馮漢茹

摘要：為破解難點(diǎn)，筆者探索了支架式教學(xué)，以問題串、制作模型、實(shí)驗(yàn)等載體為支架下手點(diǎn)，輔助突破體液、內(nèi)環(huán)境等概念，探明物質(zhì)交換關(guān)系，認(rèn)可內(nèi)環(huán)境是多細(xì)胞動(dòng)物與外界物質(zhì)交換的媒介。

關(guān)鍵詞：支架；細(xì)胞外液；內(nèi)環(huán)境；淋巴

中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）31-0283-02

一、教材分析

《細(xì)胞生活的環(huán)境》是人教版高中生物必修3“穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)”模塊的第一節(jié)，本節(jié)抽象繁雜，涉及多處概念教學(xué)，要求高，難度大。

本節(jié)從四個(gè)方面切塊：第一，“體內(nèi)細(xì)胞生活在細(xì)胞外液中”。闡述了內(nèi)環(huán)境、體液等概念。其中，內(nèi)環(huán)境是核心概念，細(xì)胞內(nèi)液、組織液、血漿和淋巴之間物質(zhì)進(jìn)出關(guān)系是難點(diǎn)。第二，“細(xì)胞外液成分”。以“血漿的化學(xué)組成”為例描述了血漿成分，用血漿來比較組織液、淋巴的化學(xué)成分異同。第三，“細(xì)胞外液的滲透壓和酸堿度”。介紹了細(xì)胞外液理化性質(zhì)，簡(jiǎn)介了滲透壓、酸堿度和溫度三個(gè)屬性。第四，“內(nèi)環(huán)境是細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的媒介”。以“5個(gè)討論”代替“文本描述”為手段，解決了內(nèi)環(huán)境的媒介地位。

該節(jié)內(nèi)容是學(xué)生理解穩(wěn)態(tài)及其生理意義的基礎(chǔ)，對(duì)學(xué)好“動(dòng)物和人體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)”等章節(jié)有重要意義，同時(shí)該節(jié)密切聯(lián)系了必修1中的“組成細(xì)胞的分子”、“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”、“細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出”等內(nèi)容。

二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：內(nèi)環(huán)境組成和理化性質(zhì)

教學(xué)難點(diǎn)：構(gòu)建細(xì)胞外液之間物質(zhì)交換關(guān)系

構(gòu)建人體細(xì)胞與外界環(huán)境的物質(zhì)交換模型

用系統(tǒng)論的觀點(diǎn)分析理解內(nèi)環(huán)境是細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的媒介

三、本節(jié)難點(diǎn)

（一）難點(diǎn)1：內(nèi)環(huán)境、體液的組成

“體液、內(nèi)環(huán)境組成”出現(xiàn)多處概念，如體液、內(nèi)環(huán)境、組織液、淋巴，教材如此編排，概念非常抽象，難以應(yīng)用。學(xué)情如此，部分老師對(duì)于概念教學(xué)多采用口述或勾畫概念關(guān)鍵詞輔以解釋，安排記憶，后通過題目強(qiáng)化。如此這般，過于重視概念本位知識(shí)，忽視概念生成過程，不利于理解概念內(nèi)涵和外延，亦不能活學(xué)活用。

（二）難點(diǎn)2：細(xì)胞外液之間物質(zhì)交換關(guān)系的構(gòu)建

“血漿、組織液、淋巴”以文字和插圖形式呈現(xiàn)，但三者之間物質(zhì)交換關(guān)系沒有直接列出。高二年級(jí)的學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)鮮明，思維活躍，邏輯思維能力有了一定發(fā)展，雖具備讀取信息的能力，基于血漿、組織液、淋巴熟悉度不同，會(huì)出現(xiàn)相當(dāng)大的思維空白，特別是對(duì)于頻率出現(xiàn)較低的淋巴。

（三）難點(diǎn)3：認(rèn)同內(nèi)環(huán)境地位

教材結(jié)合初中人體消化、呼吸、循環(huán)、排泄等知識(shí)，用5個(gè)討論解決內(nèi)環(huán)境媒介地位，以第4個(gè)討論“尿素的排出路徑”最難。因?qū)W生沒有氨基酸的代謝知識(shí)，沒有經(jīng)脫氨基作用后產(chǎn)生尿素的背景，加之運(yùn)出尿素涉及皮膚、腎臟以及循環(huán)、泌尿系統(tǒng)等眾多器官、系統(tǒng)，陌生度高，需加入適當(dāng)情境銜接知識(shí)縫隙。

四、設(shè)計(jì)思路

在教學(xué)內(nèi)容繁重和存在知識(shí)斷點(diǎn)的沖突下，本文為降低現(xiàn)有知識(shí)、能力與學(xué)習(xí)目標(biāo)之間的落差“搭橋鋪路”，嘗試建立了3組支架重讀課本，對(duì)教材進(jìn)行大幅度的二次開發(fā)，重構(gòu)課堂。將難點(diǎn)逐個(gè)支解，借助實(shí)實(shí)在在的“過墻梯”幫助達(dá)成“內(nèi)環(huán)境是細(xì)胞生活環(huán)境”的共識(shí)，認(rèn)可“物質(zhì)交換媒介地位”。

五、針對(duì)難點(diǎn)，搭建支架一一破解

（一）破解難點(diǎn)1：借助問題串支架重構(gòu)內(nèi)環(huán)境、體液組成

1.設(shè)計(jì)思路。基于“注重生物學(xué)概念生成方式”的角度：先建立感性認(rèn)識(shí)，后生成概念教學(xué)。以精選實(shí)驗(yàn)和補(bǔ)充情境為手段，相關(guān)問題串跟進(jìn)，借助問題串逐個(gè)擊破，步步深入支解相關(guān)概念。學(xué)生實(shí)驗(yàn)后，緊跟兩份情境材料——“介紹血液循環(huán)和淋巴循環(huán)”和“簡(jiǎn)述淋巴形成”，后借問題串支解概念，生成概念。

2.加開兩組實(shí)驗(yàn)。第一組：采集家兔血3～5ml于試管中，靜置一段時(shí)間后，肉眼觀察試管變化。第二組：制作家兔血涂片，高倍鏡觀察血細(xì)胞，找出并區(qū)分紅細(xì)胞、白細(xì)胞。

3.補(bǔ)充兩份情境資料。資料1：血液循環(huán)和淋巴循環(huán)。血液是由液體、細(xì)胞和細(xì)胞碎片構(gòu)成的組織，液體部分稱為血漿，它是一種淡黃色液體，約占血液總體積55%。血細(xì)胞以及細(xì)胞碎片都懸浮在血漿中。除了血液循環(huán)外，還存在一種淋巴循環(huán)，作為血液循環(huán)的補(bǔ)充。最細(xì)的淋巴管叫毛細(xì)淋巴管，毛細(xì)淋巴管集合成淋巴管網(wǎng)，再匯合成淋巴管，全部的淋巴管匯合成全身最大的兩條淋巴管，分別匯入左右鎖骨下靜脈，最后匯入血漿中，進(jìn)入心臟，參與全身的血液循環(huán)。淋巴循環(huán)最大的特點(diǎn)是單向流動(dòng)，不能形成真正的循環(huán)。資料2：淋巴形成。組織液中大部分被毛細(xì)血管靜脈端重新吸收，進(jìn)入血漿；小部分組織液被毛細(xì)淋巴管吸收，成為淋巴液，簡(jiǎn)稱淋巴。每天生成的淋巴約2～4升回到血漿，調(diào)節(jié)血漿和組織液之間的液體平衡。淋巴中混懸著大量淋巴細(xì)胞和吞噬細(xì)胞等白細(xì)胞，可以協(xié)助機(jī)體抵御疾病。

4.設(shè)計(jì)問題串跟進(jìn)。（1）靜置一段時(shí)間后，描述試管內(nèi)血液變化，并指出血漿處于試管中哪個(gè)位置？（2）血液中紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板合稱血細(xì)胞，那么結(jié)合組織和器官的概念，你認(rèn)為血液屬于生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中哪個(gè)層次？說出你判斷理由。（3）假如你認(rèn)為血液屬于組織，那構(gòu)成血液三種血細(xì)胞之間充滿了液體即血漿，血漿位于細(xì)胞之外，即細(xì)胞外液。說出細(xì)胞外液與血漿關(guān)系？在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中除了血漿之外，還出現(xiàn)了哪些細(xì)胞外液？生活中經(jīng)?！霸庥觥贝蜥?，你能說出肌肉注射和靜脈注射分別把藥液注射到哪種細(xì)胞外液？（4）聯(lián)系問題（3），體液是什么？體液和細(xì)胞外液屬于包含關(guān)系還是相同關(guān)系？?jī)?nèi)環(huán)境和細(xì)胞外液之間有何區(qū)別？

指出：觀察和動(dòng)手為獲取知識(shí)提供思路，使問題具體化，特別是“肌肉注射和靜脈注射分別把藥液注射到哪”，學(xué)生能在感性認(rèn)識(shí)中建構(gòu)理性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)二次思維，體驗(yàn)了學(xué)習(xí)過程的真實(shí)性。

（二）破解難點(diǎn)2：建立模型支架破解細(xì)胞外液間物質(zhì)交換關(guān)系

1.設(shè)計(jì)思路。基于建構(gòu)主義和“最新發(fā)展區(qū)”理論，將冗繁問題分解成小問題。重構(gòu)如下：提供兩份情境，繪制概念模型，落實(shí)交換關(guān)系。

2.情景補(bǔ)充1：多媒體演示細(xì)胞外液和細(xì)胞內(nèi)液之間物質(zhì)交換動(dòng)畫。情景補(bǔ)充2：毛細(xì)淋巴管和毛細(xì)血管。毛細(xì)淋巴管首端為盲端，管壁為單層扁平上皮細(xì)胞組成，細(xì)胞間呈瓦片狀或魚鱗狀互相覆蓋，其間有較大間隙，組織液中液體通過此間隙流入毛細(xì)淋巴管形成淋巴。形成淋巴的組織液大約占遍布全身組織液的10%。因此淋巴循環(huán)中的淋巴起始于組織液，然后流入極細(xì)的毛細(xì)淋巴管，由毛細(xì)淋巴管網(wǎng)匯合成較大淋巴管，最后匯入血漿中，進(jìn)入心臟。

3.根據(jù)上述資源制作概念模型。（1）制作淋巴的來源和去路圖。（2）以圓圈表示體液、細(xì)胞外液、血漿、組織液、淋巴之間關(guān)系。（3）制作體液之間物質(zhì)交換概念圖。以淋巴為突破口，圖解體液流動(dòng)路線，解決了淋巴形成，做到了“跳一跳夠得著蘋果”，掃除思維盲區(qū)。制作模型降低了學(xué)習(xí)難度，由過去“老師傳”變成現(xiàn)在“自己拿”，一改以往的學(xué)習(xí)方式，成就的不僅是主動(dòng)獲取知識(shí)的成功體驗(yàn)，更是形成了持續(xù)性學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

（三）破解難點(diǎn)3：利用多種支架認(rèn)同內(nèi)環(huán)境地位

1.設(shè)計(jì)思路。基于系統(tǒng)論的分析方法，先借助單細(xì)胞生物與外界進(jìn)行物質(zhì)交換動(dòng)畫，由學(xué)生分析出交換的方式為直接交換。由簡(jiǎn)入難，以人為例分析細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換為間接交換。甄選圖片和動(dòng)畫，接著鋪設(shè)情境，搭配動(dòng)手繪制物理模型，落實(shí)內(nèi)環(huán)境的地位。

2.情景補(bǔ)充1：多媒體出示單細(xì)胞生物草履蟲、衣藻圖片，以草履蟲為例補(bǔ)充生活概況，演示草履蟲與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)直接交換的動(dòng)畫。情景補(bǔ)充2：以慢跑為例，O2從肺泡到肌肉細(xì)胞的交換過程。慢跑是一項(xiàng)良好的吸氧運(yùn)動(dòng)，人在慢跑的過程中必然要進(jìn)行呼吸，吸入的氣體和呼出的氣體相比，O2和CO2的體積分?jǐn)?shù)發(fā)生了明顯變化，這是因?yàn)榘l(fā)生了氣體交換。以O(shè)2為例，研究發(fā)現(xiàn)吸入肺泡內(nèi)的O2可以直接透過由一層上皮細(xì)胞構(gòu)成的肺泡壁，然后再透過纏繞著肺泡的毛細(xì)血管壁進(jìn)入血液。隨后O2穿過紅細(xì)胞細(xì)胞膜，結(jié)合血紅蛋白形成氧合血紅蛋白，血液從暗紅色變成深紅色，靜脈血變成含氧豐富動(dòng)脈血。當(dāng)血液流經(jīng)O2濃度較低的組織時(shí)，O2便會(huì)與血紅蛋白分離，O2透過毛細(xì)血管壁進(jìn)入組織液，將O2運(yùn)送至組織細(xì)胞。大多數(shù)組織細(xì)胞生活在組織液中，可以直接與組織液發(fā)生O2交換。

提供材料：O2紙片、CO2紙片、肺泡紙片、毛細(xì)血管紙片、毛細(xì)血管網(wǎng)紙片、紅細(xì)胞紙片、肌肉細(xì)胞紙片、線粒體紙片、箭頭紙片若干等。

3.根據(jù)上述情景和材料建立物理模型。（1）用紙片貼出肺泡內(nèi)的O2到達(dá)肌肉細(xì)胞的路徑圖。（2）用紙片貼出細(xì)胞產(chǎn)生的CO2如何運(yùn)出肺泡的路徑圖。（3）單細(xì)胞生物與外界直接交換，多細(xì)胞動(dòng)物與外界不能進(jìn)行直接交換，是間接交換，能承擔(dān)這種間接角色的是內(nèi)環(huán)境、血漿還是組織液呢？結(jié)合前兩個(gè)物理模型，說明你理由。

在角度的選取上，基于貼近生活、熟悉度高的優(yōu)勢(shì)，舍棄教材討論資源，采用O2和CO2氣體交換作為材料形成“情境支架”，對(duì)比O2和CO2運(yùn)輸路徑，訓(xùn)練學(xué)生逆向思維，鍛煉舉一反三能力，后輔“模型支架”（制作物理模型）記錄課堂，讓學(xué)生明白：交換方式是間接交換，承擔(dān)間接角色的是內(nèi)環(huán)境。兩組概念模型對(duì)比“結(jié)”課，達(dá)到借助支架認(rèn)同多細(xì)胞動(dòng)物物質(zhì)交換的“中間人”是內(nèi)環(huán)境，自覺突破內(nèi)環(huán)境是媒介這個(gè)難點(diǎn)。

制備模型耽擱了一定課堂時(shí)間，但當(dāng)堂體驗(yàn)在梳理信息的過程中重組思維，催生邏輯，使學(xué)習(xí)成為一個(gè)有序、有趣、有效的過程。實(shí)踐證明，這樣的教學(xué)效率高，受學(xué)生歡迎。