稳态的生理意义.docx
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稳态的生理意义
稳态的生理意义
《稳态的生理意义》教学设计
[设计理念]
1．体现生物教学是学生活动的教学，体验的教学。
2．实现多媒体在体验教学中的作用，能够制造一个真实的情境。
3．经历“概念形成”的过程．
[教材分析]
1．知识结构分析：
（1）首先分析XX教版教材与人教版教材在处理内环境、稳态和调节这三个贯穿本模块的核心概念的不同之处，在对比中能够使我们更好的把握XX教版教材的教学工作。
如下表1：
表1：
人教与XX教的不同之处
注：
XX教版关于内环境的理化性质在稳态的生理意义中的稳态的概念中一带而过，没有展开详讲，却在随后将体温调节、水和无机盐调节（既是化学物质、又能维持渗透压）、血糖调节（既是化学物质、又能维持渗透压）作为人体稳态的子章节具体展开，酸碱度在第一节人体的稳态的继续探究中让学生收集资料来分析酸碱度保持稳定的原因。
人教版直接在第一节细胞生活的环境中具体展开内环境的理化性质中的化学成分和渗透压：
以血浆为例讲内环境的化学成分，具体讲解渗透压的渗透现象的机制，而酸碱度和体温则在第二节内环境稳态的重要性详细讲解：
体温作为论证内环境动态变化的一个实例，酸碱度的维持作为一节实验来展开。
而稳态理化性质的调节（体温调节、水和无机盐调节、血糖调节）这三部分内容在人教版却作为通过神经调节与激素调节的关系以及激素的调节这两部分内容的实例来提出的。
同一个调节在不同的版本论证的主题不同，偏重点也就不同。
从以上分析可以看出：
XX教版在稳态的生理意义的子章节讲了两个重要概念：
内环境和稳态。
将稳态的理化性质的调节过程在随后的子章节分别讲述。
而将调节的手段神经调节和
体液调节后置到独立的章节。
人教版则以讲调节手段为主，将理化性质的调节过程作为作为调节手段的实例。
总之，不管是手段和调节过程分开讲还是合在一起讲，其最终目的是为了维持稳态。
（2）稳态的生理意义教材分析：
从单细胞生活的环境引出多细胞生物细胞生活的内环境，再由内环境引出什么是稳态，接下来阐述为什么要维持稳态，最后如何来维持稳态。
可见教材的编写有着严密的逻辑顺序，是什么，为什么，如何做，而这种逻辑也符合学生的认知规律，由简单到复杂，由现象到本质。
2．内环境概念形成：
通过单细胞生活的环境，引出多细胞生活的环境，引导学生识图观察人体不同细胞生活的具体环境，找出这些环境的共性，得出细胞外液，即内环境。
本教案对教材的开发，主要是创生了概念的体验和提炼过程。
３．学习内环境稳态的意义：
稳态是贯穿本模块的一个重要概念，之所以重要，因为稳态是生命系统的特征，正确的理解稳态的意义可以为后续生态系统的稳态奠定基础。
4．教学建议与学法指导说明：
情境教学法与任务驱动相结合。
[学情分析]
1．原有认知进展分析：
（1）高二学生具有一定的观察能力，观察的目的性、持久性、精确性和概括性都有明显的进展；
（2）高二学生的逻辑思维正在由经验型向理论型转变，能够通过事物的现象分析事务的本质。
这就为我们从具体到抽象的“概念形成”准备了思维基础．
2．原有知识结构分析．
在高二学生的原有知识结构中，有四部分内容可以成为构建新知识的认知基础：
（1）初中学过的人体消化、呼吸、循环、排泄等知识，可以为内环境与外界环境进行物质交换奠定基础
（2）必修一细胞中的原子和分子一节，水在活细胞中一般约占细胞总质量的60%-90%。
为由细胞外液推理出细胞内液奠定了基础。
（3）必修一细胞中的原子和分子一节，某些微量元素和无机盐失衡导致的症状。
（4）化学的缓冲液为理解血液的pH平衡奠定了基础。
（5）必修一物质的跨膜运输水分子的自由扩散为理解渗透压做了铺垫。
3．非认知因素分析：
调动学生的积极性，让情感因素促进学生知识的建构。
[教学目标]
1．知识与技能
（1）描述单细胞与环境的物质交换
（2）描述内环境组成及理化性质
（3）说明内稳态的概念及其生理意义
（4）简述稳态的调节机制
2．过程与方法．
（1）尝试构建人体细胞与外界环境的物质交换模型
（2）利用计算机辅助教学软件模仿人体某方面稳态的维持
3．情感、态度与价值观．
（1）经历稳态概念的不断进展与完善的过程，形成真理是相对的哲学观点
（1）关注维持内环境稳态与健康的关系
[重难点]
1．重点：
描述内环境的组成
内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
说明稳态概念及其生理意义
举例说明反馈调节对于维持稳态的重要意义
2．难点：
说明稳态概念及其生理意义
说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介
[教学环境]
◆学习环境（多媒体教室、XX络教室、或实验室观察）；
◆图1-5，以及视频1；
◆多媒体课件；
◆《稳态与环境·教学指南》《生物教学研究与案例》等
[教学方法]
1．教师的启发式引导与学生的动脑观察、自主探究、合作交流相结合；
2．教师多媒体展示与学生板书、提问等常规教学手段相结合．
[教学思路]
（1）根据高中生物课程标准的基本理念和高二学生的认知特点，以情景引入主题，用多媒体提供任务驱动，为“概念形成”的教学服务，经历“提出问题——解决问题——巩固成果”的微型研究过程。
（2）根据教材的内容特点和学生的知识基础，沿着由“现象到本质”“感性到理性”使学生原有知识经验与新知识之间的实质联系。
（3）鉴于XX教和人教两个教材版本的分析，内环境的理化性质在稳态的生理意义中讲的深度限于学生知道理化性质包括那些内容，在后续的体温调节、水和无机盐调节以及血糖调节的教学中，对其进行详细展开，通过调节再次论证调节的目的是稳态。
酸碱度在稳态的生理意义课后，作为一个继续探究的内容，让学生收集资料整理。
做实验是一种探究，收集整理分析资料也是一种探究。
只是两个版本的偏重点不同而已。
教师可以在教学中灵活处理。
（4）将进行过程性评价，监控、检验教学目标的实现程度；将努力开放教学时空，让学生“带着问题走进课堂，带着思考走出课堂”．（教学时空要开放）
[教学过程]
第一课时
1．创设情景，提出课题
教师活动1：
由多媒体展示的图片引发思考，不同的生物所处的环境相同吗如果是你，你会选择那种环境作为你的生存环境
图1图2图3图4视频1草履虫生活的环境（超链接）
学生活动1：
学生自主思考、回答问题，不同生物所处的环境不同，有的在严寒环境下，有的在炎热干旱地区，而有的在温度水分适宜的地方，宇航员在高真空、失重、高寒、高辐射的太空环境，草履虫生活在水的环境中。
对我们而言，当然选择温度适宜，水分充足的环境。
教师活动2：
由上图我们知道了以上的环境都是以生物个体为主体或中心而言的，图1、2、3的例子是生物个体的生存环境，肉眼可见，易于理解。
图4是太空环境的宇航员。
视频5是单细胞草履虫的生活环境，它直接生活在外界水环境中，通过细胞膜与外界环境进行物质交换，因此草履虫个体生活的外界水环境也是草履虫细胞生活的环境，但对人体大多数细胞生物而言，并不能直接与外界环境接触，那么细胞要生活，要进行物质交换的环境是什么人体不同细胞的生活环境相同吗这就是本节课要共同探究的课题——人体细胞的生活环境。
设计意图：
（1）提出研究的问题：
从地球上生物个体所处的现实情景过渡到太空更大的宏观的环境，再由大的宏观过渡到组成地球上生命的基本单位细胞的微观环境，即人体细胞的生活环境——内环境。
（2）启发研究的思路：
以人肉眼可见的环境为认知思维突破口，将内环境的新概念建构在原有环境的认知基础上，从宏观上和微观上扩展环境的概念，努力使新知识与可见的环境与更大范围的宏观环境建立起非人为、实质性的联系，将环境的概念系统化。
（3）感悟文化的氛围：
形成生物体细胞的存在的微观环境，生物个体存在的环境，以及更宏观的太空环境这样一个系统的唯物主义的世界观。
2．任务驱动，操作探究（这部分内容可以以多媒体的形式课堂展示，也可以学案
的形式印发给学生）
教师活动3：
阅读课本P12积极思维:
人体细胞的生活环境，完成任务1、2两项识图任务。
学生活动3：
认真分析图2-1：
血浆、组织液和淋XX之间的物质交换示意图，完成任务1和2.
任务1:
、人是多细胞生物，人体内的组织细胞（肝细胞，肌肉细胞等）、血细胞、毛细血管壁细胞和毛细淋XX管壁细胞分别生活在什么样的环境中
、它们生活环境的共同属性是什么
任务2:
人体细胞生活的环境又是如何与外界环境进行外界进行物质交换的请尝试以图解或flsh动画（有XX络教室的学校可行）等形式建构人体细胞与外界环境的物质交换模型分解任务2，帮助学生逐步完成。
、组织液、血浆和淋XX之间有什么内在联系画出它们的关系图。
结合初中所学的人体消化、呼吸、循环、排泄等知识，和同学讨论以下问题：
、水，无机盐以及葡萄糖、氨基酸等营养物质是通过那些途径进入组织细胞的
、体内细胞产生的代谢废物，如尿素和二氧化碳又是如何从组织细胞排出体外的
教师活动4：
巡视各小组任务进展情况，对存在困难的小组给予适当的启发．
学生活动4：
每个学生首先独立完成，再进行小组讨论，全班都完成任务后，交流共享各小组的分析成果．
设计意图：
（1）在情境创设时，学生已知道对人体大多数细胞而言，并不能直接与外界环境接触，这是教学的起点。
通过本节课的学习，学生要达到的学习目标是：
细胞要生活，要进行物质交换的环境是什么人体不同细胞的生活环境相同吗学生要完成起点到终点跨越，老师应引导学生阅读课本P12积极思维:
人体细胞的生活环境，通过识图完成任务1。
再从现象中抽象出事务的本质属性，都存在于细胞外，故称之为细胞外液。
细胞外液对细胞而言是外，但对个体而言就是内，因此细胞外液又称内环境。
联系原认知结构必修一：
在活细胞中，水是含量最多的物质，一般约占细胞总质量的
60%-90%，可以推出在细胞中，由水组成的液体环境相对细胞外液称为细胞内液，细胞内液和细胞外液总称为体液，体液约占成人体重的60%。
这样将现象抽象为本质概念，再将小的概念不断整合到更大的概念系统之中，于是就形成了概念结构，表现了概念的层次性。
（2）在任务1学生已经知道细胞生活的环境是细胞外液，即内环境的基础上，解决任务2的第一个问题，组织液、血浆和淋XX之间有什么内在联系它们的内在联系说明全身的细胞外液是一个有机的整体。
再深入提问，这个有机的整体与外界环境是如何进行物质交换的。
（3）通过上述的问题设置，学生依次知道了细胞生活的环境是内环境，细胞与内环境直接进行物质交换，而内环境又与外界环境进行物质交换。
用图6来表示出上述概念之间的关系帮助学生更好的突破本节课的重难点：
内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
图5
3．合作交流，归纳发现
学生活动5：
学生分组展示自己任务1：
任务1：
大多数细胞---组织液；
血细胞---血浆；
淋XX细胞---淋XX；
毛细血管壁细胞---组织液和血浆；
毛细淋XX管壁细胞---组织液和淋XX
教师活动5：
通过各组在黑板上展示的分析成果得出：
人体细胞生活的环境是由组织液、血浆和淋XX构成的。
不同细胞所生活的环境虽然不同，但是这些不同相对于一个细胞而言有一个共同特征，你们能找出它们的共同特征吗
学生活动6：
学生们通过分析，不管细胞生活在什么样的环境中，这个环境相对细胞而言都是在细胞之外，即细胞外液。
相对与细胞生活的细胞外液，在相对与生物个体生活的外
界环境时，却是内，因此，细胞外液又称为内环境。
教师活动6：
根据学生得出的细胞外液，再加上原有的认知，细胞内水占总质量的60%-90%，作出由细胞外液到细胞内液的过渡性分析，创设部分到整体的认知情景。
学生活动7：
学生归纳
学生活动8：
学生分组展示自己的任务2分析结果。
由于任务2被分解成3个任务梯度，学生在进行学习时目标明确，容易完成任务。
、如图7所示：
图6内环境之间的内在联系
、水，无机盐以及葡萄糖、氨基酸等物质由呼吸系统和消化系统汲取后，首先进入血液，然后再通过组织液进入人体内细胞。
、体内细胞产生的代谢废物，如尿素和二氧化碳先进入组织液，然后再进入血液而被运送到泌尿系统和呼吸系统，排出体外。
教师活动7：
将和的文字表达用图来表示，并与的图7连起来，构成一个细胞与外界环境进行物质交换的图。
将本节课的认知与以前的知识联系起来。
学生活动9：
学生可以自主也可以组内讨论来完成，最后各组展示最终结果
血浆
组织液
细胞外液
细胞内液
体液
图7细胞与外界环境物质交换示意图
设计意图：
沿着“具体-------抽象”“部分-------整体”的路线前进，让学生经历从感性到抽象的概念形成过程，经历将原有的认知和新认知重新整合的过程，是知识更加的融会贯穿。
4．应用巩固，深化提高
教师活动8：
出示练习，及时巩固内环境的概念
练习1脑脊液、消化液、尿液及肺泡内的气体是否属于内环境并说明理由
学生活动10：
具体推断四组环境，只有脑脊液是内环境。
因为它位于颅腔和椎管中，是体内细胞的直接生活环境；消化液、尿液及肺泡内的气体都不属于内环境，因为他们都是通过某种方式与外界相通，不是细胞直接生活的环境。
设计意图：
通过本题意考察学生对内环境概念的辨别能力。
练习2“血浆是内环境中最活跃的部分”，说说你对这句话的理解。
教师活动9：
引导学生讨论。
学生活动11：
血浆是血液的组成成分，在心血管系统中串流不息，并与其他细胞外液相通，从而成为全身体液联系的枢纽。
血浆通过组织液、淋XX与细胞进行物质交换，通过胃肠道、肺、肾、皮肤与外界环境进行物质交换，从而构成机体细胞与外环境的中间媒介。
设计意图：
可以借此题了解学生对内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介的理解程度，能否实现知识在新情境下的的迁移应用。
教师活动10：
通过本节课，你发现了什么
在本节课的学习中，你还有什么不明白的
本节课后，你还想继续探究什么
学生活动10：
交流学习收获、反思自己存在的问题
设计意图：
（1）通过学生的交流反馈，评估“教学目标”的实现程度．
（2）通过学生谈“不明白”的地方，了解学生理解的深度．
（3）通过谈“还想继续探究什么”来开放教学时空，让学生“带着问题走进课堂，带着思考走出课堂”．
学生活动1：
学生小组合作，设计并操作实验过程。
教师活动2：
巡视各小组任务进展情况，对存在困难的小组给予适当的启发．
教师活动3:
通过以上实验，我们得出单细胞的草履虫对它生活的外界理化环境是有要求的，如果外界环境达不到要求，草履虫就趋利避害的逃离不利的环境。
你认为这种要求苛刻吗其实这种要求的本质就是要求环境处于一个相对稳定的状态，即稳态。
由草履虫都要求自己细胞生活的环境要保持稳态，那我们人体内的细胞对生活的环境有什么要求这种要求就是我们这一节课要学习的----内环境稳态。
设计意图：
（1）启发研究的思路：
通过实验让学生感性的认识到草履虫细胞生活的环境要求保持稳态，激发学生思考人体细胞对生活环境的要求，由此引出内环境的稳态。
（2）重难点的突破：
本节课的一个教学目标就是让学生理解内环境的理化性质，由于内环境的理化性质较抽象。
为此，我们采取先研究草履虫生活的理化环境对草履虫的影响来作为突破口，以此类比来研究细胞生活的理化环境，即内环境的理化性质。
将一个抽象的概念建立在可进行操作和观察的实验基础上，便于学生理解。
2．任务驱动，操作探究
教师活动4：
多媒体展示本节课的任务。
学生活动2：
独立自主的阅读课本P13三个自然段的内容，然后组内讨论完成下面的
任务。
任务1：
草履虫在外界环境受到破坏时，会迅速做出反应，逃离有害环境，请大家想一想它如果不逃离会会面临什么样的遭遇如果是人体细胞生活的内环境遭到破坏，而细胞又不能像草履虫一样逃离，举例说明人体是如何对这种破坏性的变化做出调节的任务2：
如果这种破坏超出了人体的调节能力，请举例说明内环境的体温、渗透压、酸碱度以及化学成分遭到破坏引起什么症状通过这些症状可以总结出内环境要保持稳态的重要意义是什么
教师活动5：
巡视各小组任务进展情况，对存在困难的小组给予适当的启发。
学生活动3：
在自学完之后小组讨论，完成两个任务，待全班都完成任务后，交流共享各小组的学习成果。
设计意图：
从草履虫在环境变化时的反应，深入到人体内环境变化时，人体的调节机制----反馈调节。
继续深入到如果超出了人体的调节能力，会出现的具体症状，让学生感性的认识内环境稳态的重要性。
这样的任务设计由浅入深，“浅”是手段，“深”是目的，层层相扣，具有逻辑性，而且稳态的生理意义这一重难点通过具体稳态失调的症状得以自动生成。
3．合作交流，归纳发现
学生活动4：
学生分组展示自己任务1：
学生活动5：
草履虫如果不逃离可能会死；细胞又不能像草履虫一样逃离，只有进行反馈调节，以血压为例来说明：
当外界刺激使血压升高，机体通过负反馈调节，使血压恢复正常。
教师活动6：
大家由血压的例子可以看出，负反馈调节可以使内环境达到稳态。
那与之对应的人体的正反馈有那些生理现象
学生活动6：
学生围绕正反馈的概念进行小组讨论。
最后综合各组的讨论结果，人体的正反馈调节有：
血液凝固、排便、排尿、分娩等，肯定要一气呵成，毕其功于一役，否则反反复复会很麻烦。
教师活动7：
通过正反馈调节的例子，我们认识到正反馈调节的目的不同与负反馈。
正反馈能够打破旧的稳态，建立新的稳态或趋于毁灭。
接下来我们来看第二个任务。
学生活动7：
学生分组展示任务2：
学生活动8：
体温过高—中暑
体温过低—冻伤
学生活动9：
血钙过低会导致儿童--佝偻病；成人--软骨病；老人--骨质疏松症
血钙过高--引起肌无力
血糖过低---低血糖
血糖过高---糖尿病
尿素大量堆积---尿毒症
缺硒---克山病
学生活动10：
大家一定有过剧烈运动后肌肉酸痛的情况吧！
这主要是因为在剧烈运动时机体的耗氧量急剧增加，其中以骨骼肌的耗氧量最大。
这时骨骼肌一般会处于缺氧状态，机体开始无氧酵解，产生乳酸，在机体中堆积，刺激周围组织，从而产生酸痛感。
学生活动11：
大家都会有一个感觉，当我们在嗑咸瓜子后，常常会感觉口渴，这是因为细胞外液渗透压的升高造成的。
教师活动8：
通过上面的例子，大家可以看出当内环境的稳态遭到破坏，会表现出各种症状，严峻的甚至表现为生病或死亡。
通过以上内环境稳态失调的例子可以深切的感受到内环境稳态的重要性，请同学们将你们的感受总结出来。
学生活动12：
内环境稳定能使细胞少受或不受外环境变化的干扰，从而具有一个适宜的生活环境，以保持其正常生理机能，因此是生命活动正常进行的必要条件。
教师活动9：
在完成任务1和2之后，我们可以得出这样的结论：
在外界环境的刺激下，当这个刺激在机体的调节范围，那么稳态就会得以维持，机体正常，而当超出机体调节能力范围，稳态就会失调，机体严峻的话生病甚至死亡。
请大家用简洁的图画出他们之间的逻辑关系。
学生活动13：
学生各自独立完成。
外环境变化
教师活动10：
学了本节内容，我们知道了内环境稳态对人体的重要意义，那我们在生活中应如何预防内环境稳态失调、保持机体健康
学生活动14：
1、保护我们的生存环境，防治环境污染。
2、加强体育锻炼，增强体质，提高机体适应外界环境的能力。
设计意图：
引导学生从感性的稳态失调的日常生活的实例中感受稳态的重要性，自然生成其对稳态重要意义的理性认识，这种认识使我们意识到内环境的稳态对保持机体健康的重要性。
但随着外界环境污染的日益严峻，我们体内的内环境是否也正在面临着威胁，因此我们要保护我们的生存环境，最终使内环境和外界环境之间的关系统一起来。
4．应用巩固，深化提高
教师活动11：
出示练习，及时巩固稳态、稳态调节以及稳态的意义等知识。
练习1关于稳态的叙述，正确的有（多选）：
（）
稳态是人体对多变的外界环境的适应
B稳态是进行正常生命活动的必要条件
C稳态的维持依赖与神经和体液调节
D稳态是指人体温度、酸碱度、渗透压以及各种化学成分的相对平衡。
学生活动15：
讨论之后：
（BCD）全部正确。
设计意图：
通过本题意考察学生对稳态的概念、稳态的调节以及稳态的意义的理解程度。
5．课外拓展、继续探究超出调
节能力稳态失调调节能力范围内
稳态维持生病或死亡正常
教师活动12：
课本P26。
我们人体每日产酸量非常大，CO2的日产量约为900克，而血液的平均pH（～），动脉血与静脉血的pH仅相差或。
收集有关资料，分析人血液pH保持稳定的原因。
设计意图：
通过收集分析资料，可以锻炼学生对信息的处理能力。
血液的平均pH（～）之间，可以使学生认识到稳态是一个动态平衡的状态，而不是绝对的稳定，体现稳态的相对性。
在随后学习的体温调节，水和无机盐的调节以及血糖调节继续对稳态是一种动态平衡进行强化，帮助学生更好的理解稳态。
教师活动13：
通过本节课，你发现了什么
在本节课的学习中，你还有什么不明白的
本节课后，你还想继续探究什么
学生活动16：
交流学习收获、反思自己存在的问题
设计意图：
（1）通过学生的交流反馈，评估“教学目标”的实现程度．
（2）通过学生谈“不明白”的地方，了解学生理解的深度．
（3）通过谈“还想继续探究什么”来开放教学时空，让学生“带着问题走进课堂，带着思考走出课堂”．
基础题
1．细胞外液的主要阳离子是（）
．Fe2+B．K+C．N+D．C2+
2．下列哪项不是由人体内环境成分明显变化引起的病症（）
．浮肿B．手足抽搐C．贫血D．尿毒症
3．正常情况下，动物组织细胞从组织液中汲取氧气的数量主要取决于（）．组织中氧气的浓度B．细胞膜上氧气载体的数量
C．细胞液中二氧化碳的浓度D．细胞中TP的数量
4．下列物质中，可在血浆中找到的有（）
．甲状腺激素、氧、尿素、小分子蛋白质
B．氨基酸、麦芽糖、二氧化碳、钠离子
C．蛋白酶、钙离子、脂肪、葡萄糖
D．呼吸酶、脂肪酸、尿酸、胆固醇
5．人体内环境必须保持相对稳定状态，才能保证组织细胞正常的生命活动。
下列各项生理
活动中，与内环境的相对稳定无直接关系的是（）
．尿液和汗液的排出
B．血液中二氧化碳浓度升高使呼吸加快
C．血液运输养料和废物
D．食物残渣形成粪便排出体外
6．在下列物质中，不参与人体内环境组成成分的是（）
．血红蛋白
B．葡萄糖
C．二氧化碳和氧
D．氨基酸
7．血浆中水的来源是（）
．组织液
B．消化道、组织液、淋XX
C．淋XX和组织液
D．消化道和组织液
８．血细胞、肌细胞，和淋XX细胞所处的内环境依次是：
（）
．血浆、体液和体液
B．血液、体液和淋XX
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