林梅青 陳明山

摘? ?要：本文以“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)”的科學(xué)史為主線，整合教材內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生開展任務(wù)式學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在親身體驗(yàn)中自主建構(gòu)概念，提高學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：科學(xué)史;核心素養(yǎng);內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài);教學(xué)實(shí)踐

1? 教學(xué)設(shè)計理念

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）提倡發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，明確指出：義務(wù)教育階段的生物學(xué)課程，既要讓學(xué)生獲得基礎(chǔ)的生物學(xué)知識，又要讓學(xué)生領(lǐng)悟生物學(xué)家在研究過程中所持有的觀點(diǎn)以及解決問題的思路和方法。生物學(xué)課堂要求學(xué)生主動地參與學(xué)習(xí)，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣，形成積極的科學(xué)態(tài)度，發(fā)展終身學(xué)習(xí)及創(chuàng)新實(shí)踐能力[ 1 ]。

本節(jié)教學(xué)設(shè)計意圖：學(xué)生通過在真實(shí)的情境中主動學(xué)習(xí)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)科學(xué)史，能深刻理解生物學(xué)的概念，進(jìn)而建構(gòu)學(xué)科的核心概念。

2? 教學(xué)背景分析

2.1? 教學(xué)內(nèi)容分析

“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性”承接“細(xì)胞生活的環(huán)境”，是學(xué)習(xí)個體穩(wěn)態(tài)和群體穩(wěn)態(tài)乃至生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)。本節(jié)課在教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上，教師收集穩(wěn)態(tài)科學(xué)史資料為學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，讓學(xué)生在探究過程中主動建構(gòu)知識，形成生物學(xué)概念。

2.2? 學(xué)情分析

學(xué)生通過高一年必修1“分子與細(xì)胞”的學(xué)習(xí)，初步具備結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀等生命觀念，也有初步的科學(xué)思維和科學(xué)探究的能力。另外，通過對上一節(jié)“細(xì)胞生活的環(huán)境”的學(xué)習(xí)，學(xué)生已具備內(nèi)環(huán)境的一些基本知識，初中也學(xué)習(xí)了組成人體的四大系統(tǒng)，這都為學(xué)習(xí)這節(jié)課奠定了基礎(chǔ)。

3? 教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計

培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)是高中生物教學(xué)的宗旨，通過高中生物學(xué)的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅要掌握生物學(xué)的基本知識，更要領(lǐng)悟科學(xué)家在探究生物學(xué)發(fā)展過程中的觀點(diǎn)，以及發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的思路和方法，并把學(xué)習(xí)到的知識和掌握的能力應(yīng)用到生活中，培養(yǎng)社會責(zé)任意識。因此，教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計應(yīng)具體圍繞核心素養(yǎng)展開。

3.1? 教學(xué)目標(biāo)

（1）通過對生活實(shí)例的分析討論，運(yùn)用反饋調(diào)節(jié)的原理進(jìn)行解釋，運(yùn)用歸納的方法初步概括穩(wěn)態(tài)的概念，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的目的。

（2）通過對穩(wěn)態(tài)科學(xué)史的學(xué)習(xí)，運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀和批判性思維進(jìn)行分析，完善穩(wěn)態(tài)的概念和機(jī)制，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生生命觀念和科學(xué)思維能力的目的。

（3）通過開展科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建不同實(shí)驗(yàn)材料pH變化的數(shù)學(xué)模型，嘗試對生物材料維持pH穩(wěn)定的機(jī)制進(jìn)行解釋，達(dá)到提升學(xué)生科學(xué)探究能力的目的。

（4） 能夠運(yùn)用穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機(jī)制，解釋一些生命現(xiàn)象，并能主動向他人提出合理的建議，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生社會責(zé)任意識的目的。

3.2? 教學(xué)重難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能觀和穩(wěn)定與平衡觀等生命觀念。

（2）難點(diǎn)：培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。

4? 教學(xué)設(shè)計的思路

學(xué)科核心素養(yǎng)是高中學(xué)生應(yīng)養(yǎng)成的最關(guān)鍵素養(yǎng)，涵蓋生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任等方面。本節(jié)課的教學(xué)思路是首先通過學(xué)生對日常生活實(shí)例的分析和實(shí)驗(yàn)，體會結(jié)構(gòu)與功能觀，初步歸納概括出穩(wěn)態(tài)的概念;接著通過學(xué)習(xí)穩(wěn)態(tài)的科學(xué)史，培養(yǎng)科學(xué)思維能力，補(bǔ)充完善穩(wěn)態(tài)的概念和機(jī)制;然后通過開展pH穩(wěn)定的探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)科學(xué)探究能力，進(jìn)一步深化理解概念;最后應(yīng)用穩(wěn)態(tài)機(jī)制解釋生命現(xiàn)象，解決生活中的問題，培養(yǎng)社會責(zé)任意識（見圖1）。

5? 教學(xué)過程的設(shè)計

教學(xué)目標(biāo)必須通過教學(xué)過程來落實(shí)，教學(xué)過程是教學(xué)目標(biāo)的具體體現(xiàn)。教學(xué)過程是一個由感性到理性、由理論到實(shí)踐的不斷深化和發(fā)展的過程[ 2 ]。在教學(xué)過程中，教師要充分發(fā)揮主導(dǎo)作用，積極引導(dǎo)學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)知和建立，突出學(xué)生的主體地位。《課程標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)以發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)為宗旨，要求教師在設(shè)計教學(xué)過程時，不但要考慮知識內(nèi)容如何傳授，而且更要注重學(xué)生的核心素養(yǎng)如何落地，教學(xué)過程設(shè)計如下。

5.1? 課前準(zhǔn)備

學(xué)生分小組調(diào)查家人和同學(xué)體溫的日變化規(guī)律，制作PPT或小視頻。

5.2? 設(shè)計意圖

通過開展調(diào)查活動，培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念和科學(xué)思維，同時使學(xué)生對穩(wěn)態(tài)有些感性認(rèn)識，初步體會穩(wěn)態(tài)的概念。

5.3? 課堂環(huán)節(jié)

5.3.1? 導(dǎo)入

（1）活動任務(wù)1：由日常實(shí)例，視頻導(dǎo)入，提出課題，接著由調(diào)查小組的代表做調(diào)查匯報（調(diào)查的目的、調(diào)查過程、調(diào)查數(shù)據(jù)、調(diào)查結(jié)果分析和調(diào)查結(jié)論）。學(xué)生思考并回答問題：

①為什么家庭中不同成員體溫不完全一致？這說明什么？

②比較同一年齡同一性別和不同性別的同學(xué)之間的體溫數(shù)據(jù)，可以得出什么結(jié)論？

③為什么在寒冷的環(huán)境中，人體的體溫還能保持相對穩(wěn)定，我們是如何調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的？

④你能嘗試歸納概括出穩(wěn)態(tài)的概念嗎？

設(shè)計意圖：該環(huán)節(jié)通過真實(shí)情境激發(fā)學(xué)生參與探究的動機(jī)，用生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀念，尋找解決問題的思路，分析討論，初步歸納概括出穩(wěn)態(tài)的概念，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。

5.3.2? 對穩(wěn)態(tài)機(jī)制的認(rèn)識

（1）活動任務(wù)2：學(xué)生自主學(xué)習(xí)穩(wěn)態(tài)的科學(xué)史（材料另發(fā)給學(xué)生，要點(diǎn)如下）。

①1857年貝爾納的發(fā)現(xiàn)：a.動物的生活有細(xì)胞生活的內(nèi)環(huán)境和整個有機(jī)體生活的外環(huán)境。內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定是生命能獨(dú)立和自由存在的前提條件，這便是“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)”的萌芽，于是提出內(nèi)環(huán)境是穩(wěn)定的（靜止不變的）。b.肝臟在合成糖原及維持正常血糖水平中的作用。他推測，其主要依賴神經(jīng)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。

②1926年，坎農(nóng)通過大量實(shí)驗(yàn)后提出穩(wěn)態(tài)不是恒定不變的，而是一種可變、可動的穩(wěn)定狀態(tài)（動態(tài)平衡），并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其是由神經(jīng)和體液雙重調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。

③維納提出反饋的概念，認(rèn)為穩(wěn)態(tài)的維持是通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)達(dá)到一種動態(tài)的平衡。

④目前普遍認(rèn)為，穩(wěn)態(tài)是由神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)共同調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。

（2）設(shè)計意圖：該環(huán)節(jié)通過教師提供科學(xué)史的閱讀材料，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，用結(jié)構(gòu)與功能觀、批判性思維進(jìn)行辨析，逐漸加深理解完善穩(wěn)態(tài)概念，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。

5.3.3? 生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制

（1）活動任務(wù)3：開展探究實(shí)驗(yàn)。

①學(xué)生按照表1實(shí)施探究實(shí)驗(yàn)。

②各小組展示交流成果。學(xué)生交流的問題：

a.豬肝勻漿、馬鈴薯勻漿和兔的血漿分別屬于體液、細(xì)胞內(nèi)液還是細(xì)胞外液？

b.加入HCl或NaOH后各組pH變化對比，哪一組更像緩沖液？

c.分析生物材料維持pH穩(wěn)定的原因？

（2）分享總結(jié)：對生物材料維持pH穩(wěn)定的機(jī)制進(jìn)行解釋。

（3）設(shè)計意圖：該環(huán)節(jié)首先學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)器材，開展合作探究活動，接著進(jìn)行展示分析交流，進(jìn)一步領(lǐng)悟內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的概念，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力、交流合作和表達(dá)能力的目的。

5.3.4? 作業(yè)鞏固

（1）活動任務(wù)4：應(yīng)用內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)觀念解題，給患者提出健康的飲食習(xí)慣等建議。

課堂完成教材中的“問題探討”（P7），給化驗(yàn)單的人提些建議。

課后鞏固練習(xí)：完成“思考與討論”（P9）“拓展題”（P11）和“知識遷移”（P14）。

（2）設(shè)計意圖：該環(huán)節(jié)學(xué)生應(yīng)用內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的機(jī)制解釋一些生命現(xiàn)象，主動向他人宣傳關(guān)愛生命的知識和觀念，強(qiáng)化學(xué)生對社會的關(guān)注，提高應(yīng)用所學(xué)知識，解決現(xiàn)實(shí)問題的能力，提高學(xué)生的社會責(zé)任意識。

6? 教學(xué)反思

本節(jié)課以發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)為宗旨，以內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其調(diào)節(jié)機(jī)制的科學(xué)史為主線，通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的生活情境，激發(fā)學(xué)生積極探究、主動學(xué)習(xí)的欲望。通過科學(xué)史的學(xué)習(xí)，初步建構(gòu)穩(wěn)態(tài)的概念，再通過引導(dǎo)學(xué)生開展探究實(shí)驗(yàn)，體會科學(xué)家的思維過程，加深對概念的理解，最后運(yùn)用概念解決生活中的實(shí)際問題，培養(yǎng)社會責(zé)任意識，從而將生物學(xué)科的核心素養(yǎng)貫穿于整個教學(xué)過程中。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]李家雯，楊穎麗，王飛.基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的高中生物學(xué)教學(xué)設(shè)計[J].生物學(xué)通報，2019（11）：28-31.