《生物体维持pH稳定的机制》教学设计

1《生物体维持pH稳定的机制》教学设计一、设计思路生物课程标准倡导探究性学习，注重与现实生活的联系等一些基本要求，在实验教学过程中在这些方面体现的更加直观。“生物体维持pH稳定的机制”实验出现在内环境稳态的重要性一节中，意在探究“在一定范围内，生物体为什么能维持pH稳定”这一问题。通过多媒体教学直观清晰的展现实验教学，逐步通过问题探讨由学生自主分析、设计操作实验，从实验中得出结论，锻炼学生自主能动性以及实验操作能力。二、实验教学分析1、内容分析本节实验的教学内容是人教版生物必修三《稳态与环境》“第一章人体的内环境与稳态”的“第二节内环境稳态的重要性”所附属的实验。该节实验内容是学生理解第二节内环境稳态的重要性的基础，也为第二章《动物和人体生命活动的调节》的的讲解做好了铺垫。本节内容涉及的概念、原理和生理过程较多，而且抽象、复杂，难以理解，本节实验教学帮助学生学好知识，提高学习兴趣。2、学情分析本节教学过程重视把凝结在教材中的科学活动充分展开，着重引导学生自己去探索、观察、思考、分析、归纳、总结，使学生在教学活动中发现问题、解决问题，培养学生的合作、探索精神，发展学生的思维能力。3、教学条件分析本节实验课时安排为1课时，要想在一节课内完成这个探究过程时间是比较紧张的，所以在生物材料选取上分别只选取植物和动物材料各一种进行实验，这样体现代表性又不至于时间紧密。本实验指导具体明确，适合学生自学，本实验的组织形式以小组活动为主，同时要加强讨论和总结，落实教学目标。在pH计使用方法，实验室操作规范的要求都是值得强调和注意的。教学过程要充分调动学生学习的知识经验，通过提供操作、观察、思考的机会，鼓励学生质疑、相互交流，并引导学生用自己的语言进行归纳，从而在原有知识的基础上发展新知，并培养严谨的科学思维和训练实验技能，进一步激发学习生物学的兴趣。三、教学重、难点1、教学重点①解释生物体维持pH稳定的机制；②实验操作能力；解决策略：生物体维持pH稳定的机制的理解是该实验的理论基础，应该从内环境理化性质2中的缓冲物质的成份入手，引导学生思考讨论体内过酸、过碱使得酸碱度的变化情况。实验操作规范应该通过小组合作，互相对比来强调操作的可行性与合理性。2、教学难点完成探究实验；pH计的使用；解决策略：教学主要采取探究式教学，紧扣探究实验的过程。pH计的构造以及操作步骤介绍。四、实验目的1、尝试设计“生物体维持pH稳定的机制”实验。2、通过比较自来水、缓冲液和生物材料在加入酸或碱后pH的变化，尝试推测生物体是如何维持pH稳定的。五、实验准备1、准备实验材料。⑴实验试剂的配制①0.1mol/LNaOH；②0.1mol/LHCl；③PH=7的碳酸缓冲液；⑵生物材料的制备①马铃薯匀浆；②鸡蛋清课前根据班级学生人数，学生实验台上每组还提供以下器材及试剂：50mL烧杯2个（其中一个为废液瓶）、50mL的量筒、胶头滴管、0.1mol/LNaOH（盛于滴瓶中）、0.1mol/LHCl（盛于滴瓶中）、马铃薯匀浆（盛于烧杯中）、鸡蛋清（盛于烧杯中）、pH计1个。2．多媒体课件。六、教学流程图创设情境，引入探究介绍实验材料，尝试设计实验方案分组，实施实验用自来水进行实验用缓冲液进行实验用鸡蛋清进行实验用马铃薯匀浆进行实验实验结果分析讨论，得出结论3七、教学过程教学内容教师组织引导学生活动教学意图创设情境，引入新课创设情景，提出疑问：我们平时吃饭的时候时不时会拌点醋，那么醋作为一个酸性溶液进入人体之后，为什么人体内的酸碱度却维持在一个稳定状态呢？为什么机体的内环境pH会稳定在一定范围呢？生物机体维持pH稳定的机理是什么呢？这节课我们就一起来探究一下生物体维持PH稳定的机制。学生并进行思考、讨论、分析和推测。由生活实例自然而然的进入，可以激发学生的探究欲望以及学习兴趣，并且是一个不错的引入。介绍实验材料，尝试设计实验方案一、实验材料的介绍向学生展示实验台上所准备的所有材料，并且强调一些材料试剂的使用注意事项。pH计是学生首次接触的一个仪器，重点讲述pH计的使用。二、设计实验方案（一）、根据材料，明确实验目的要求，各小组尝试分析设计探究实验方案并完成屏幕中的若干问题完善各组步骤。1.实验目的是？2.实验的自变量是什么？如何控制？3.实验的因变量是什么？如何对其进行检测？4.无关变量有哪些？如何进行控制？通过上述讨论强调实验设计的基本原则，学生在认真思考和完成上述问题后，再完善实验的具体步根据课前预习实验指导，明确实验目的、操作的要点及其他注意事项。学生加深对实验设计基本原则的理解。通过动手开展探究活动，培养获取知识的能力，通过观察、分析、讨论和交流，能自主的获取知识，加深知识的理解4实验实施骤。（二）、确定实验方案：实施方案：教材P10的记录表便于实验结果的记录。实验材料有自来水、缓冲液和鸡蛋清、马铃薯匀浆两种生物材料，试剂有0.1mol/LHCL和0.1mol/LNaOH两种。在等量的四种材料中，分别、依次加入5滴、10滴、15滴、20滴、25滴、30滴的酸碱液滴后，测定并记录溶液的pH。待表格完成后，做出相关曲线变化图。三、实施实验学生根据自己的实验方案，开始四组实验，完成记录表（见附表1）。（1）50ml烧杯，用量筒量取并加入25ml自来水。（2）用pH计测定自来水的初始pH。（3）分别向烧杯中滴加0.1mol/LHCL，一次一滴，然后轻轻摇动。当加入到5滴、10滴、15滴、20滴、25滴、30滴时，分别测pH，并作记录。（4）充分洗涤烧杯，重复上述步骤，这次滴加的是0.1mol/LNaOH，作好记录。[注意：在操作完成滴加HCL之后不可直接将废液导入废池中，应先倒入废瓶里，等做完滴加NaOH实验之后，也倒入废池，酸碱中和后就可直接倒入废水池中；操作过程应注意酸碱可能滴到皮肤上，因其腐蚀性强]（5）充分冲洗烧坏，用缓冲液代替自来水，重复步骤3至步骤4，记录结果。（6）充分冲洗烧坏，用两种不同生物材料分别代替自来水，重复步骤3至步骤4，记录结果。（7）待表格完成后，根据所得数据，以加入酸和碱的滴数为横轴，以pH为纵轴，在坐标纸上画出学生讨论总结出比较合理完善的实验设计,明确目标，思考问题，主动探索。学生根据实验方案，开始实验。和掌握。通过实验设计加深学生对知识的理解和掌握，培养学生实验设计能力。面向全体学生，以学生为主题，强化学生动手操作能力，自主完成实验，加强规范操作意识，并且体现出锻炼分工合作的意识。5实验结果的分析和讨论实验结论各材料的pH变化曲线。请几个学生代表叙述自己的实验现象，对学生的操作、分析、讨论、结论进行评价。通过讨论分析发现两种不同生物材料中也含有缓冲对，它们可以对酸碱度的变化起缓冲作用。结论：生物体内的缓冲物质对机体的pH稳定具有调节作用。对酸缓冲能力依此增加的是：自来水马铃薯匀浆鸡蛋清缓冲液。学生讨论，交流。每组学生分工协作，开始实验，操作并完成四组实验并完成记录表通过学生回答各自结果，充分发挥学生进行探究的主动性，同时，通过对实验结果的分析讨论，发展了学生分析处理问题的能力。学生通过分析总结，能用准确的语言描述实验结果，阐明实验结论。附表1.加入0.1mol/LHCL加入0.1mol/LNaOH加入不同数量液滴后的pH加入不同数量液滴后的pH051015202530051015202530自来水缓冲液马铃薯匀浆鸡蛋清八、教学反思此次实验必须建立在学生预习的前提下进行，这样能节省实验教学的时间提高教学效率并且达到有目的教学，提升学生主动学习能力。此次实验安排的授课应该根据学生特点6合理安排实验与授课的顺序。实验安排在第二节内容之后可以让学生充分理解内环境稳态的重要意义，也强化了学生的认知态度，以利于学习后续的稳态、稳态失调等抽象概念。本实验的组织形式以小组活动为主，教师应对小组活动给予指导。加强讨论和总结，落实教学目标，所以课前要精心安排实验教学过程中的每一个环节，在课堂上要进行有效调控，为之后的讨论提供充裕时间。本实验指导具体明确，适合学生自学。