郭家洪-文章-人体的内环境与稳态单元教学设计文章

《人体的内环境与稳态》单元教学设计方案

                    泸县二中   郭家洪

生物学课程的根本任务是提高学生终身发展所需的生物学学科核心素养。《追求理解的教学设计》提出以终为始，根据学生要到达哪里，如何到达那里，来逆向设计单元教学。以核心素养为导向的单元教学设计，就需要在真实问题情境中提高学生分析问题解决问题的能力。

一、单元学习内容

本单元的核心概念是生命个体的结构与功能相适应，各结构协调统一共同完成复杂的生命活动，并通过一定的调节机制保持稳态^[1]。不管是2022年的异常高温天气还是我国南极科考队员在冰天雪地，人们一般都能维持体温的恒定作为情境设置，引出本单元的学习。本单元的学习内容包括：细胞直接生活的环境是什么？什么是内环境？内环境里含有哪些成分？内环境具有哪些理化性质？人体细胞如何与外界环境进行物质交换的？什么是内环境的稳态？内环境会剧烈变动吗？内环境的稳态会不会出现失调的情形呢？内环境稳态有什么重要意义？在日常生活中，如何更好地维持内环境的稳态？

二、单元学习目标

本单元属于《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》选择性必修课程概念1：

单元学习目标围绕次位概念制定，并且落实在每节课中，通过学习形成重要概念，学完相应单元后最后形成大概念。

三、单元评价任务

学业评价促发展是新课程的重要理念之一。单元评价需要强化以知识为载体，以学科素养为立意的评价^[2]。通过自评、他评、师评、作业检测完成单元评价任务。本单元的评价任务如下：

1、比较与分类：写出下面体内不同细胞直接生活的液体环境。

2、比较与判断：如图表示人体中部分体液的关系图，则：图1中的甲、图2中的A和图3中的a分别代表什么？淋巴细胞和吞噬细胞主要存在于上述图中的什么液体中？(用图中的文字或字母表示)

3、比较与判断：根据内环境的组成，判断下列物质是否属于内环境？血红蛋白、血浆蛋白、载体蛋白、胞内酶(呼吸酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶等)、消化酶、葡萄糖、纤维素、麦芽糖。

4、科学解释：（选择性必修1教材《稳态与调节》P14复习与提高）

据报道，美国某法庭判决“酸碱体质理论”的提出者赔偿一名癌症患者1.05亿美元。该 理论的主要意思是：①人的体质有酸性与碱性之分，酸性体质是“万病之源”；②人若要想健康, 应多摄入碱性食物，有些癌症患者受此理论影响，不去医院进行正规治疗，而寄希望于注射碱性物质以达到治愈目的。

（1）请运用本章所学关于内环境稳态的有关知识，并通过査阅相关资料获得更多的证据，尝试对“酸碱体质理论”进行评判。

（2）现在有些生产厂家在售卖饮用水时，宣称碱性水为“健康水”。若你的亲朋好友为了健康而购买、饮用碱性水，你会怎样做？

四、单元学习过程

为达到目标要经历什么样的学习？德国学者：将15克盐放在你的面前，无论如何你难以下咽。但当15克盐放入一碗美味可口的汤中，你就在享用佳肴时，将15克盐全部吸收了。阐明了在情境中学习的重要性。用真实性现实性的教学情境设计学习过程，让学生感受到学习内容与生活的联系^[3]。单元学习通过知识结构化，提出关键驱动性问题，让学习任务活动化来实现。

1、单元知识结构：

                    图4

2、关键驱动性问题和学习任务：

根据两则情境材料导入：今年7月16日入伏后，全国进入到三伏天高温天气。今年很多地区出现热射病，热射病可以看作是重度中暑。中国在南极内陆地区建立了6个内陆科考站。巍然矗立在海拔4093米南极“冰盖之巅”的中国昆仑站，是南极所有科学考察站中海拔最高的一个。不管是在炎热的夏天还是在冰天雪地的南极，一般情况下人们的体温都能维持相对稳定，这是为什么？

问题1人体内细胞生活在什么环境？

活动1：观察讨论血细胞、组织细胞（如肌肉细胞）、淋巴细胞生活的直接环境是什么？

图5

问题2：血浆、组织液和淋巴液之间的关系？什么是内环境？

活动2：讨论当手或脚磨出水疱，水疱内是什么液体？几天后水疱消失，液体去了哪里？

活动3：依据P3“血浆、组织液、淋巴液之间的关系示意图”，绘制出血浆、组织液、淋巴液三者联系的模式图（用文字和箭头表示）。

                       图6

问题3：内环境里含有哪些成分？

活动4:讨论血浆中这么多物质，如何将它们归类？血浆、组织液、淋巴液的成分和含量有哪些异同？

问题4：内环境的理化性质是什么？

活动5：科学家用化学分析的方法测得人体血浆的化学组成中，血浆蛋白含量为6.9%，无机盐含量不足1%，蛋白质分子量往往大于无机盐，但是血浆渗透压的大小主要取决于无机盐，原因是什么？生理盐水的浓度是多少? 为什么医院里给病人输液时必须使用生理盐水？

活动6：血浆成分很多，除蛋白质和无机盐外，还有葡萄糖和氨基酸等，维持血浆渗透压的主要成分为什么只提蛋白质和无机盐？既然血浆的渗透压主要由蛋白质和无机盐决定，那么在影响组织水肿的因素中为什么我们只谈蛋白质而不说无机盐？输液时，为什么我们只关心生理盐水的浓度却不考虑蛋白质因素？在维持血浆渗透压平衡的过程中，蛋白质和无机盐分别起什么作用？哪个更重要？

活动7：归纳组织水肿的原因？

问题5：人体细胞如何与外界环境进行物质交换？

活动8： Na+、葡萄糖、氨基酸和O₂等分别是经过什么途径进入内环境的？体内细胞产生的代谢废物(如尿素和CO₂)，是通过哪些器官从内环境中排到体外的？请你用简单的图示表示内环境与外界环境的物质交换的关系。

活动9：总结在人体中，内环境的作用主要是什么？

问题6：什么是内环境稳态？

活动10：实验《模拟生物体维持PH的稳定》并根据实验结果，尝试对机体维持PH稳定的机制进行解释。

活动11：剧烈运动会使肌肉产生大量乳酸等酸性物质，这会影响血浆的PH吗？在这种情况下，机体是如何维持细胞外液的酸碱度的？

问题7：分析内环境稳态失调的实例，总结稳态是如何实现的？

活动12：分析内环境稳态失调实例（选择性性必修1教材P10思考.讨论）

（1） 你有过发高热的经历吗？谈谈高热最严重时的感受。体温过高时为什么要采取物理降温或药物降温的措施？

（2） 严重腹泻后，如果只喝水，不补充盐，内环境的渗透压可能会出现什么变化？

（3） 援藏的技术人员到青藏高原后常会出现头痛、乏力、心跳加快甚至血压升高等症状，为什么？这说明外界环境与内环境稳态之间有什么关系？

（4）机体内各个器官、系统，为什么能够保持协调一致？

图7《人体的内环境与稳态》单元教学目标、关键问题、学习任务、学习评价图

单元学习过程中对核心素养的体现：

生命观念：通过血液生化检测化验单的分析，体会稳态是内环境成分及理化性质所处的相对稳定的动态变化，认同生命系统的动态平衡。内环境稳态与消化、呼吸、循环、泌尿系统的功能联系示意图深化了结构与功能观。科学思维：血浆、组织液和淋巴液的关系模式图，内环境与外界环境的物质交换的关系图的绘制利于学生建模思维的发展。酸碱体质理论的科学解释有利于提升学生的批判性思维能力和问题解决能力。科学探究：模拟生物体维持pH的稳定、调查体温的日变化规律。社会责任：常规体检血液生化检测化验单、尿毒症、中暑、分析内环境稳态失调的实例等体现了与人体健康极为密切。通过学习知道稳态是生命系统的特征，关爱自己、关爱家人健康。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准.[M].北京：人民教育出版社.2017：24

[2]刘恩山.曹保义.普通高中生物学课程标准解读[M].北京：高等教育出版社.2021：118

[3]刘恩山.曹保义.普通高中生物学课程标准解读[M].北京：高等教育出版社.2021：93-94