《细胞生活的环境》教学设计

第一节细胞生活的环境一、设计思想：课堂教学，要培养学生的主体意识，发展学生的主体能力，使学生的主体性得到充分的发展。本节课的设计通过一系列课内外活动和大量问题情境的设置，让学生利用所学知识和生活经验分析、归纳、总结，得出自己的结论，充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性，促进学生主体性的发展和科学素养的提高。本节课设计注重学生的探究性学习，使学生在主动探究、合作交流中，培养其创新精神、分析问题和解决问题的能力。二、教材分析：《细胞生活的环境》一节包括体内细胞生活在细胞外液中、细胞外液的成分、细胞外液的理化性质、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介等内容。这些内容，是课程标准所规定的“说明稳态的生理意义”的基础。本节内容的重要任务是构建内环境这一核心概念，而教材并没有一开始就阐述什么是“人体内环境”，而先放眼生命世界中“细胞生活的环境”这样的广阔视角。这样，既可以和《分子与细胞》衔接，利用学生已有的知识经验，又能激发学生的学习兴趣。内环境这一概念，包括本节主要内容以及后续学习内容内环境稳态的重要性等。该核心概念的构建有助于学生理解生命活动的本质，了解系统分析的思想和方法，提高对生命系统与环境关系的认识。三、学情分析：内环境的相关知识在初中新教材中较少涉及，初中新教材仅就人体各大系统的结构和功能做了常识性介绍，但由于学习间隔时间太长，印象不深刻，需要教师创设教学情境引导学生回忆相关知识。必修1细胞的物质输入和输出等章节对细胞的结构和功能作了较详细的介绍，对学习新知识有一定帮助，但需教师引导学生将已有知识与新学知识之间建立联系。构建内环境概念过程中学生遇到的最大问题是将抽象的内环境概念转化为具体的、形象的立体结构。主要采用的学习策略是课前请学生设计实验探究单细胞生物的生活环境,学生利用单细胞生物生存的液体环境为依托点，类比推理人体细胞的生活环境。学生在本节课学习中要充分运用已有知识、生活经验和多媒体材料来构建学习新知识的桥梁。四、教学目标：1.知识目标（1）描述内环境的组成和理化性质。（2）说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。（3）尝试构建人体细胞与外界环境的物质交换模型。2.能力目标（1）培养学生建立生物学科的立体知识构架的能力。（2）培养学生利用多学科的知识去分析、解决实际问题的能力。（3）培养学生探究、创新的能力以及团结协作、交流沟通的能力。3.情感、态度和价值观（1）感受生物体是一个各器官、系统相互协调统一的整体。（2）逐步树立生物体的局部与整体相统一、结构与功能相适应的生物学观点。五、教学重难点及解决方法：1.教学重点（1）内环境的组成和理化性质。（2）内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。2.教学难点（1）内环境的理化性质。（2）内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。内环境的组成通过学生积极思考、与单细胞生物的生活环境类比推理、主动探究，自己得出结论。内环境的理化性质，主要通过资料分析，结合生活经验来层层深入，其中学生最难理解的理化性质渗透压，则通过动画模拟，化抽象为具体，得以突破难点。细胞与内环境之间进行物质交换的内容比较好理解，而内环境如何与外界环境进行物质交换的内容，则比较复杂，又是个难点，这部分内容可以通过模拟人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程和构建模型，帮助学生学习。六、教学策略与手段：本节课采用建构式教学模式，为了帮助学生构建内环境这一核心概念，以单细胞生物的生活环境为依托点，引导学生类比推理，提出人体细胞生活环境的猜想，再运用所学知识及已有经验验证猜想，从而建立对内环境的感性认识。学生通过自主构建内环境的概念，并将其纳入自己原有的知识结构，加深了自身对生命世界的认识。本节课教学设计主要采用主体性教学设计，倡导学生主动参与、乐于探究、交流与合作的学习方式，同时重视课堂的动态生成，强调培养学生自主学习的能力。七、课前准备：1、学生的学习准备：学生设计探究性实验，探究不同环境条件下单细胞生物的生活情况。学生自愿分组，分别从不同方面如不同温度、酸碱度、盐溶液浓度等方面来探究单细胞生物（草履虫）的生活情况。每小组仅选一个方面开展探究活动。各小组准备介绍本实验的相关图片或视频。2、教师的教学准备：多媒体课件，经离心处理后的血液。八、教学过程：（一）、创设情境，引入课题各小组代表向同学们介绍探究单细胞生物的生活环境的实验思路、实验现象、实验结论。讨论总结：单细胞生物的生活离不开液体环境，且需要适宜温度、酸碱度、盐溶液浓度。进一步分析原因：只有在适宜的液体环境中，细胞才能获取生存所必需的养料与氧，并把废物直接排入水中。教师设疑：体内细胞又是如何完成物质和能量交换？其直接生活环境是什么？（二）、类比推理，开展探究1、引导学生类比推理：单细胞生物进行物质和能量的交换离不开液体环境，人体细胞进行物质和能量的交换也需要液体环境。学生推测1、体内细胞生活在液体环境中。学生活动：验证体内细胞生活在液体环境中。引导学生发散思维，运用演绎方法举例证明推测1。学生很容易想到血细胞生活在血液中的例子，这时教师应加以纠正血细胞生活的液体环境叫血浆，介绍血液与血浆含义的区别。启发学生思考人体其它细胞的生活环境，如回忆手脚磨出水泡的情景，理解组织细胞直接生活的环境---组织液。对于组织细胞学生感觉较抽象，教师加以解释和举例，如引导学生思考：毛细血管壁细胞、毛细淋巴管壁的直接生活环境？为了使学生对细胞的生活环境有更具体感性的理解，教师向学生出示相关内环境图片及装有血液（离心后）的试管。引导学生总结出体内细胞生活在液体环境中的结论从而验证推测1。教师讲述：细胞生活的外部液体环境叫细胞外液，细胞内的液体叫细胞内液，这些液体统称为体液。画出有关体液的概念图。2、教师设疑：细胞外液各组分之间有内在联系吗？学生推测2、细胞外液各组分之间互相联系。学生活动：尝试建立组织液、血浆、淋巴液之间的关系图。（用箭头和文字画出）学生阅读课本相关内容，同时参考课本的图1-1和1-3，进行独立思考，尝试绘制三者关系图。（如有困难同桌可相互讨论），请同学上台展示其绘制的关系图，并向大家介绍关系图表示的物质交换过程。为了说明淋巴液不能从淋巴管渗出成为组织液，教师可向学生展示毛细淋巴管壁细胞呈覆瓦状排列的图片，这样学生比较容易理解。为了引导学生更深刻理解三者间的关系，教师提供血浆、淋巴、组织液三者之间的物质交换动态图以及人体循环系统（包括血液循环和淋巴循环）的整体图，帮助学生建立对人体细胞外液的整体认识。请学生为细胞外液构成的液体环境取一个合适的名称。因为该液体环境是体内细胞生活的环境，为了区别于个体生活的外界环境，学生不难想到内环境这一名称。这样一来，学生对内环境这一概念印象会比较深刻。（三）、资料分析，比较归纳过渡：内环境与外界环境有哪些差别？以血浆的化学组成为例，学生分组进行资料分析，学习细胞外液的成分和理化性质。1、细胞外液的成分学生自学课本上的资料分析《血浆的化学组成》，并讨论1、2两题，请学生结合图1-2总结血浆的主要成分。教师设疑：组织液、淋巴与血浆的成分有什么异同？（强调蛋白质含量的区别，教师简介原因）师生共同总结：细胞外液本质上是一种盐溶液，类似于海水。教师设疑：细胞外液类似于海水对你有何启示？引导学生将内环境与进化这两个核心概念之间建立联系。2、细胞外液的理化性质教师设疑：如果血浆的成分发生改变，对血细胞会有什么影响？学生根据已有知识和经验联想起：红细胞在清水或浓度很低的溶液里细胞会破裂，红细胞在浓度较高液中细胞会由于失水过多而死亡。（教师展示相关图片加深学生的感性认识）学生继续资料分析《血浆的化学组成》并讨论第3题和思考下列问题：生理盐水的浓度是多少?为什么输液必须使用生理盐水？教师解释渗透压的涵义并利用多媒体展示用半透膜做渗透压实验的动画，引导学生思考：渗透压的大小取决于什么？影响血浆渗透压大小的主要因素？学生继续资料分析并讨论第4题。教师提问：为什么细胞外液适宜于细胞的生存？教师总结并板书细胞外液的理化性质及要点。教师在讨论中必须提醒学生注意细胞外液的渗透压、酸碱度、温度不是一个绝对恒定的数值,而是在一定的范围变化。比较内环境与草履虫的生活环境，得出结论：内环境的理化性质更为稳定，更有利于细胞进行物质与能量的交换。（四）、思考与讨论，构建模型设疑：人体细胞不能直接与外界环境进行物质交换，那么它们是如何获得外界环境中的养料与氧，又是如何排出代谢废物？学生讨论得出内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介。设疑：细胞与内环境之间的物质交换如何进行？（学生回答）设疑：内环境又是如何与外界环境进行物质交换？引导学生结合思考与讨论1、2、3、4题分4组展开讨论，每组负责一个问题。各小组代表发言，其他成员认真倾听，记录要点并进行评价。教师组织学生讨论资料分析《血浆的化学组成》第5题并展示体内细胞与外界环境进行物质交换的过程图解，请同学们课后尝试构建人体细胞与外界环境的物质交换模型，有制作成电子文本的可与教师在课外进行网上交流。总结：体内的每个活细胞都直接或间接的与外界环境联系，可见生命是个开放的系统。（五）课堂小结，升华主题教师设疑：这节课你学到了哪些知识？利用课本中的本节聚焦一栏引导学生自主总结。这节课你有哪些体会？学生结合本章首页题诗发表感想。九、板书设计第一节细胞生活的环境一、体内细胞生活在细胞外液中细胞内液1、体液血浆细胞外液组织液淋巴2、内环境是由细胞外液构成的液体环境。二、细胞外液的成分渗透压三、细胞外液的理化性质酸碱度温度四、内环境是细胞与外界进行物质交换的媒介（设计者：孙乐微，乐清市第二中学）