界中"細胞生活的環(huán)境"這樣的廣闊視角。這樣,既可以和《分子與細胞》銜接,利用學生已有的知識經(jīng)驗,又能激發(fā)學生的學習興趣。"問題探討"活動,意在調動學生圍繞單細胞生物和多細胞生物的細胞的生活環(huán)境的差異展開討論。因為對單細胞生物生活的環(huán)境有一定的了解,有助于認識到多細胞生物的細胞也需要與環(huán)境進行物質和能量交換,從而能更好地理解這些細胞的生存環(huán)境,并加深對生命世界的認識。
"體內細胞生活在細胞外液中"包含體液和內環(huán)境兩個概念。內環(huán)境是核心概念,既包括了內環(huán)境的定義,也包括組成內環(huán)境的各種細胞外液通過動態(tài)的有機聯(lián)系形成統(tǒng)一整體,還包括本章后續(xù)學習內容:內環(huán)境的組成、為什么要維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)等。教材第2章還要繼續(xù)闡釋內環(huán)境為什么能維持穩(wěn)態(tài)。在這部分內容的最后,教材以在內環(huán)境中體內細胞能正常地生活,"內環(huán)境與外界環(huán)境有哪些差別?"這樣的問題,引出細胞外液的組成和理化特性的內容。
"細胞外液的成分"是學習細胞外液的滲透壓和酸堿度等內容的基礎。這部分內容以血漿的化學成分為例進行探討。資料分析所提供的材料,比學生在初中曾經(jīng)學過的相關內容更為詳細。資料內容不要求學生記憶,而是供學生分析細胞外液有哪些主要成分時參考。教材在這部分內容最后總結"細胞外液是一種鹽溶液,類似于海水。這在一定程度上反映了生命起源于海洋。"這樣,就在"內環(huán)境"和"生物進化"這兩個核心概念之間建立了聯(lián)系。
細胞外液的滲透壓、酸堿度和溫度,是內環(huán)境理化性質的三個主要方面。滲透壓的概念比較難理解,教材用的篇幅稍多,并且用旁欄思考題的形式,引導學生與日常生活經(jīng)驗相聯(lián)系;pH的概念,教材用"學科交叉"欄目引導學生聯(lián)系相關化學知識;內環(huán)境的溫度特點比較好理解,教材僅用一句話來介紹。
內環(huán)境是細胞與外界環(huán)境進行物質交換的媒介,細胞與內環(huán)境之間進行物質交換的內容比較好理解。內環(huán)境如何與外界環(huán)境進行物質交換的內容,則比較復雜。教材在此處安排了一個思考與討論活動,引導學生聯(lián)系初中所學過的知識,通過"思考與討論"得到答案。本節(jié)教材正文之后,還安排了與內環(huán)境如何與外界環(huán)境進行物質交換有關的技能訓練,讓學生通過這個活動,既練習、領悟構建模型的方法,又進一步理解有關知識內容。
《內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性》是本章的重點內容,包括內環(huán)境的動態(tài)變化、對穩(wěn)態(tài)調節(jié)機制的認識、內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要意義等內容。"問題探討"引導學生分析化驗單上為什么每種成分都有一個變化范圍,從而初步認識內環(huán)境的各種成分是動態(tài)變化的。因為體溫便于測量,所以教材以體溫日變化規(guī)律的調查活動著手,進入對內環(huán)境動態(tài)變化的探討。本節(jié)安排的實驗"
生物體維持pH穩(wěn)定的機制",只與內環(huán)境的組成成分有關,并不涉及機體各器官系統(tǒng)的協(xié)調配合,因此,其內在邏輯關系上應是緊接著內環(huán)境穩(wěn)態(tài)概念出現(xiàn),但教材編排時為便于閱讀,將它放在正文最后,教師在教學過程中可以靈活掌握。
關于穩(wěn)態(tài)的調節(jié)機制,本節(jié)教材僅作籠統(tǒng)的闡述,相關內容將是第2章學習的重點。內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要意義,是本節(jié)的核心內容,但在有關"對穩(wěn)態(tài)調節(jié)機制的認識"中,已經(jīng)有多處體現(xiàn)了內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性,因此,在這個黑體字標題下,教材僅結合細胞代謝活動的正常進行,從生理代謝反應正常進行的角度予以闡述。
本節(jié)內容比較抽象,因此,教材編寫時力求聯(lián)系學生的生活經(jīng)驗。例如,問題探討、調查、思考與討論等欄目安排的內容都與生活實際聯(lián)系緊密。
課外閱讀材料"科學史話"《穩(wěn)態(tài)概念的提出和發(fā)展》,介紹了穩(wěn)態(tài)概念提出和發(fā)展的過程,闡述了不僅在個體層次存在穩(wěn)態(tài),在分子水平、器官水平、生態(tài)系統(tǒng)水平上也都存在穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象,明確穩(wěn)態(tài)已經(jīng)成為生命科學的一大基本概念。因此,這部分內容盡管以課外閱讀材料的形式予以安排,但它卻在某種意義上起著統(tǒng)領全書的作用。
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