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文档简介
1、 高中生物必修3稳态与环境教学实践及案例分析无锡市教育研究中心 冷巨丰无锡市辅仁高级中学 龚雷雨 课标的要求“课程设计思路”中的表述 本模块有助于学生认识发生在生物体内部和生物与环境之间的相互作用,理解生命系统的稳态,认识生命系统结构和功能的整体性;领悟系统分析、建立数学模型等科学方法及其在科学研究中的应用;形成生态学观点和可持续发展的观念。“内容标准”中的要求 本模块选取有关生命活动的调节与稳态的知识、生物与环境的知识,有助于学生理解生命活动的本质,了解系统分析的思想和方法,提高对生命系统与环境关系的认识,并为学生树立人与自然和谐发展的观念,形成生态意识和环境保护意识奠定基础。教材设计思路必
2、修3 稳态与环境1.以科学家访谈代序1.以科学家访谈代序孙儒泳院士结缘生态学研究科学家取得的成果及影响从事研究的方法和不畏艰苦、困难的精神科学家谈生态学研究的现实意义2.以“稳态”这一核心概念构建内容体系稳态与环境个体水平的稳态群体水平的稳态人体的内环境与稳态动物体生命活动的调节植物体的激素调节种群的数量变化群落的演替生态系统的稳定性系统的组成和结构 稳 态系统内的相互作用系统与环境的相互作用自我调节环境个体水平(以人体为主)机体细胞+内环境神经调节、体液调节、免疫调节稳态与健康 群体水平 种群 群落 生态系统人类活动与生态环境稳态与环境生产和生活 必修3 教材主线 稳态与环境以生物个体、种群
3、、群落和生态系统各个层次生命系统的稳态的维持为主线展开的,突出生命系统稳态与环境的关系,同时强化人体稳态的调控和健康,以及人类活动对生态系统稳定性的干扰和保护两个方面。 3.以问题(任务)驱动学习,引导自主探究和合作章首页:提出问题每节开头:以“问题探讨”开始本节聚焦:以问题形式明确本节核心问题资料分析和思考与讨论等栏目较多,引导自主合作探究科学史内容的写法:大体遵循发现新问题再研究再发现的模式来写实验和探究:开始有问题,后面有讨论题4.以本章小结、节练习和章的自我检测强化学生的自我评价本章小结:知识、能力、情感态度价值观节后练习:基础题、拓展题自我检测:概念检测、知识迁移、技能应用、 思维拓
4、展第1章 人体内环境与稳态 第1节 细胞生活的环境第2节 内环境与稳态的重 要性(是本章的重点内容)第1节细胞生活的环境体内细胞生活在细胞外液中细胞外液的成分细胞外液的渗透压和酸碱度内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介第2节 内环境稳态的重要性内环境的动态变化对稳态调节机制的认识内环境稳态的重要意义第1章人体的内环境与稳态教材分析 教学目的要求知识方面说明稳态的生理意义。能力方面初步了解建构概念模型的方法和意义。 情感态度与价值观方面关注维持内环境稳态与健康的关系。教学内容的结构和特点 教学内容的结构 教学内容的特点 本章内容包括细胞生活的环境和内环境稳态的重要性两节内容。其中第1节可用1
5、课时进行教学,第2节可用2课时进行教学(其中实验1课时)。 本章题图由3张图片组成:边防战士在冰天雪地里巡逻、工人在炼钢炉前工作、抗洪战士在补充体能;章引言则就这3种场景提出问题,引发学生思考。“内环境”比较抽象,教材从宏观方面引入,从外在表象入手,以引起学生的学习兴趣。压图诗是本章的点睛之笔,具有统领全章内容的功能。 第1节细胞生活的环境包括体细胞生活在细胞外液中、细胞外液的成分、细胞外液的渗透压和酸碱度、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介等内容。这些内容,是课程标准所规定的“说明稳态的生理意义”的基础。 第2节内环境稳态的重要性是本章的重点内容,包括内环境的动态变化、对稳态调节机制的
6、认识、内环境稳态的重要意义等内容。“问题探讨”引导学生分析化验单上为什么每种成分都有一个变化范围,从而初步认识内环境各成分是动态变化的。因为体温便于测量,所以教材以体温日变化规律的调查活动着手,进入对内环境动态变化的探讨。本节安排的实验“生物体维持pH稳定的机制”,只与内环境组成成分有关,并不涉及机体各器官系统的协调配合,因此,其内在逻辑关系上应是紧接着内环境稳态概念出现,但教材编排时为便于阅读,将它放在正文最后。 关于稳态的调节机制,教材在此处仅做笼统的阐述,相关内容将是第2章学习的重点。 第2节内环境稳态的重要性教学设计 教学目标的确定 课程标准中关于本节内容的具体标准是“说明内环境稳态的
7、生理意义”。要实现这一目标,首先要说明什么是内环境稳态。稳态概念是生命科学的一大基本概念,也是本模块的核心概念。搞好这一概念的教学,可以为后续的学习打下坚实的基础。因此稳态概念及稳态的重要性是本节教学内容的重点。由于这些内容都很抽象,学生要做到真正理解有一定难度,因而也是本节教学内容的难点。稳态调节机制在后面章节中要逐步展开、深化,在本节仅做简要概述,以承上启下,因此达到了解水平即可。每一个人的健康都与内环境的稳态有关,几乎所有人都亲历过诸如发烧等稳态失调引起的疾病。通过学习有关内环境稳态的内容,可以帮助学生结合生活体验构建概念,经过思想认同强化自我保健的意识。 案例解析教学设计思路 说明:本
8、节内容的教学是按照教材顺序安排的,采用先授课后实验的模式。本案例的设计针对课堂授课部分。教学实施的程序 学生活动教师的组织和引导教学意图课下完成调查。 上次课结束前布置作业:按照课本上的要求完成“体温日的变化规律”的调查。学生体验体温的相对稳定情况。学生汇报调查结果,回答问题。请同学汇报体温调查的结果,并根据调查结果回答下面的问题:1.同一个人在一日内的体温变化有何特点?2.不同的人(年龄、性别不同)体温变化有何异同?3.人体温的日变化与当地气温的日变化有何差异?总结:健康人的体温始终接近37 ,处于动态平衡中。 讲述:像体温的变化情况一样,健康人内环境的每一种成分和理化性质都处于动态平衡之中
9、,这种动态平衡称之为稳态,内环境的稳定是机体进行正常生命活动的必要条件。这节课我们一起来学习“第2节 内环境稳态的重要性”。引出本节课的课题。学生尝试列举事实。 体温是内环境理化性质的一个方面,调查结果证明体温处于动态平衡中。那么有哪些事实可以证明内环境的pH和渗透压也处于动态平衡中呢?启发学生思考回忆已有知识。学生观察,回答问题:甲试管中血浆pH变化不明显;乙试管中水的pH变化明显。可见血浆pH处于动态平衡中。下面我们首先来观察一个演示实验。教师演示实验过程,引导学生观察实验现象。取甲乙两个洁净试管,向甲内加入血浆,乙内加入等量蒸馏水,用pH试纸检测。然后,向甲、乙内各滴入等量的几滴HCl或
10、NaOH,摇匀后,再用pH试纸检测。教师展示实验结果,提问:甲、乙两支试管在加入酸或碱后的pH变化有何不同?由此可以得出什么结论?说明人体内环境的pH处于动态平衡中,培养学生的观察能力、分析实验现象得出实验结果的能力。学生举例说明:多饮多尿、输液必须输生理盐水等。 内环境的理化性质除温度、酸碱度外,还有渗透压,内环境的渗透压是否也处于动态平衡中呢?请同学举例说明。启发学生联系生活经验,理解渗透压的稳定。学生回答(答案略),可能回答不够准确,教师要及时补充。内环境中的化学成分是如何变化的呢?出示课本“问题探讨”中的血液生化六项检查化验单。先说明各检查项目与健康状况的关系,然后提问:1.每种成分的
11、参考值(正常值)都有一个变化范围,这说明什么?2.从化验单上看,每种成分的指标是否正常?让学生学会阅读化验单;说明内环境化学成分处于动态平衡中。学生总结稳态概念。根据以上内容,引导学生总结稳态概念。教师强调:(1)稳态不是恒定不变,而是相对恒定的一种动态变化;(2)这种动态变化保持在一定范围内。简要介绍稳态概念的提出和发展,并说明稳态概念已成为生命科学的一大基本概念(详细内容可参考教材中的“科学史话”)。 学生边展示、边讲解。内环境稳态是怎样实现的呢?下面以内环境中的营养物质、代谢废物、02、C02等化学成分为例来分析。请学生利用自己制作的课件或图解,回顾内环境中的营养物质、代谢废物、02、C
12、02等化学成分的来源与去路。说明这些成分要保持相对稳定,首先与消化、呼吸、循环、泌尿等系统的功能及细胞代谢功能的实现有直接关系。其次与各器官、系统的协调有关。学生利用自制课件讲解,体验成就感,锻炼能力,创造一种生生交流、师生交流的氛围。学生倾听。机体内各个器官、系统,为什么能保持协调一致?简要介绍人类对机体维持稳态机制的认识过程,指出目前普遍认为,神经体液免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。机体对稳态进行调节的能力是有限的,当外界环境变化过于剧烈,或人体自身的调节功能出现障碍,内环境稳态就会遭到破坏。内环境稳态遭破坏后会出现什么现象呢? 学生举例,如尿毒症、糖尿病、高山缺氧反应、发高烧、
13、严重腹泻造成的脱水、酸碱中毒等。请同学列举几个稳态失调的病例,说明症状和危害。在同学充分列举的基础上,教师给予适度的补充和修正。为什么内环境稳态失调后,会对机体造成危害?引导学生从细胞代谢需要的物质和条件进行分析,最后总结出:内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。启发学生思考,与生活经验建立联系。学生讨论。如何预防内环境稳态失调、保持机体健康?引导学生从外界环境和机体自身调节能力两个方面去思考。即通过加强自我保健,减少外界环境变化对机体的不良影响,同时增强机体的调节能力以适应多变的外环境。具体如何做?学生讨论,总结。1.保护我们的生存环境,防治环境污染。2.加强自我保健,为机体保持健康创
14、造有利条件。尤其是处于比较恶劣的工作环境中的人,更应注意自身保健,如边防战士注意保暖、炼钢工人注意降温、抗洪战士注意补充水盐等。了解这些知识后才能懂得如何关爱自身和他人。3.加强体育锻炼,增强体质,提高机体适应外界环境的能力。通过讨论,促进学生关注健康问题,强化自我保健和关爱他人的意识和能力。其他问题及其对策 关于“体温日变化规律”的调查。在此项调查中需要家长的协作配合。家长工作繁忙,教师有必要提前给家长发一封信,恳请家长配合学校的教学工作,协助孩子完成这项调查活动。选择好布置活动的时间。由于这项活动需要测量一日内7个时刻的体温,应选择父母和孩子共同的休息日来完成。布置作业时应就体温的知识和测
15、量体温的方法进行培训。可参考下面的内容:人的体温是指人身体内部的温度,即内环境的温度。由于身体内部的温度不容易测量,所以临床上常以口腔、腋窝和直肠的温度来代表体温。在本次调查活动中我们用腋窝温度代表体温。布置作业时要明确以下要求,即在进行这项活动时,不仅要完成体温的测量,还要完成思考题的回答,为下节课的讨论做好准备。 第2章动物和人体生命活动 的调节第1节 通过神经系统的调节第2节 通过激素的调节第3节神经调节与体液调节的关系第4节 免疫调节第1节 通过神经系统的调节(第1课时)从足球比赛入手进行“问题探讨”通过“思考与讨论”回顾反射弧的基本结构和反射图文分析兴奋在神经纤维上的传导和兴奋在神经
16、元之间的传递兴奋在神经元之间单向传递的机理案例解析 教学设计一: 第1节 通过神经系统的调节(第1课时) 设计思想 本课时内容研究的是生命活动的基本规律,微观、抽象、难以理解,利用挂图、板图加讲授的方法很难达到预期目的。因此,本课时要要充分体现现代信息技术和学科的整合,通过多组形象逼真的多媒体课件,从微观到宏观,从静态到动态,从抽象到具体,借助形象思维,帮助学生加深理解,突出重点,突破难点。 整个教学过程,采用“引导探究”式教学策略。由老师提供从网上下载的小实验或师生共同提供背景材料,创设情境,营造氛围,将学生领进探究知识的过程中去,通过积极思维去探究知识的形成,从而逐渐培养学生的各种能力,使
17、学生初步掌握科学研究的方法。 课标分析 搜集有关利用神经调节原理的仿生学资料,概述人体和高等动物的神经调节的结构基础和调节过程,说明神经冲动的产生和传导。 教材分析 本课时,在回顾了神经调节的基本方式之后着重阐述兴奋的传导,包括神经纤维上的传导和神经元之间的传递两部分内容。“神经纤维上的传导”部分:结合插图讲述了神经纤维受刺激时产生电位变化、电位差和局部电流的形成以及兴奋在神经纤维上的传导方式;“神经元间的传递”部分:在介绍了突触的结构之后,讲述了兴奋怎样从一个神经元通过突触传递给另一个神经元,最后讲述了神经元之间,兴奋只能单向传递的原因。 为了更好地发挥互动式教学的最大优势,教师可适当补充关
18、于研究兴奋传导的实验材料的选择以及具体的实验方法,将这部分知识还原到科学史的研究背景中去认识。 神经纤维上的传导和神经元间的传递这些内容比较抽象,学生没有接触过,不容易理解,在学习上具有一定的难度。因此,既是教学的重点又是教学的难点,特别是兴奋传导时膜电位的变化和突触释放递质的过程。教学目标分析 知识与技能 1、概述神经调节的结构基础和反射。2、说明兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递。 过程与方法 1、培养学生跨学科知识的分析、迁移能力 2、培养学生科学思维、逻辑推理能力 情感态度与价值观 认同生物体结构与功能相统一的辨证关系 教学重点 兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递 教学
19、难点 神经冲动的产生和传导 教学目标分析 学情分析 学生在初中已经学习了神经调节的基本方式反射,反射的结构基础反射弧等相关基础知识,教师只要通过提问、复习和及时深化就可以解决问题。 高中学生已经具有了一定的认知能力,思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立,抽象思维能力也大大增强,但仍不完善,需要教师主导下的定向教学活动。 教学内容 教师活动 学生活动引言与神经调节的基本方式:复习神经调节的基本方式反射,反射的结构基础反射弧等相关基础知识兴奋的概念引言:请同学们欣赏一段足球比赛的精彩情境。(播放世界杯比赛画面)问:比赛画面为我们展现了运动、力量、协调的美,那么运动员要经过哪些方式的调节才能完成
20、如此协调的动作?小结:如果仅有体液调节,机体就难以迅速而精确地作出反应。人和动物体内各器官,系统的协调和统一,各项生命活动的进行以及对外界环境的变化做出相应的反应,主要是通过神经系统的调节作用来完成的。答:神经调节和体液调节教学过程神经调节的基本方式反射,反射的结构基础反射弧问:初中的学习我们知道,神经调节的基本方式是反射,那么,什么是反射呢?(教师适时引导学生加以补充完整,并着重强调反射概念的三要素)问:反射的结构基础是什么?创设问题情境:让学生自己识别反射弧中的各结构,在此基础上以小组为单位讨论构建出一条完整的反射弧。播放课件,引导学生观察反射弧结构模式图,并提示注意闪动部位代表的结构。问
21、:如果反射弧中的某个环节受损,反射活动将会怎样?(展示经典例题加以分析,作到及时巩固)答:反射是指在中枢神经系统的参与下,动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答小组讨论、分析回答:反射弧由感受器,传入神经,神经中枢,传出神经和效应器五部分组成教师与学生共同举例分析对反射弧知识巩固强化神经元结构的复习神经纤维的再认知过渡,引出兴奋的概念例题分析:(略)师:通常脊椎动物的反射弧,在感觉神经元和运动神经元之间还有中间神经元,它起着传递信息的作用。那么这些神经元的结构又是怎样的呢?引导学生观察神经元结构模式图并叙述各部分结构。(略)师强调:长的树突、轴突和髓鞘构成神经纤维。小结:从宏观上看,兴奋需
22、要在反射弧各部分上传导;从微观上看,兴奋则需要在组成反射弧的每一个神经元内部传导,特别是在神经纤维上的传导。问:那么什么是兴奋呢?学生分析回答,教师加以评价补充学生观察、思考、回顾学生从图中感知学生思考并参考教材形成概念:是指动物体或人体的某些组织(如神经组织)或细胞感受外界刺激后,相对静止状态变为显著活跃状态的过程兴奋在神经纤维上的传导资料呈现,将学生思维引入问题情境实验再现,体验科学家的探究历程与前人对话,认同观点背景资料:早在1791年,意大利解剖学家伽伐尼发现兴奋传导实际上是一种生物电现象。但是神经纤维都很细,作实验很困难。到20世纪30年代英国科学家发现乌贼的巨大神经纤维是实验的理想
23、材料,它粗大的轴突直径可达1mm,使测量电位差的微电极极易插入,为开展实验提供了方便。实验方法1:教师展示神经表面电位差的动画课件。(提示学生注意观察图示)师:取两个微电极,一个插入神经纤维内,一个接到神经纤维表面,用微伏计测出膜内外的电位差,即叫势差。 结果显示:膜外为正电位,膜内为负电位。问:为什么会出现电位差呢?结论:很早人们就发现神经纤维膜内外就存在着离子浓度的差异。学生熟悉资料,观察实验过程,思考学生观察,尝试回答相关问题思考认可科学家的观点兴奋在神经纤维上的传导两种离子跨膜运输的分析以及膜内外电位的变化分析动画分步演示,引导学生分析实验方法2:教师展示Na+和K+通过Na+通道和K
24、+通道进行跨膜运输的动画课件。 (提示学生注意观察图示)并分析两种离子的浓度差:膜内的K+离子浓度远高于膜外, Na+离子浓度则相反。师:在细胞未受刺激时,也就是静息状态时,膜内的K+离子很容易通过载体通道蛋白顺着浓度梯度大量运转到膜外,从而形成膜外正电位,膜内负电位。当神经纤维的某一部位受到刺激时,膜上的Na+离子载体通道蛋白被激活, Na+离子通道透性增强,大量Na+离子内流,使膜两侧电位差倒转,即膜外由正电位变为负电位,膜内由负电位变为正电位。师:具体分析兴奋传导的过程并分步演示兴奋在神经纤维上传导的动画。创设问题情境:静息时,膜内外电位处于何种状态?受刺激时,兴奋部位的膜内外发生了怎样
25、的变化?教师引导学生观察分析并得出结论:学生观察思考从动画的观察过程体会膜电位的变化观察兴奋传导过程,思考静息时和受刺激时膜内外电位的变化兴奋在神经纤维上的传导在 两种离子跨膜运输的分析的基础上,进一步解析动作电位和静息电位的成因动画完整演示,形成整体思维 静息时,由于K+外流膜内电位为负,膜外电位为正。由于Na+离子内流,兴奋部位膜内外迅速发生了一次电位变化,膜外由正电位变为负电位,膜内则由负电位变为正电位。教师点拨:试用电学知识来解释这个问题,并就膜外与膜内分别说明。在神经纤维膜外兴奋部位与未兴奋部位之间形成了电位差,于是就有了电荷移动,在细胞膜内的兴奋部位与邻近的未兴奋部位之间也形成了电
26、位差,也有了电荷移动,这样就形成了局部电流,电流方向如何呢?教师引导:观察邻近的未兴奋部位,这种局部电流又刺激相邻的未兴奋部位发生上述同样的电位变化,又产生局部电流,如此依次进行下去,兴奋不断向前传导,而已兴奋部位又不断依次恢复原静息电位。兴奋就按这样的方式沿着神经纤维迅速向前传导。师:演示完整的兴奋在神经纤维上传导动画,让学生领悟传导过程并让学生归纳和复述学生分析得出结果学生分析、讨论:邻近未兴奋部位仍然维持原来的“外正内负”,那么,兴奋部与原来的未兴奋部位之间将会出现怎样的变化?学生活动:电流在膜外由未兴奋部位流向兴奋部位,在膜内则相反,从而形成了局部电流回路。生复述过程:刺激膜电位变化电
27、位差电荷移动局部电流。传导实质:膜电位变化局部电流兴奋在神经纤维上的传导总结、归纳过渡,创设问题情境,引出新知识兴奋在神经元之间的传递师:大家分析了当兴奋从树突经胞体传向轴突进的传导方向,如果在一条离体神经纤维中段施加一个适宜的刺激,传导方向又是怎样的呢?(图示略)师:兴奋传导还受机械压力、冷冻、 电流、化学药物等因素的影响而受到干扰或阻断。当兴奋传到神经纤维未梢时,是怎样到达下一个神经元的呢?师:引出突触的知识。图片展示:光学显微镜下观察到的突触结构,突触是由哪几部分组成的?引导学生分析突触的结构。(与此同时,展示电子显微镜下观察到的突触结构,即突触前膜、突触间隙、突触后膜。注意引导学生观察
28、突触小体内的突触小泡)展示:将画面还原到两个神经元之间的图片上去观察突触。生:从物理学角度来思考这个问题,兴奋部位与两侧未兴奋部位都存在电位差,所以刺激神经纤维上任何一点,所产生的冲动均可沿着神经纤维向两侧同时传导。所以兴奋在神经纤维上的传导具有双向性。学生观察思考解析递质在突触间传递的过程兴奋在神经元间单向传递的原因分析传递完成后递质 的去向师:当兴奋通过轴突传到突触小体时,突触小体内的突触小泡就将递质释放到突触间隙里,突触后膜的相应受体蛋白接受递质的的化学刺激,引起突触后膜的膜电位改变。这样,兴奋就从一个神经元通过突触而传递给了另一个神经元。突触后膜的受体对递质有高度的选择性。师:由于递质
29、只存在于突触小体内,只能由突触前膜释放到突触间隙作用于突触后膜上,使后一个神经元兴奋或抑制,所以神经元之间兴奋传递只能是单方向的。就是说:兴奋只能从一个神经元的轴突传到另一个神经元的树突或胞体,而不能向相反的方向传递。这种单向传递使整个神经系统活动能有规律的进行。说明:递质发生效应后就被酶破坏而失活,一次神经冲动只能引起一次递质释放,产生一次突触后膜电位变化,之后很快又恢复为静息状态。生:再次观察动画模拟过程,复述,概括。兴奋在神经元间传递过程:兴奋突触小体突触小泡释放递质突触间隙突触后膜兴奋或抑制。学生理解兴奋传递单向性的原因对神经调节特点的理解打下理论基础兴奋传递是一个耗能过程药物的使用对
30、兴奋传递的干扰兴奋传导和传递的比较本课时内容归纳总结巩固练习师:引导学生观察线粒体,得出兴奋传递是一个耗能的过程结论。应用:有些杀虫剂能抑制酶的活性,使递质不被破坏,递质一直结合在后膜的受体部位,连续发生作用,使神经处于持续冲动状态而不能恢复到静息状态,这样,就使动物长时间处于震颤、痉挛状态,终致死亡。教师创设问题情境,设计编排表格内容,从信号形式、传导速度、传导方向、实质几方面进行比较(表略)。随后,展示经典例题加以分析(题略)小结:教师总结本节课知识,回顾本节课的知识要点,为下一课时的教学打下伏笔。(略)学生对前后知识联系,强化认知学以致用,知识源于生活学生思考、分析回答学生与教师一起回顾
31、本节课的主要内容课后反思: 从总体上看,这是一个完整的成功的师生双边直接参与的学术讨论课案例,同时又是实用性很强的科普知识课教学案例。因为,“神经调节”一类的纯学术理论的教学总给人抽象、看不见摸不着的感受,实施教学时总不免有些空洞,若将整个课题内容一下子展现在学生面前,学生常常茫然、不知所措,教与学都不易把握,所以采用师生双边直接参与的学术讨论式的处理方法,将现实中的场景引领到学生面前,遵循认知的规律性,在分析、讨论、归纳中获取真知,从而领悟到神经调节中的精华要点,从这个角度看,本案例所展现出来的组织学术讨论是很有意义的。 从这堂课我们可以看到,教师的教学责任更加重大了。探究性学习呼唤研究型的
32、教师。学生的积极参与讨论,不仅会激发和表现出他们的聪明才智,也更容易暴露其问题和不足。从某种意义上看,这本身是讨论法的长处。而能否敏锐地发现其中的教育、教学机遇,或及时深入教学,或留待以后选择适当的时机开展,则有赖于教师的专业素养、教育理念和教学经验。 教学永远是一门遗憾的“艺术”,上课前预想了很多好的想法,好的创意,上课时都可能由于上课时千变万化的情境(每个学生的感知、理解、兴趣和思想集中程度都不一)而没能“洽到好处”地实施和解答。这节课上完之后,“遗憾”同样油然而生。设计教案就是必需考虑动态的生成,让我们少一些“遗憾”,多一些“惬意”。 第3章 植物的激素调节第1节 植物生长素的发现第2节
33、 生长素的生理作用第3节其他植物激素第1节 植物生长素的发现章首页压图诗,进入问题情境“问题探讨”引出问题,接近要点栏目问题串,层层剥笋深入探究案例解析 教学设计二: 第1节 植物生长素的发现课标分析 概述生长素的发现和作用,要求学生能收集、整理信息,对这些信息进行解释、推断和扩展。内容分析 生长素是科学家在研究植物向光性过程中发现的一类激素,也是植物界中最早发现的激素。达尔文父子是研究生长素的先驱,后来又有鲍森詹森、拜尔、温特等,人们终于明确了生长素的产生、作用和性质,所以这一节可以让学生沿着科学家探索生物奥秘的道路,理解科学研究的方法,学习科学家献身的科学精神,对提高学生的科学素养很有意义
34、。教材以探究活动的方式展示给学生发现生长素过程中几个经典实验,但又没有和以前教材一样给学生既定的结论,这就给学生的思维留足了空间。伴着每个实验,教师都可以先引导或看后引导学生思考每个实验的科学假设是什么,是如何设计实验的,实验结论是什么等,这样可以打开学生思路,培养学生思考问题、解决问题的能力。 教学目标分析 知识与技能 概述生长素的发现过程。 过程与方法 评价实验设计和结论,训练逻辑思维的严密性。 情感态度与价值观 体验发现生长素的过程和方法。 教学重点 生长素的发现过程。 教学难点 1、生长素的产生、运输和分布。2、科学实验设计的严谨性分析。 教学过程说明 :以下是一堂无多媒体辅助教学的现
35、场实录片段师:日常生活中,我们会看到这样的现象(展示事先准备好的萌发5天,经单侧光照的一盆小麦),能解释一下小麦为什么会长成这样吗?生:植物具有向光性。师:什么样的光线才能引起植物向光性生长?生:固定方向的光线。师:怎样证明?生:用实验证明。师:请大家设计一个实验证明这一点。学生讨论,设计实验,提出实验方案。生:取两盆植物,一盆全方位照光,一盆单侧光照。师:思路很好,你能说一下如何才能做到单侧光照吗?生:用箱子遮光,在箱子上挖一小孔。师:这两盆植物生活的条件还只有光照一个条件不一样吗?生:取三盆植物,都用带子套起来,让空气等条件都一样,一盆遮光,一盆不遮,还有一盆遮光但挖一小孔单侧光照。师:很
36、好,我们看科学家是如何做的。出示课本达尔文的实验(P46)师:实验材料和同学们所想的实验材料相比有何区别?谁的更好些?好在哪里?生:达尔文选的胚芽鞘好一些,我认为胚芽鞘长得快,而且容易观察。师:不错,胚芽鞘结构较简单,也利于以后实验的方便。做实验选材有时候会成为这个实验成败的关键。请思考达尔文这两个实验条件有什么不同?你能得出什么结论?生:条件只有一点不同,有无单侧光照。结论:单侧光照引起植物发生向光弯曲。师:向光性生长与植物的哪个部分有关?生1:?生2:可能是胚芽鞘尖端也可能是基部等。师:如何去证明你的猜想?(学生讨论片刻)生:取两盆长势相同的植物胚芽,一盆去尖端,一盆不去尖端,观察其生长。
37、师:我们看一下科学家做的和大家所说有何区别。(引导学生看遮光实验)请同学们思考,此实验的结论是什么?生:向光性生长与尖端有关,尖端感受光线。师:如果你的猜想是基部感光,可以再增加一组怎样的设计?预测实验结果如何?生:可再增加一组实验,用锡箔纸将胚芽鞘基部遮光,观察现象,发现向光弯曲。师:再请同学们猜想一下尖端感光后,是如何来影响下面部位的生长?(引导学生:可能是尖端有物质)如何证明?(让学生看詹森实验)师:实验结论是什么?生:尖端某种物质影响下面生长。师:那么该物质是怎样影响胚芽鞘下面一段生长的?介绍拜尔的实验师:请同学们思考,拜尔为什么要将切下的尖端放在胚芽鞘的一侧?你能推测出什么结论?生:
38、这样可以使胚芽鞘放尖端的那一侧,尖端产生的物质的分布比较多,这种物质多了,这一侧长得比较快,胚芽鞘尖端的这种物质能促进生长。师:联系向光弯曲实验,能推测一下这种物质和阳光之间有什么联系吗?生:这种物质在背光侧分布多。师:好,联系单侧光、胚芽鞘尖端推测一下向光弯曲是怎样造成的?生:单侧光使胚芽鞘尖端产生的物质分布不均匀,向光一侧多,背光一侧少,所以向光一侧生长得快,发生了向光弯曲。师:为了进一步验证确实是物质影响了胚芽鞘下面一段的生长,1928年荷兰科学家温特设计了一组实验。(介绍温特实验)师:这个实验的结论是什么?生:尖端确实产生了物质,影响了尖端下面一段的生长。师:课本上的实验有些缺陷,能看
39、出来吗?生:(思考)没有对照组。师:请为它补充对照组。(学生小组讨论)生:应把没有放过尖端的空白琼脂块也到去尖端的胚芽鞘的一侧,观察现象以作对照。师:尖端产生的物质到底是什么?科学家花了大量的时间去研究,请大家看课本P47最后两个自然段。(学生看书)生:吲哚乙酸能促进植物生长,胚芽鞘产生的物质是吲哚乙酸。师小结:后来人们发现尖端产生的物质确实是吲哚乙酸,它能促进植物生长,人们将它命名为生长素。从生长素的认识历程可以看出,科学上的每一个认识都凝聚了许多科学家的智慧和踏实细致的研究。课后反思: 美国著名的科学史家萨顿说过:“一部科学史,在很大程度上就是一部工具史,这些工具,无论有形或无形,由一系列
40、人物创造出来,以解决他们遇到的某些问题。每种工具和方法都是人类智慧的结晶。”利用生物学史的材料进行探究,是生物学教学中常用的一种方法,而这节课就较适合进行探究,在教学中对科学史进行适当的组织和选择,设计好教案,引导学生深入思考科学家的工作过程,领悟科学家是如何发现问题、寻找证据、合理推理的,体验科学家不断深化 对问题认识过程和科学探索的精神。 有的老师认为生物学史就是一个过程,让学生记住就可以了,那么为什么这次新课改明确提出要注意生物学史的学习呢?生物学史教育对实现生物课程标准理念具有重要意义,这是由生物学史的内涵所决定的。生物学史既包括科学家对生命现象的研究过程,以包括科学家研究生命现象时所
41、持有的不同观点和态度;既包括生物学理论和方法的形成演变,又包括不同学科之间的联系、科学与社会的相互影响。 本节课是一堂无多媒体辅助的教学。多媒体的使用与否,关键还是看教师的设计,好的老师才是一节好课的缔造者,是一节课的灵魂,而不是多媒体课件,即使有课件,也只有将先进的教学媒体与先进的教育思想融于一体,才能更好地发挥多媒体教学的优越性。 新课改还有很长的路要走,有很多需要权衡的地方,在以后的教学中,建议大家多对比思考,找出适合自己学校、适合自己学生的切实可行的教学方法和教学方式。第四章 种群和群落第一节 种群的特征第二节 种群数量的变化第三节 群落的结构第四节 群落的演替第1节 种群的特征本章引
42、言开宗明义,阐述概念“问题探讨”进行估算,身体力行引出问题“探究”活动领悟方法特征理解,个体与整体的统一案例解析 教学设计三: 第1节 种群的特征课标分析 课程标准规定这节课的具体教学目标是使学生能够例举出种群的特征,通过了解种群的概念,促使学生参与形成概念的过程,培养学生提高形成概念和运用概念进行判断、推理的思维能力。通过了解种群的特征,培养学生全面地、联系地分析问题和解决问题的能力。通过组织学生进行种群的生态调查,培养学生的观察能力、理论联系实际的能力以及实事求是的科学态度。通过了解种群,使学生树立时空观念和变化发展、相互联系、统一整体观点。通过了解种群特征,对学生进行适应、整体等生命科学
43、观点教育,并注意联系人类种群对学生进行人口教育。内容分析 教材在章引言中提出种群的概念,指出种群作为一个群体要具备个体所没有的特征,通过“问题探讨”引出课题,在介绍种群的特征时,教材安排了一个探究活动和一个思考与讨论,其中的探究活动样方法调查双子叶植物的种群密度,具有很强的实践性,从而能使学生更直接地 理解种群密度这个特征,教材在种群密度之后介绍了出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例这几个特征。它们都能和实际生活相联系,学习起来难度不大。 种群的特征是本课题的重点,学生通常不善于将种群的各个特征与物种保护,农、林、牧、鱼、人口等实际问题联系起来,去理解该理论在实践上的重要指导作用
44、。用丰富直观材料支撑这些理论知识,使之活化,可突出重点内容。学情分析 从学生方面看,经过必修一、必修二和必修三的学习,学生已经具有了较强的动手能力和分析问题的能力,这有助于教材安排探究活动的进行,也明助于他们学习和理解这节课内容。但他们的抽象思维能力还待于进一步提高,一些概念、概括性的内容的学习不能单独完成,教师要注意发挥引导作用。在讲授新课时,教师可以从“生物与环境是相互作用的统一整体”出发,提出:生物不仅以个体为单位面对环境,还会 以各种群体为单位来面对环境,由此引入本课题目。 从学习资源方面来看,课前教师要准备好学生探究活动中需要的材料并要求学生复习初中所学习过的生态学知识。教学目标分析
45、 知识与技能 列举种群的特征上。 过程与方法 尝试用校方法(标志重捕法)调查种群密度。 教学重点 种群的特征。 教学难点 校方的选择和确定。 教学过程现场实录片段:(这节课能够从学生生活中熟悉的人口调查入手导入新课,激发起学生的学习兴趣和好奇心,有助于教学内容的展开;教学过程中能够联系实际,深入浅出,通过模拟实验调动每一位同学的学习积极性。)师:同学们,你们知道我国进行了几次人口普查?生:6次。师:对!那么你们知道人口普查都主要了解我国人口哪些方面的内容吗?生:了解我国人口总数。师:对,但是了解人口总数只是人口普查的一个方面,通过人口普查,我们还可以了解我国人口的年龄组成、男女性别比例、变化趋
46、势等,从而为国家制订正确的人口政策提供重要依据。同样我们要了解自然界中的其他生物,仅仅研究一个个的生物个体是远远不够的,我们还必需了解其他物种作为群体所具有的特征,这就是这节课我们要解决的问题种群的特征。那么,什么是种群呢?生:在一定的自然区域内,同种生物的全部个体形成种群。师:对,种群中一种生物群体,那么,生活在一个池塘中的全部鱼是否是一个种群?一片田中的全部水稻呢?为什么?生:生活在一个池塘中全部鱼不是一个种群,因为池塘中可能有鲤鱼、鲫鱼、鲢鱼等,它们不属于同一个物种。一片田中的全部水稻是一个种群。师:很好,正确理解种群的概念要注意:种群是分布在一定的区域内的,离开一定的区域也就不存在种群
47、;种群内的所有生物属于同一个物种;种群内的生物既有不同性别,也有不同年龄,彼此之间有复杂的种内关系,是一个有机整体。种群作为一个群体就具有个体所没有的特征,下面我们来了解一下。(学生阅读教材,找出种群的几个特征)师:种群密度是种群的主要特征之一,科学家在研究生物种群时一般需要了解种群密度,那么,用什么方法统计种群密度呢?统计植物和动物种群密度的方法是否相同呢?生:统计种群密度用取样调查法,动物用标志重捕法,植物用样方法。师:对动物种群密度的调查,常用标志重捕法,那么怎样用这种方法调查出一种动物种群的密度呢?生:调查动物种群密度时,要在一个有比较明显界限的区域内,捕捉一定数量的动物个体进行标志,
48、然后放回,经过一个适当时期(标志个体与未标志个体充分混合分布)后,再进行重捕。根据重捕样本中标志者的比例,估计该区域的种群总数,可计算出某种动物的种群密度。师:标志重捕法的原理是,重捕取样中标志个体的比例与样地总数中标志个体的比例相等。下面我们可以模拟实验标志重捕法调查种群密度:1、从一包未知数量的绿豆中取出50粒,换成50粒红豆(代替标志),会后将这包豆子放入大烧杯中充分混合,使两种豆子混合均匀。2、分别请20位同学闭上眼睛抓取豆子,每次从大烧杯中抓取一粒豆子,放入小烧杯中。3、数一数小烧杯中共有多少粒红豆(M)。4、按照下列公式计算纸包中的绿豆总数:M/20=50/N,N为纸包中的绿豆总数
49、(代表种群总数)。则N=1000/M5、重复3次,求平均值。6、数绿豆总数,将大烧杯中的豆子倒在桌子上数清粒数,与5中测算的平均值比较,看是否相近。师:在这个模拟实验中,M代表 的是作了标志的动物在重捕时被捕到的数目,20个同学代表重捕时捕捉的动物总数,那么,作了标志的动物是否在重捕时一定能捕捉到呢?什么因素会影响到被标志动物在重捕时被捕捉的概率大小呢?生:标志方法对动物的身体有伤害,导致其寿命减短或死亡。生:标志太醒目,导致被标志的动物容易被天敌发现而死亡。生:标志物太重,使被标志的动物活动能力下降,或者导致疾病感染。生:标志物或标志符号脱落或消失。师:很好,这几位同学找出了影响实验准确性的
50、因素,我们概括如下:1、标志物和标志方法必须不会对动物的身体产生伤害。如选用着色标志时,要注意色素无害,如果用切趾、剪翅等方法标志动物时,不能影响被标志动物正常的活动或者导致疾病、感染等。2、标志不能过分醒目。因为过分醒目的个体,在自然界中有可能改变其与捕食者之间的关系,最终有可能改变样本中标志个体的比例而导致结果失真。3、标志符号必须能够维持一定时间,在调查研究期间不能消失。师:前面我们讨论了动物种群密度的调查方法,植物很种群密度的调查则用样方法,这里所说的样方也叫样本,是从研究对象的集体中抽取出来的部分个体的集合。在使用这种方法调查植物种群密度时样方的选择非常关键,大家思考 一下,选择样方
51、时应注意什么问题?生:要随机取样,不能掺入调查者的主观性,否则没有代表性。生:每个样方的面积大小要相同。生:老师,在实际操作中,选取样方的个数和大小要怎样确定呢?师:好,这个问题很实用,在样方的选取过程中,往往根据调查地段的实际情况选择不同的取样方法,主要有以下两种:1、点状取样法。点状取样法中常用的为五点取样法。当调查的总体为非长条形时,可用此法取样。在总体中按梅花形取5个样方,每个样方的长和宽要求一致。这种方法适用于调查植物个体分布比较均匀的情况。(见课本P61图)2、等距取样法。当调查的总体为长条形时,可用等距取样法。先将调查总体分成若干等份,由抽样比率决定距离或间隔,然后按这一相等的距
52、离或间隔抽取样方的方法,叫等距取样法。例如,长条形的总体为400m长,如果要等距抽取40个样方,那么抽样的比率为1/10,抽样距离为10m。然后可再按需要在每10m内进行取样,样方大小要求一致。师:种群密度是一个种群的首要特征,我们要利用有益生物,保护濒危生物或防治有害生物,首先要知道所设计生物种群的密度大小,才能采取相应的措施。 教师布置课外实习内容:调查校园内一种植物的种群密度(以自然组为单位)。课后反思: 本节课容量较少,知识难度不大,参考课时为一课时,下面几点应有所涉及:1、种群的主要特征是种群密度,种群密度的测定是本节课的主要内容,本节课采用模拟测量的方法,如果有可能可以把学生带到操
53、场上、草地上等,测定某种植物、小动物的种群密度,通过具体的实例,让同学们了解测定时注意的一些问题。还应该指出调查植物的种群密度时,应注意植物的个体大小不同,选择的样方大小也应不同。如果不能把学生带到外面,可以找一袋生了虫子的粮食,通过此种方法测定其中的虫子数量,这样比用红豆绿豆更接近生活。2、种群密度的调查有什么重要意义,在这节课中没有涉及。3、影响种群密度的因素很多,但直接因素只有:出生率和死亡率、迁入率和迁出率。在教学中要结合我国计划生育这一基本国策进行讲解,使学生明确这一基本国策的制定是有其生态学科学理论根据的。我国是世界人口大国,不可能通过增大迁出率降低人口数量,迁入率和迁出率的变化对
54、我国人口数量的变化没有多大的影响。通过增大死亡率降低人口数量更是违法的。因此,控制和降低我国人口数量的唯一途径就是降低出生率,推选计划生育政策。4、一个物种的种群密度直接关系到人类对这个物种的态度,也就是我们常说的有益的或有害的生物,有利或有害与这个物种的种群密度的关系很大,如果一个对人类有利的物种种群密度过大,也就会成为有害物种。无论是有害物种或是有利物种,都 是构成地球的一分子,从生命的角度看,值得人类的尊重,尤其是濒危物种,更需要人类保护,灭绝了,就不可能再生。第5章 生态系统及其稳定性第1节 生态系统的结构第2节 生态系统的能量流动第3节生态系统的物质循环第4节 生态系统的信息传递第5
55、节 生态系统的稳定性教材分析 生物与其生存的环境通过能量流动和物质循环而相互作用,共同组成了一个统一的整体,称为生态系统。能量流动和物质循环是生态系统的主要功能,生态系统的结构是学习其功能的基础。在此之前已经学习了种群和群落的相关知识,它们的研究对象是一定自然区域的同种生物或所有生物,本节是在学习种群和群落的基础上,进一步学习生物与其生活环境是如何构成一个不可分割的统一整体的。种群,群落,生态系统是生态学上三个密切相关的概念,范围由小到大,内容由浅到深;本节知识又是学习生态系统的功能,环境保护等的基础。所以说,本节知识在本单元中起到承前启后的作用。 生态系统的结构包括生态系统的成分、食物链和食
56、物网。生态系统一般都有四种成分:非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。它们之间归根到底通过能量流动和物质循环而相互作用,从而形成了食物链和食物网。教学设计四:第1节 生态系统的结构 教学方法设计 以“自主、探究、合作”为学生学习的基本形式,以培养学生的科学素养为指导,采用直观式(多媒体教学)、讨论法、比较法、归纳法等多种教法,实现师生互动,体现“以学生为主体,教师为指导”的教学思想。学情分析 学生已具备学习本节的基础知识:生物的新陈代谢及其基本类型,光合作用,种群和群落。另外,学生具有一定的观察、分析问题的能力。生态系统的四种成分是依据它们的营养功能来划分的,所以新陈代谢是理解它们在生态
57、系统中的功能和地位的必要基础知识。一个生态系统中有许多种群,所有的种群构成了群落,群落与无机环境相互作用共同构成了生态系统,通过与种群、群落的比较,可加深理解生态系统的概念及结构。教学目标分析 知识与技能 举例说出什么是生态系统。 过程与方法 尝试建构生态系统的结构模型。 情感态度与价值观 1、讨论某一生态系统的结构。2、认同生物与环境是一个统一的整体。 教学重点 讨论某一生态系统的结构。 教学难点 说明生态系统是一个整体。 教学过程课后反思: 新一轮课改强调通过发展学生的自主性,使学生主动获取知识。教师在教学过程中,应把重点放在对学生进行方法的指导上,引导学生学会学习,帮助他们用生物学的观点
58、解释自然界中千姿百态的生命现象,解决生产、生活实际中的有关生物学科的问题,建立生物与环境、生态系统的结构与功能之间的联系的观点,着眼于知识的类比,使知识系统化、网络化,让学生尝试建立生态系统的教学模型。 课堂上要让学生独立思考,进行质疑、讨论、辩论、练习甚至是自己组织“游戏”“对话”“角色扮演”等,积极尝试探索式为主的“主动式”学习,本节课可以设计如下探究性学习活动: 1、角色扮演:学生扮演生态系统的四种成分以及相关主要生理活动; 2、观察家庭水族箱、养鱼缸等,理解生态系统的概念; 3、记录近日所吃食物名称,思考自己在食物链中的位置; 4、设计一个能较长时间维持稳态的生态系统。 另外,还要关注
59、“情感态度与价值观”目标的达成。任何一门学科,其主要功能应该是教育功能,生物学科学教育功能的内涵是极其丰富的,主要包括两个方面:学科教育;人文教育。前者重在进行科学思维、科学方法的训练,后者重在关爱生命,关注人类自身赖以生存的环境,关注人与自然和谐发展等教育。第6章 生态环境的保护第1节 人口增长对生态环境的影响第2节 保护我们共同的家园人口增长对生态环境的影响教学设计 教学目标的确定 课程标准中的具体内容标准是“探讨人口增长对生态环境的影响”。该条内容标准属经历水平的情感性目标。教材为学生从事相关活动提供了两个背景材料:(1)我国的人口现状与前景;(2)人口增长对生态环境的影响,同时介绍了一
60、种因果联系分析方法。由此,本节教学目标确定为:我国的人口现状与前景;探讨人口增长对生态环境的影响;关注我国人口增长过快带来的问题;运用资料搜集与分析的方法,了解人口增长过快给当地生态环境带来的影响。 案例解析教学设计思路 学生对人口增长过快及其带来的诸多问题都有切身的感受和一定的认识。基于这些感受和认识,比较容易建立起“人口增长”与“生态环境”两者之间的联系。另一方面,高中学生已具有一定的理性思维能力,能对许多自然和社会现象或事实作出科学、合理的评判。根据教学目标的要求,本节教学教师应充分调动学生参与讨论的积极性,更多地从思考问题的角度、解决问题的方法等方面给予具体指导。 由于地理学也涉及到了
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