高中生物 选修1 人体的内环境与稳态 细胞生活的环境（第2课时）

选择性必修1第1章《人体的内环境与稳态》细胞生活的环境第二课时教学设计安徽省宣城中学吴芷静教材分析本节选自人教版高中生物选择性必修一《稳态与调节》中第一章《人体的内环境与稳态》的第一节《细胞生活的环境》（第二课时）。根据普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订），本课时内容旨在构建大概念1“生命个体的结构与功能相适应，各结构协调统一共同完成复杂的生命活动，并通过一定的调节机制保持稳态”下的重要概念1，即内环境为机体细胞提供适宜的生存环境，机体细胞通过内环境与外界环境进行物质交换，为了构建重要概念，需要以下次位概念为依托（图1）。图1大概念、重要概念、次位概念网络图本课时知识内容包括通过设置具体情境实例，总结内环境理化性质以及通过探讨肌肉细胞的物质交换，构建“内环境与外界环境的物质交换过程”概念模型。学情分析学生们通过初中阶段的学习对于人体内几大系统的功能有了基本的认识；通过必修一的学习，已经接触到渗透压的概念。此外化学课程中的浓度、酸碱度等内容的学习，也有利于学生理解内环境及其理化性质。因此要在此基础上，总结出内环境理化性质及如何与外界环境进行物质交换。但是由于时间久远，部分学生可能对知识产生遗忘，课上还需进行相应的复习。同时在上一课时，学生已经自主构建“血浆、组织液和淋巴液”三者关系结构图并归纳内环境化学成分，为本节课学生学习内环境理化性质及内环境与外界环境的物质交换过程奠定了基础，另外学生从初步认识内环境，到了解内环境化学成分及理化性质，到最后构建“内环境与外界环境的物质交换过程”概念模型，层层递进，在逻辑上是顺承的，在教学过程中，注意衔接。教学目标与核心素养生命观念：机体细胞通过内环境与外界环境实现物质交换，认同生命系统的开放性；“内环境与外界环境的物质交换过程”等概念模型进一步深化结构与功能观。科学思维：“内环境与外界环境的物质交换过程”概念模型，有利于发展学生建模思维。设置具体情境实例，总结内环境理化性质有利于发展学生分类、分析等思维方法。科学探究：通过建模、分析资料、小组讨论等活动，运用科学探究的基本思路和方法，增强科学探索能力，以及交流与讨论能力。社会责任：通过输液、组织水肿、开展运动会等实例增强学生自我保健的意识，促进学生养成健康的生活方式，引导学生关爱家人和亲友。教学重难点教学重点：内环境的理化性质内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介教学难点：内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介教学方法合作探究法：以问题驱动课堂进行，通过活动的推进归纳内环境理化性质并构建“内环境与外界环境的物质交换过程”概念模型，从而搭建本节课的知识网络。通过小组交流讨论与展示，把课堂还给学生，让每一个学生参与进来，建构他们自己对知识的理解。模型法：学生自主构建概念模型，通过模型的构建了解细胞如何通过内环境与外界环境进行物质交换。开放性学习环境课本、课件、学案、平板、录播课教室教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入【图片展示】展示水进出哺乳动物红细胞的示意图，提问将红细胞分别放在清水或浓度很低的溶液中和放在浓度较高的溶液中，细胞能否正常生活？【引发思考】回顾旧知认识到红细胞正常生活需要一定的条件，结合所学知识引出渗透压的概念，并为学生接下来的学习酸碱度和温度做好心理准备。【回答问题】将红细胞放在清水或浓度很低的溶液中，细胞会吸水涨破，放在浓度较高的溶液中，细胞会失水过多而死亡，通过现象认识到红细胞在浓度过高过低的环境中都不能正常生活，进而思考红细胞正常生活到底需要什么样的理化条件从已学现象入手，由浅入深的思考激发学生兴趣，引导学生明确活动目的。活动1：总结内环境理化性质【材料分析】阅读活动清单活动一前三则材料，关于渗透压、酸碱度及温度的科学性知识。引导学生思考并回答以下问题。【提出问题】【材料1】从生理盐水，得理化性质1——渗透压1.生理盐水的浓度是多少？为什么医院里给病人输液时使用生理盐水？2.什么是渗透压？如何比较不同溶液渗透压的大小？3.结合材料与所学知识，分析影响血浆渗透压大小的主要因素【材料2】从“酸碱体质理论”，得理化性质2——酸碱度1.正常人体的血浆pH为多少？2.血浆pH如何保持稳定？试推测HCO3-、H2CO3如何发挥作用。3.结合人体构造，你还能举出哪些例子证明“酸碱体质理论”是伪科学理论？【材料3】从班级每日体温登记表，得理化性质3——温度1.这几位同学的体温是否完全一致，这说明了什么？ 2.周一到周三，这几位同学的体温有无明显变化？这说明了什么？3.试想如果温度过高，会给机体带来什么后果？【知识运用】提出烫伤引起水泡，引出组织水肿概念。并根据所学知识及活动清单活动一第四则材料提出问题【提出问题】【材料4】知识运用：引起组织水肿的原因1.什么是组织水肿？2.阅读材料，分析水疱中的液体是什么及水疱的产生原因？【过渡】内环境的渗透压、酸碱度和温度等理化性质一般能维持在相对稳定的状态，那内环境在理化性质相对稳定的基础下具有何功能呢？【交流讨论】学生阅读资料，和小组交流讨论并回答学案上的问题。【归纳总结】理解渗透压的概念，概括溶液浓度与渗透压的关系，了解细胞外液渗透压、pH和温度的正常值。【归纳总结】血浆渗透压下降或组织液渗透压升高而导致水分过多地进入组织液导致组织水肿。阅读材料，合理运用所学知识，通过设置具体情境，解决问题，归纳总结出内环境的三个理化性质。同时培养学生知识迁移能力注意：对于没有做出来的同学要及时引导其总结反思，加深其对知识的理解。活动2：构建“内环境与外界环境的物质交换过程”概念模型【情境模拟】在即将到来的秋季运动会上，跑步运动员竭力为班级争光，运动员肌肉细胞如何摄取葡萄糖和O2？【材料分析】图片结合初中所学的人体消化、呼吸、循环、泌尿系统的作用，完成下列问题。【材料1】名词解释：循环系统【材料2】如图为内环境与外界环境的物质交换示意图【提出问题】1.Na+、葡萄糖、氨基酸和O2等分别是经过什么途径进入内环境的？2.体内细胞产生的尿素、CO2等代谢废物是通过哪些器官、系统排到体外的？3.尝试用简单的概念模型表示内环境与外界环境的物质交换关系。【交流讨论】学生阅读图片资料，和小组交流讨论并回答学案上的问题【构建模型】构建“内环境与外界环境的物质交换过程”概念模型【小组展示】分小组展示自己的“内环境与外界环境的物质交换过程”概念模型，各小组对作品进行评价【归纳总结】内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介，在内环境与外界环境的物质交换过程，需要体内各个器官、系统的参与通过概念模型的构建，培养学生的科学探究能力与科学思维能力进一步深化结构与功能观，初步树立稳态观，更好地理解稳态是由机体所有细胞乃至器官、系统共建共享。总结提升【小结】细胞和内环境之间相互影响，相互作用，细胞不仅依赖于内环境，也参与了内环境的形成和维持。【情感升华】以抗击新冠疫情为例，思考个人与社会的关系，个人依赖于社会，同时和谐稳定的社会也需要每个个体的参与。【引发思考】启发学生思想，促进他们思考个人和社会的关系，增强他们对家庭、集体和社会的责任感通过小结，总结细胞与内环境的关系，培养学生的社会责任感板书设计作业布置设计意图：通过概念图的构建有利于聚焦本单元核心，并且学生可以通过构建概念图更好的梳理知识网络。个人作业：完成教材p6练习与应用及《课时作业》小组作业：完善“内环境与外界环境的物质交换过程”概念图教学反思本节课的教学过程设计主要依据的是建构主义学习设计（CLD），即通过分析事实、抽象概括出重要的概念，以活动推动教学进程，使学生通过活动充分参与课堂，体现学生的主体性。在教学实践的过程中，学生整体很活跃，也能够积极地参与进来，但依然存在部分学生对任务的理解不到位的问题，在教学设计中应当预设学生回答，提出的问题应当尽量符合学生的最近发展区，并对学生的回答进行适当的合理引导。在教学过程中，活动一【材料1】中有一个关于渗透装置的思考题，由于学生对问题的理解不到位认为葡萄糖分子能够透过半透膜由此得出了错误的答案给我的启示是在教学过程中要引导学生正确审题，启发学生思路。在活动一【材料4】中，设计意图是想通过具体的实例让学生能够理解组织水肿的核心概念及学会知识迁移，由于课程时长的限制，并不能总结全部的引起组织水肿的原因，这一点是比较遗憾的，所以更要在之后的习题中引导学生总结归纳，深化学生对于组织水肿的理解。本教学设计在设计教学实施程序的基础上设计了学案，也是为了增强学生的自主性和能动性。但在新课学习前后，学生还是应当注重课本知识的学习，如何把握课本核心知识与学案之间的平衡还需要进一步学习与考虑。附录-学案设计细胞生活的环境（第2课时）（活动清单）活动1：总结内环境理化性质【材料1】从生理盐水，得理化性质1——渗透压医院中输液常用的生理盐水是指\t"/item/%E7%94%9F%E7%90%86%E7%9B%90%E6%B0%B4/_blank"生理学实验或\t"/item/%E7%94%9F%E7%90%86%E7%9B%90%E6%B0%B4/_blank"临床上常用的渗透压与动物或人体血浆的\t"/item/%E7%94%9F%E7%90%86%E7%9B%90%E6%B0%B4/_blank"渗透压基本相等的0.9%氯化钠溶液。渗透压是指溶液中\t"/item/%E6%B8%97%E9%80%8F%E5%8E%8B/_blank"溶质微粒对水的吸引力。渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目：溶质微粒越多，即溶液浓度越高，对水的吸引力越大，溶液渗透压越高；反过来，溶质微粒越少，即溶液浓度越低，对水的吸引力越弱，溶液渗透压越低。血浆渗透压的大小与无机盐、蛋白质的含量有关。在组成细胞外液的各种无机盐离子中，含量上占有明显优势的是Na+和Cl-，\t"/item/%E6%B8%97%E9%80%8F%E5%8E%8B/_blank"细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-。在37℃时，人的\t"/item/%E6%B8%97%E9%80%8F%E5%8E%8B/_blank"血浆渗透压约为770kPa，相当于\t"/item/%E6%B8%97%E9%80%8F%E5%8E%8B/_blank"细胞内液的渗透压。【问题】1.生理盐水的浓度是多少？为什么医院里给病人输液时使用生理盐水？2.什么是渗透压？如何比较不同溶液渗透压的大小？3.结合材料与所学知识，分析影响血浆渗透压大小的主要因素【材料2】从“酸碱体质理论”，得理化性质2——酸碱度酸碱体质理论是一个\t"/item/%E9%85%B8%E7%A2%B1%E4%BD%93%E8%B4%A8%E7%90%86%E8%AE%BA/_blank"伪科学理论。该理论认为，人的体质有酸碱性之分，偏酸性的体质会导致包括癌症在内的各种疾病。想要健康，必须保证身体的碱性环境，多摄入碱性食物。事实上，普通食物不可能引起内环境的酸碱度变化，正常人的的血浆近中性，pH为7.35-7.45。血浆的pH之所以能够保持稳定，与其中的HCO3-、H2CO3等缓冲物质有关。【问题】1.正常人体的血浆pH为多少？2.血浆pH如何保持稳定？试推测HCO3-、H2CO3如何发挥作用。3.结合人体构造，你还能举出哪些例子证明“酸碱体质理论”是伪科学理论？【材料3】从班级每日体温登记表，得理化性质3——温度观察班级部分同学上周体温登记表，回答以下问题：【问题】1.这几位同学的体温是否完全一致，这说明了什么？ 2.周一到周三，这几位同学的体温有无明显变化？这说明了什么？3.试想如果温度过高，会给机体带来什么后果？【材料4】知识运用：引起组织水肿的原因组织水肿是指组织间隙液体过多而引起的全身或身体的一部分肿胀的症状。引起组织水肿的原因有很多，例如①长期营养不良→血浆蛋白含量下降→血浆渗透压下降→组织液渗透压相对升高→组织液增多②机械损伤或过敏→毛细血管通透性增大→血浆蛋白进入组织液→组织液渗透压升高→组织液增多【问题】1.什么是组织水肿？2.阅读材料，分析水疱中的液体是什么及水疱的产生原因？活动2：构