“內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性”教學課例

1、“內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性”基于資料分析和問題引導教學課例 1  教材分析“內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性”是人教新課標教材必修3第一章“人體的內環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”第2節(jié)的內容。本節(jié)主要介紹了內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的概念、調節(jié)機制和意義。教材提供了較多的教學素材，但不容易在常態(tài)課中操作 。例如：問題探討中關于“血液生化六項檢查化驗單”的第3個問題，如果要給學生解釋清楚，需要補充很多事實性知識，費時且會增加學生負擔； “調查體溫的日變化規(guī)律”操作起來較困難，不如以資料的形式直接展示。教材十分注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，安排了“思考與討論”和“與社會的聯(lián)系”，涉及了尿毒癥、發(fā)高燒、高原反應

2、和空調病等實例，但教材中的部分思考題卻極難回答，如“分析空調病的原因”。教材還以“科學史話”的形式介紹了穩(wěn)態(tài)概念的提出和發(fā)展。穩(wěn)態(tài)的觀點和反饋調節(jié)的觀點是整個必修3的綱領，但在新授課時，這一點很容易被老師忽視?？傊竟?jié)課雖然素材較多，但卻不容易組織。2  教學策略     采取資料分析和問題引導的策略，構建4個單元：1）內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的事實；2）內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的實現(xiàn)；3）內環(huán)境穩(wěn)態(tài)失衡引起的疾??；4）穩(wěn)態(tài)的調節(jié)機制。通過資料分析和問題引導讓學生分析出“內環(huán)境穩(wěn)態(tài)”概念的要素；通過引導學生構建概念圖形成知識網(wǎng)絡；通過類比讓學生深刻理解反饋調節(jié)

3、的機制。3  三維目標  1）知識目標：舉例說明內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的概念，說出內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調節(jié)機制；舉例說明負反饋調節(jié)的過程，概述內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要意義。2）能力目標：通過二手資料分析，培養(yǎng)學生分析問題的能力；通過分析反饋調節(jié)的機制，體會控制論的思想在生物學研究中的作用。3）情感目標：通過分析“穩(wěn)態(tài)使每個細胞受益，又靠每個細胞共建”，體會整體和局部的關系，感悟“良好班風使每個學生受益，又靠每個學生構建”；通過分析“母親捐獻腎臟給腎衰竭的女兒，捐獻的實際是母親的壽命”，體驗親情的崇高和母愛的偉大；通過分析“生病的實質是內穩(wěn)態(tài)失衡，看病的實質是借助外界因素幫助機體恢復

4、內穩(wěn)態(tài)”，形成自我保健和關愛他人的意識。4  教學過程41  復習引入提問：細胞生活在哪里？假如你是一個細胞，你需要通過內環(huán)境獲取什么？排放什么？內環(huán)境的滲透壓、PH、溫度對細胞有何影響？內環(huán)境的成分和理化性質如果發(fā)生較大的波動，細胞還能正常完成生命活動嗎？你怎么理解“內環(huán)境穩(wěn)態(tài)”這一概念？外界環(huán)境因素的變化和細胞代謝活動會使內環(huán)境的成分和理化性質發(fā)生劇烈動蕩嗎？通過層層遞進的設問，可使學生從理性思維的角度初步認識內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)，并順利過渡到“內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的事實”的教學。42  內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的事實   

5、0;資料1：觀察問題探討中的“血液生化六項檢查化驗單”一圖，思考：血漿的每種成分的參考值（正常值）都有一個變化范圍，這說明什么？內環(huán)境的各種成分不是固定不變，而是相對穩(wěn)定。資料2：人體的血漿滲透壓穩(wěn)定維持在770KPa左右；血漿的PH穩(wěn)定維持在7.357.45；不同人的體溫，會因年齡、性別等的不同而存在微小的差異，同一個人的體溫在一日之內也有變化，但一般不超過1。盡管周圍的氣溫波動范圍較大，但健康人的體溫始終接近37 。思考：人體內環(huán)境的理化性質有何共同點？（相對穩(wěn)定）43  內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的實現(xiàn)提問：細胞呼吸時刻消耗葡萄糖，細胞會不斷吸收內環(huán)境中的葡萄糖，內環(huán)境中的葡萄糖通過

6、什么途徑得以補充？需要哪些系統(tǒng)參與？細胞代謝產生尿素等代謝廢物是如何通過內環(huán)境排放到外界環(huán)境的，需要哪些系統(tǒng)參與？細胞呼吸需要時刻消耗O2并產生CO2，哪些系統(tǒng)參與了維持內環(huán)境中O2和CO2含量的穩(wěn)定？以上問題，學生都可用初中生物知識回答，如果學生回答有困難，教師可適當提示和引導，使學生明確機體多個系統(tǒng)參與了內穩(wěn)態(tài)的實現(xiàn)，如消化系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)等。此外，教師可補充：為了使各器官、系統(tǒng)能夠協(xié)調配合，還需要有起調節(jié)作用的系統(tǒng)參與，如神經系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)。三者都有共同的“語言”：信息分子。信息分子通過體液的運輸可對全身的細胞、組織、器官進行調節(jié)。在師生互動的同時，教師帶領

7、學生構建圖1所示的概念圖。之后，帶領學生重溫第一章扉頁的小詩：“無論春夏秋冬，風云變幻，它卻總是輕波微瀾。穩(wěn)態(tài)是生命系統(tǒng)的特征，也是機體存活的條件。它讓每一個細胞分享，又靠所有細胞共建”。班級的“班風”又何嘗不是如此呢？良好的“班風”讓每位同學受益，良好的“班風”又要靠每位同學的努力才能構建。至此，“內環(huán)境穩(wěn)態(tài)”概念的各個要素都已齊備，此時給出穩(wěn)態(tài)的概念，學生比較容易接受，而且印象深刻。          圖1：內環(huán)境穩(wěn)態(tài)與各系統(tǒng)的功能聯(lián)系示意圖44  內環(huán)境穩(wěn)態(tài)失衡引起的疾

8、病441  尿毒癥資料：腎臟是形成尿液的器官，當發(fā)生腎功能衰竭時，會造成細胞代謝產生的代謝廢物在內環(huán)境中積累，導致“水、電解質、酸堿代謝紊亂”以及“蛋白質、糖類、脂肪和維生素的代謝紊亂”并引發(fā)一系列臨床綜合征，就是人們常說的尿毒癥，最終會導致死亡。問題：用一句話簡要概括尿毒癥的病因。說說你了解的治療尿毒癥的方法。據(jù)報道，一位母親將自己的一個腎移植給了患尿毒癥的女兒，延續(xù)了女兒的生命。捐獻一個腎臟會對捐獻者造成什么影響？人們常說捐腎是非常偉大的行為，你是如何理解這一行為的？教師引導學生分析，人有兩個腎臟，年輕的時候，一個腎臟基本可以完成過濾血漿排除代謝廢物的任務。如果捐獻一個

9、腎臟，則另一個腎臟的負擔過重，器官容易衰老。當捐獻者步入老年，隨著身體機能的衰退，一個腎臟便不能完成過濾血漿排除代謝廢物的任務，所以捐獻者捐獻的不僅僅是腎臟，而是壽命。442  糖尿病資料：胰島素能促進細胞吸收和利用葡萄糖，從而降低血糖，在血糖平衡的調節(jié)過程中發(fā)揮重要作用。部分糖尿病患者由于胰島B細胞受損，胰島素分泌不足，導致血糖濃度過高，超過了腎臟（腎小管）的重吸收能力，就會有部分葡萄糖隨尿液排出，會引起“吃得多、喝得多、尿得多、體重下降”等癥狀。問題：你身邊有糖尿病患者嗎？他們的癥狀和資料吻合嗎？他們是如何治療的？小結：尿毒癥和糖尿病的例子說明，人體維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的能力

10、是有限的。當外界環(huán)境變化過于劇烈或人體自身的調節(jié)功能出現(xiàn)障礙時，內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)就會遭到破壞。生病從本質上說是內環(huán)境穩(wěn)態(tài)失衡，而看病則是借助藥物等外界因素幫助身體恢復內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。內環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機體進行正常生命活動的必要條件。 4.穩(wěn)態(tài)的調節(jié)機制：負反饋451  “穩(wěn)態(tài)及其調節(jié)”是生物科學的核心概念隨著科學的發(fā)展，穩(wěn)態(tài)概念也在不斷發(fā)展。人們發(fā)現(xiàn)，許多生命活動都有類似于內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的特性。例如，在分子水平上，存在基因表達的穩(wěn)態(tài)；在器官水平上，存在心臟活動（血壓、心率）的穩(wěn)態(tài)等；在宏觀水平上，種群數(shù)量的消長存在穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象，最大的生態(tài)系統(tǒng)生物圈也存在穩(wěn)態(tài)?？梢娫谏到y(tǒng)的各個層次

11、上，都普遍存在穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象。穩(wěn)態(tài)已經成為生物科學的一大基本概念。必修3“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”模塊實際包括兩大部分：一是個體水平上生命活動的調節(jié)；二是群體水平上生物與環(huán)境的關系。具體內容包括：人和動物生命活動的的調節(jié)（神經調節(jié)、體液調節(jié)、免疫調節(jié)）、植物生命活動的調節(jié)（激素調節(jié)）、種群和群落、生態(tài)系統(tǒng)及生態(tài)環(huán)境的保護。穩(wěn)態(tài)的理念、反饋調節(jié)的理念統(tǒng)領著整個必修3的知識和教學。452  恒溫水浴鍋原理   如圖2所示，溫度感受器能感受水溫的變化，控制器能發(fā)放信息給加熱器，加熱器可以升高水溫。假定要在60下恒溫水浴，2人一組討論，圖中的3個裝置是如何協(xié)調從而實現(xiàn)恒溫的？教師

12、引導學生分析：溫度感受器感受水溫的變化，如水溫低于60，則感受器將信號輸入到控制器，控制器將此時的水溫與設定的水溫（60）做比較，然后決定輸出到加熱器的信號的強度，溫差越大，控制器輸入到加熱器的信號越強。加熱器使水溫升高，水溫升高作為信息反饋給溫度感受器和控制器，使控制器輸出到加熱器的信號減弱。在上述調節(jié)過程中，有兩種信息至關重要，控制信息（控制器輸送給加熱器的信息）和反饋信息（加熱器反饋給控制器的信息）。控制器通過反饋信息的量來糾正和調節(jié)它所發(fā)出的控制信息，這種調節(jié)稱為反饋調節(jié)。如果反饋信息的作用與控制信息的作用方向相反，可糾正控制信息的效應，稱為負反饋。如果反饋信息的作用與控制信息的作用方向相同，可促進和加強控制器的活動，稱為正反饋。負反饋使系統(tǒng)維持穩(wěn)態(tài)，而正反饋使系統(tǒng)更加偏離穩(wěn)態(tài)。453  血糖調節(jié)中的負反饋   資料：進食后，經過一段時間消化吸收，人體的血糖濃度會高于正常值。血糖濃度升高會刺激胰島B細胞，使其分泌胰島素。胰島素促進組織細胞吸收并利用葡萄糖，從而降低血糖濃度。問題：（1）請依據(jù)資料將圖3補充完整。（2）指出該過程中的控制信息和反饋信息。（3）該過程是正反饋還是負反饋？ 5  教學反思