基于核心素养的“内环境稳态的重要性”教学设计

冯芬

摘要 本课在核心素养背景下制定教学目标，通过创设情境、资料分析、实验探究、读书指导等方法引导学生构建稳态与平衡观;改进实验“生物体维持pH稳定的机制”后融入常规课堂，提高知识连贯性;精心设置任务驱动学生主动思考与交流，真正体现学生主体性。

关键词 内环境稳态 生物学学科核心素养 教学设计

中图分类号 G633.91

文献标志码 B

文件编号：1003-7586（2020）08-0019-03

1教材分析

“内环境稳态的重要性”是人教版高中生物学《必修3·稳态与环境》第一章第二节的内容，本节围绕“稳态”这一核心概念展开，既是第一节的延伸，也为必修3的学习打下基础，教师应给予重视。教材提供了较多素材，还安排体现科学探究素养的经典实验——“生物体维持pH稳定的机制”。理解与突破该实验对学生理解“稳态”的定义及调节机制具有重要意义。本课教材提供的素材虽然丰富，但涉及广泛，排列分散，不易组织，个别素材还需要补充较多背景知识，很难做到清晰连贯。

2学情分析

通过前期学习，学生已经掌握内环境的定义、成分、理化性质等知识。故学习“内环境稳态”的概念时，教师可在列举与分析相关事实的基础上，引导学生自主概括、建立概念。高二学生已具备良好的实验操作能力与分析总结能力，能较好地完成本课中的探究实验，充分理解“稳态”及其调节机制。内环境稳态与人体健康有密切的联系，学生对于牛奶血、水中毒等疾病虽然有较高的兴趣，但对这些疾病的认识还比较浅显，因此教师可以从疾病入手引导理解内环境稳态的重要性，更好地指导学生养成健康的生活习惯。

3教学目标

①通过资料分析，理解内环境稳态的内容及意义，树立“稳态与平衡观”的生命观念;②通过血液检查报告等生物学事实，概括与归纳内环境稳态的含义，逐步发展科学思维;③小组合作探究生物体维持pH稳定的机制，分析实验现象并得出结论，提升科学探究能力;④基于内环境稳态的学习，认同积极的生活态度和健康的生活方式，进一步提升社会责任。

4课前准备

学生在课前测量一天中家庭成员体温和环境温度的变化，并绘制折线图。

教师准备“生物体维持pH稳定的机制”的实验材料，每组需要：①物质量浓度为0.05mol/L的HCl溶液、物质量浓度0.05mol/L的NaOH溶液各一瓶;②6只己编号的宽口试管，1、4号试管中各加入自来水5mL，2、5号试管中加入等量pH为7的物质量浓度为0.1mol/L的Na2HPO4/NaH2PO4缓冲液，3、6号试管中加入等量小牛血清;③一次性木质搅拌棒;④pH试纸比色卡;⑤自制实验结果记录单，如图1所示。

5教学过程

5.1创设问题情境，激发学习兴趣

教师展示“牛奶血”的图片及相关报道，引导学生分析“牛奶血”患者的血液生化检查报告单（图2）。学生会发现牛奶血患者血脂含量超出正常區间，继而得出结论：内环境中化学成分的含量不是固定不变，而是在一定范围内波动，维持着相对稳定。

5.2构建稳态概念，形成生命观念

教师采用层层递进的问题串，引导学生理解并构建内环境稳态的概念。

①稳态就是恒定不变吗？

②内环境如何实现其相对稳定？

③机体的各个器官、系统，为什么能保持协调一致？

针对问题①，学生代表展示自己及家人的体温日变化规律调查结果，教师引导学生总结体温变化的特点：个体间存在差异;体温维持在37C左右;体温随环境温度变化，但波动小于1℃。学生分析，得出结论：内环境的理化性质（如温度）也在一定范围内波动，维持着相对稳定。教师继续引导学生总结：内环境的成分和理化性质维持着相对稳定。

针对问题②，教师从四方面改进实验“生物体维持pH稳定的机制”后融入课堂：①生物材料选择小牛血清，与人体内环境更接近，说服力强;②烧杯更换为宽口试管，节约实验材料、空间、时间;③使用一次性木质搅拌棒，与玻璃搅拌棒相比更易从试管中抓取液体，且不会造成污染;④学生在课前动手制作本小组的实验记录单，提高学习主动性。教师在进行实验安全教育后，演示实验的关键步骤：使用胶头滴管滴加一定量的酸或碱、震荡试管以混匀试管中液体、利用木质搅拌棒和实验结果记录单测定pH，其余操作与课本的安排相同。小组分工实施实验，及时记录结果并绘制pH变化曲线，实验操作约需10min，绘图约需5min。实验结束后，由学生代表展示实验现象及结果，教师引导学生分析并得出实验结论：血清的性质类似于缓冲液而不同于自来水，说明血清内含有缓冲物质，维持pH的相对稳定。教师进一步介绍人体内环境维持pH稳定的机制，引导学生理解：稳态的实现“需要多个器官和系统的协调活动”。

针对问题③，教师引导学生带着问题阅读教材相关内容，自主完成稳态调节机制的发展历程，明确机体的神经-体液-免疫调节是机体维持稳态的主要调节机制。

教师引导学生建构并理解内环境稳态的定义。

5.3探索稳态意义，认同健康生活

在小牛血清中加入过量HCL溶液，测定pH发生较大变化，故内环境稳态可能失调。教师补充介绍内环境失调的相关疾病：发烧、水中毒、高原反应、尿毒症。学生阅读教材后，分析内环境稳态失调的原因：外界环境变化过于剧烈（外因，如高原反应）、人体自身的调节功能出现障碍（内因，如尿毒症）。根据以上疾病，教师引导学生得出结论：内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。

6教学反思

本课内容看似简单，却难以组织，故笔者在设计时以“稳态”为中心，依次学习稳态的概念、调节机制、重要性，由浅及深，详略得当。教师选用多个新颖贴切的教学素材，如牛奶血、水中毒等，便于学生理解且印象深刻，并及时进行科学饮食、饮水等健康生活教育。课上和课下均有任务驱动学生动手、动脑、动口，师生与生生互动丰富，真正体现学生主体性。将改进实验融入常规课堂，可提高知识连贯性。

在课前的体温测量中，寄宿制学校的教师可为学生提供体温枪，更方便快捷测定体温。如果学校条件允许，本课的实验也可以利用pH计检测pH的动态变化，并在电脑上实时绘图，实验效率与精确度更高。如果时间充足，教师可以为学生提供多种动植物实验材料，更具说服力。