内环境稳态的重要性-教学设计

1内环境稳态的重要性教学设计课型：新授课课时安排：2课时（其中实验1课时，本教学设计针对课堂授课部分。）教具：血浆，蒸馏水，试管，0.1mol/LHCl，0.1mol/LNaOH，pH试纸，多媒体课件。教学方法：讲授法、合作探究法、讨论法、实验法。教学内容分析：《内环境稳态的重要性》是普通高中课程标准实验教科书（人教版）生物必修模块3第1章第2节的内容，是第一节内容的进一步延伸和拓展，也是学习后面生命活动调节等知识的基础，起着承上启下的作用。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。设计好这一概念的教学，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，将采用观看并分析相关视频、PPT、学生讨论和合作探究的方式突破本节的难点。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，因此达到了解水平即可。教学目标：知识目标：1、说明内环境稳态的概念；2、简述稳态的调节机制；3、了解稳态的生理意义。能力目标：尝试解释生物体维持pH稳定的机制。情感目标：关注维持内环境稳态与健康的关系。学情分析与教学策略：1、在活动中丰富学生对内环境稳态的感性认识，促进稳态概念的建构稳态概念是本节的重点和难点内容，涉及到的内环境、内环境的化学成分、理化性质等很抽象，而内环境的化学成分和理化性质的动态变化更令学生难以捉摸。因此在本概念的教学中要通过引导学生开展形式多样的活动，以丰富学生对内环境稳态的感性认识。问题探讨“化验单分析”侧重于内环境中化学成分的稳定（如血糖稳定、血脂稳定等）、调查“体温的日变化规律”可以让学生体验体温的相对稳定。此外，在课堂上演示血浆pH稳定的实验、让学生讨论“为什么医院里给病人输液时必须使用生理盐水”等问题，让学生对内环境理化性质中的另外两方面──pH稳定和渗透压稳定有一定的体验。通过上述活动的落实，稳态概念的形成就水到渠成了。2、引导学生联系生活实际，通过讨论分析来认识内环境稳态的重要性内环境稳态与人体健康密切相关，稳态失调会导致各种健康问题。因此进行这部分内容的教学时，充分利用学生的生活经验，启发学生将理论知识与实际生活联系起来。通过启发性的问题让学生打开思维的闸门，列举出更多的实例进行分析。在学生的分析讨论中，不完善的地方，教师适时给予补充、修正和扩充。2把学生的讨论引导到了解疾病的症状和危害、理解稳态是机体进行生命活动的必要条件以及如何在生活中加强保健等问题上来。这样也有助于学生关注自身和他人的健康问题，形成自我保健和关爱他人的意识。情景创设：1、布置学生课前完成“调查家庭成员体温日变化”的调查任务。2、教师收集、整理相关素材，设计相应思考题。3、学生预习实验内容，教师准备实验器材，设计相应的课堂任务和思考题。教学设计思路：由现象引出问题（概念）——实验验证问题（概念）——分析问题（概念的完善）——结合实际（思想升华）。由现象引出问题（内环境的稳态），通过调查、实验解释问题（内环境各化学成分和理化性质处于动态平衡中），结合内环境中各物质的来源去路以及具体事例（体温调节）分析内环境稳态的机制，结合自身体验理解内环境稳态的重要性。教学重点：内环境稳态及其生理意义教学难点：内环境稳态及其生理意义教学过程：教学内容：提醒学生做好学习准备课题引入：机体维持内环境的相对稳定具有极其重要的意义。教师活动：播放“有关尿毒症”视频，提问：1、什么是内环境？主要由哪几部分组成？2、内环境的化学组成有哪些？理化性质主要指哪些项目？3、尿毒症患者内环境的成分与健康人相比，最大的变化是什么？学生活动：观看视频，思考讨论问题。（教师完善—PPT演示：）尿毒症患者就是因为代谢废物及毒素的积累，从而使内环境成分的相对稳定遭到破坏，危及生命。因此机体维持内环境的相对稳定具有极其重要的意义。设计意图：创设情境，激发兴趣，引起共鸣，快速引导学生对稳态失调的关注并导入新课。调控方法：学生讨论发言，小组互评补充，教师完善。教学内容：一、内环境作为细胞生存的环境，其各种化学成分和理化性质会随着外界环境的变化和细胞代谢活动而发生剧烈的变化吗？教师活动：探究一、分析血液生化六项检查化验单，探讨内环境成分含量的动态变化。PPT演示：表1血液生化六项检查化验单项目测定值单位参考范围丙氨酸氨基转移酶ALT17IU/L0～45肌酐CRE0．7mg/dl0．5～1．5尿素氮BUN14．6mg/dl6～23血清葡萄糖GLU↑223mg/dl60～110甘油三脂TG↑217mg/dl50～2003总胆固醇TCH179mg/dl150～220学生活动：阅读表中各项数据，以学习小组为单位进行数据的逐项对比分析，回答第7页“问题讨论”的3道题。（教师完善—PPT演示：）1、血浆生化指标指的是血浆中各种化学成分的含量，其中包括机体多种代谢产物的含量。健康机体的生化指标一般都处于正常范围内。当机体某项生理功能出现障碍时，势必影响其代谢产物的含量，因此血浆的生化指标可以反映机体的健康状况，并可以作为诊断疾病的依据。例如，正常情况下，转氨酶主要分布在各种组织的细胞内，以心脏和肝脏的活性最高，在血浆中的活性很低。当某种原因使细胞膜通透性增高时，或因组织坏死细胞破裂后，可有大量转氨酶进入血浆，引起血浆中转氨酶活性升高。2、（1）内环境中各种化学成分的含量不是恒定不变的，而是在一定范围内波动，内环境的稳定是一种动态的相对稳定；（2）不同个体存在一定差异。3、（1）肌酐含量超标，肌酐是有毒的代谢废物，积累过多会影响健康。这表明肾脏的排泄功能有障碍。（2）葡萄糖含量超标，血糖含量过高可并发酮症酸中毒、糖尿病的心血管合并症等。（3）甘油三脂超标，可引起高脂血症，易并发冠心病、动脉粥样硬化等。设计意图：训练学生获取信息和分析资料的能力。从内环境化学成分的相对稳定状态对内环境稳态有个初步认识。调控方法：小组讨论展示，分组交流。教师活动：探讨二：体温的日变化规律。学生活动：学生课前完成家庭成员的体温日变化调查，课堂汇报调查结果，回答第7页“调查”的3道问题。（教师完善—PPT演示：）健康人的体温始终接近37℃，处于动态平衡中。设计意图：课前完成该项调查，引导学生注重调查报告的编制，并初步学会对数据进行分析，体验体温的相对稳定情况。调控方法：请同学汇报体温调查的结果，并根据调查结果回答问题。教学内容：由以上两事例引出稳态的概念。教师活动：引导学生回顾刚才复习的内环境的理化性质。学生活动：回忆并回答内环境的其他理化性质。设计意图：为证实其他理化因素也存在动态平衡状态作铺垫。调控方法：学生口头回答。教师活动：探讨三：生物体有维持PH稳定的机制。动手演示：教科书P．9-10“实验”学生活动：观看演示实验操作（为下节课的动手实验做准备），讨论第10页的“实验讨论”3道问题。（教师完善—PPT演示：）1、生物材料加入HCl或NaOH后pH的变化更像缓冲液。2、提示：缓冲液加入少量酸碱后，pH变化不明显。原因是磷酸缓冲液中含有NaH2PO4/Na2HPO4，其中NaH2PO4溶液呈酸性，当加入少量NaOH时，可以中和OH-；Na2HPO4溶液呈碱性，当加入少量HCl时，可以中和H+。水溶液则不同，因而加入酸碱后，pH变化明显。43.提示：生物材料中含有缓冲对NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等，它们能够对酸碱度的变化起缓冲作用。此外，机体还可以通过对生理活动进行调节来维持pH稳定。例如，当机体剧烈运动时，肌肉中会产生大量的乳酸和碳酸。乳酸进入血液后，可与血液中的碳酸氢钠发生作用，生成乳酸钠和碳酸。碳酸是一种弱酸，可以分解成C02和水。血液中的C02增多会刺激呼吸中枢，使呼吸运动增强，增加通气量，从而将C02排出体外，所以对血液的pH影响不大。当乳酸钠进入血液后，与血液中的碳酸发生作用，形成碳酸氢盐，过多的碳酸氢盐可以由肾脏排出。这样由于血液中缓冲物质的调节作用，以及机体的调节作用，可以使血液的酸碱度维持相对稳定。设计意图：通过实验验证生物体有维持PH稳定的机制。调控方法：观察实验结果，回答相关实验问题。教师活动：探讨四：内环境的渗透压是否也处于动态平衡中呢？提问学生：为什么医院里给病人输液时，必须使用生理盐水？大家能说出生理盐水的浓度吗？PPT演示：“红细胞的形态图”提问学生：请预测，输液时Nacl溶液浓度过低（低渗溶液）或过高（高渗溶液）会对红细胞的形态和结构造成什么样的影响?提问学生：为什么多喝多尿、少喝少尿？学生活动：学生小组讨论根据生活经验举例说明。设计意图：启发学生联系生活经验，理解渗透压的稳定。调控方法：小组交流，教师补充。教学内容：由以上教学活动得出内环境稳态初步的概念。教师活动：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。学生活动：理解内环境稳态的概念。设计意图：加强对概念的理解。教学内容：二、内环境的稳态是如何实现的：①要保持内环境的相对稳定，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。教师活动：以事例“肾衰竭造成尿毒症”为例讲解器官系统的异常会造成内环境失衡，会引起死亡。PPT演示：教科书图1-4，帮助学生简要熟悉人体内有关的器官和系统。学生活动：由学生分组讨论图解，回顾内环境中的营养物质、代谢废物、O2、CO2等化学成分的来源与去路。设计意图：器官、系统的正常运作对维持内环境稳态有重要意义有个初步认识，创造生生交流、师生交流的氛围。调控方法：学生分组讨论图解结果，其他小组互评。教学内容：②机体有维持稳态的调节机制。教师活动：列出体温调节的图解，以体温的动态平衡为例辅助讲解。然后简要介绍人类对机体维持稳态机制的认识过程，从贝尔纳的推测（主要依赖于神经系统的调节）到坎农的解释（在神经和体液的共同调节），然后到现代观点：主要调节机制是“神经—体液—免疫调节网络”的作5用。学生活动：认识到体温的动态平衡是受到神经—体液调节的。设计意图：补充具体实例结合多媒体辅助教学。调控方法：学生尝试理解简图分析体温的调节机制。教学内容：③完善内环境稳态的概念。教师活动：结合内环境化学成分、理化性质的动态变化，以及内环境稳态的调节机制，引导学生总结出内环境稳态的概念。学生活动：在老师引导下总结出内环境稳态的概念。设计意图：由对实例的分析总结出内环境稳态的概念，培养学生分析、获取知识的能力。教学内容：④内环境稳态的调节能力是有一定限度的教师活动：引导学生从内环境稳态的理化性质去思考内环境稳态失调的情况，要求学生讨论第9页“思考与讨论”3道问题。学生活动：学生讨论回答。（教师完善—PPT演示：）1、正常的体温是体内细胞进行各种生化反应最适宜的温度。在发高烧的状态下，由于内环境发生一系列变化，导致体内的各种反应出现紊乱，于是机体功能发生异常。发热时的主要症状大部分集中在中枢神经系统，病人感觉不适、头疼、头晕、嗜睡等，同时常有食欲不振、厌食、恶心的表现。发热时机体处于一种明显的分解代谢过旺的状态，持续高热必定引起器官的功能负荷加重，有可能诱发器官功能不全或引起组织损伤。孕妇发热可能导致胎儿发育障碍，是一个重要的致畸因子。对于6个月至4岁的幼儿来说，持续高热容易发生惊厥，相当数量的患儿由此造成脑损伤，如智力落后，甚至癫痫，因此应注意及时采用物理方法或服用药物来退烧降温。2、内环境渗透压会变小。当内环境渗透压变小时，内环境中的水将较多地通过渗透作用进入细胞内，造成细胞吸水肿胀，进一步导致细胞代谢和功能紊乱。严重时会出现疲倦、周身不适、表情淡漠、恶心、食欲减退、皮下组织肿胀等症状。3、因为高原空气稀薄，大气压和氧分压低，易造成体内缺氧。这说明外界环境的变化势必影响内环境的稳态。若外界环境变化不甚剧烈，并且机体代偿机制良好，内环境的波动较小，仍能维持稳态；若外界环