張惠

摘要 在“水和電解質(zhì)的平衡及其調(diào)節(jié)”一節(jié)的教學(xué)中，通過聯(lián)系生活情境，在解決實際問題中引導(dǎo)學(xué)生主動“學(xué)”、積極“思”，合作構(gòu)建概念模型，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，形成“穩(wěn)態(tài)與平衡”的生命觀念。

關(guān)鍵詞 水平衡調(diào)節(jié) 生物學(xué)核心素 養(yǎng)教學(xué)設(shè)計

中圖分類號C633.91

文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

1 教材分析與設(shè)計思路

“水和電解質(zhì)的平衡及其調(diào)節(jié)”是滬科版高中《生命科學(xué)》拓展型課程第二章“人體內(nèi)環(huán)境與自穩(wěn)態(tài)”第二節(jié)的內(nèi)容，包括人體中水和電解質(zhì)的含量、水和電解質(zhì)的平衡、水和電解質(zhì)平衡的調(diào)節(jié)。本節(jié)不僅是對“生物體對信息的傳遞和調(diào)節(jié)”相關(guān)內(nèi)容的復(fù)習(xí)與拓展，也為后面學(xué)習(xí)體溫調(diào)節(jié)、血糖調(diào)節(jié)做鋪墊。其中水和電解質(zhì)平衡的調(diào)節(jié)是內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)的一個典型案例，集宏觀生理表象與微觀調(diào)節(jié)過程于一體，涉及神經(jīng)調(diào)節(jié)與激素調(diào)節(jié)，是本節(jié)課的重難點。因此，本節(jié)課以學(xué)生為中心，立足真實生活情境，誘發(fā)學(xué)生主動思考，通過生活體驗、數(shù)據(jù)分析、概念模型構(gòu)建等方法，幫助學(xué)生理解人體水和電解質(zhì)的動態(tài)平衡，感悟生命活動的協(xié)調(diào)性與整體性。

2教學(xué)目標(biāo)

（1）說出細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液中主要的電解質(zhì);解釋人體脫水和細(xì)胞水腫的原理;概述水平衡調(diào)節(jié)過程。

（2）通過觀察圖表數(shù)據(jù)、分析日常生活中人體水和電解質(zhì)失衡問題，提高提取信息、分析數(shù)據(jù)、表達(dá)交流的能力，學(xué)會科學(xué)探究的方法，培養(yǎng)關(guān)愛生命的情感和社會責(zé)任。

（3）通過水平衡調(diào)節(jié)模型的建構(gòu)與應(yīng)用，逐步發(fā)展建模的科學(xué)思維，形成穩(wěn)態(tài)與平衡的生命觀念。

3教學(xué)過程

3.1創(chuàng)設(shè)情境，提出關(guān)鍵性問題

教師呈現(xiàn)學(xué)生軍訓(xùn)時“大量出汗”的圖片，設(shè)問：大量出汗時，機體會有怎樣的反應(yīng)？學(xué)生聯(lián)系生活經(jīng)驗進(jìn)行交流，教師依據(jù)學(xué)生的發(fā)言，提煉與本節(jié)課相關(guān)的關(guān)鍵問題。

設(shè)計意圖：教師借助真實生活情境激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引出新課內(nèi)容。

3.2 生活調(diào)查，關(guān)注健康生活

教師聯(lián)系學(xué)生生活，提出問題：大量出汗時，我們?yōu)槭裁匆a充水？課前利用問卷星調(diào)查“學(xué)生一天的飲水量與排尿量”，組織學(xué)生觀察統(tǒng)計數(shù)據(jù)（圖1），提問：

①人一天中的飲水量與排尿量有什么關(guān)系？

②從群體平均值看，飲水量與排尿量存在著一定差異，這些差異是怎么造成的？人體水的攝入與排出是否還有其他途徑？

學(xué)生觀察數(shù)據(jù)后會得出：人一天的飲水量與排尿量有一定關(guān)聯(lián)。教師在此基礎(chǔ)上出示表1，并解釋排尿量與飲水量存在差異以及大量出汗時補充水的原因。教師進(jìn)一步總結(jié)：人體內(nèi)水的動態(tài)平衡依靠水的攝入與排出，健康人一天內(nèi)水的攝入量與排出量基本持平。

教師再組織學(xué)生分析以下觀點：

①喝水有助于機體排毒，喝水多多益善;

②口渴時才需要喝水，沒有口渴的感覺，沒必要喝水。

學(xué)生聯(lián)系生活經(jīng)驗，發(fā)表看法。教師播放“水中毒”視頻，并總結(jié)：

①喝水過多時，大量水分積聚在細(xì)胞外液，使其滲透壓下降，水分向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)液增多，引起細(xì)胞水腫，俗稱“水中毒”;

②飲水不足時，細(xì)胞外液滲透壓上升，細(xì)胞內(nèi)的水流向細(xì)胞外，細(xì)胞失水。

設(shè)計意圖：真實的調(diào)查數(shù)據(jù)可以讓學(xué)生更真切地認(rèn)識到“健康人一天水的攝入量與排出量基本持平”;通過日常生活中的2個錯誤觀點質(zhì)疑，一方面讓學(xué)生認(rèn)識細(xì)胞失水和細(xì)胞水腫的極端現(xiàn)象，另一方面引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注自身和他人飲水健康問題，辨別偽科學(xué)，崇尚健康生活方式。

3.3數(shù)據(jù)分析，提升科學(xué)探究素養(yǎng)

教師聯(lián)系學(xué)生生活，提出問題：大量出汗時，我們喝怎樣的水更利于健康？純凈水，礦泉水，還是碳酸飲料？學(xué)生發(fā)言并闡述理由。學(xué)生觀察數(shù)據(jù)表2，回答以下問題：

①分別指出細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液中主要的陽離子、陰離子。

②比較細(xì)胞內(nèi)液中陽離子所帶的正電荷總數(shù)與陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)，你發(fā)現(xiàn)了什么？細(xì)胞外液又如何？電荷的這種分布有何意義？

③劇烈運動時骨骼肌會使機體內(nèi)的乳酸水平迅速升高，此時機體是如何維持pH相對穩(wěn)定的？

學(xué)生討論發(fā)言后，教師點評，使學(xué)生在問題的引領(lǐng)下認(rèn)識電解質(zhì)在維持內(nèi)環(huán)境滲透壓、電中性、pH穩(wěn)定等方面的重要作用。此時，學(xué)生自然有了較清晰的認(rèn)識。

設(shè)計意圖：通過分析數(shù)據(jù)、解答若干小問題，學(xué)生認(rèn)識電解質(zhì)在維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)上的作用，同時提高觀察分析數(shù)據(jù)、討論交流的能力，培養(yǎng)科學(xué)探究的思路與方法。

3.4模型建構(gòu)，形成“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”

教師提出問題：大量出汗時，人體內(nèi)水和電解質(zhì)是怎樣保持動態(tài)平衡的？學(xué)生觀看“尿液形成過程”視頻，歸納尿液形成過程中的兩個關(guān)鍵步驟：腎小球濾過作用;腎小管、集合管重吸收作用。教師進(jìn)一步組織學(xué)生閱讀教材P45第四段文字，觀察P46圖2-3，思考下列問題：

①血漿滲透壓感受器在哪里？

②水的排出主要取決于什么激素濃度的變化？此激素由什么器官分泌？作用是什么？

③血漿滲透壓、抗利尿激素含量、尿量三者之間的關(guān)系是怎樣的？

④水的攝入需求主要由什么中樞控制？學(xué)生討論交流的同時，教師板書呈現(xiàn)水平衡調(diào)節(jié)的關(guān)鍵詞，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建“大量出汗時”的水平衡調(diào)節(jié)概念模型（圖2）。

學(xué)生代表描述“大量出汗時”體內(nèi)水平衡調(diào)節(jié)過程，教師評價總結(jié)：大量出汗時，細(xì)胞外液滲透壓上升，刺激下丘腦滲透壓感受器，產(chǎn)生興奮，興奮傳到渴覺中樞，引起口渴，主動飲水;同時促進(jìn)下丘腦分泌抗利尿激素，腎小管、集合管重吸收水的作用增強，尿量減少，使細(xì)胞外液滲透壓恢復(fù)到正常水平?？梢?，人體的水平衡需要神經(jīng)調(diào)節(jié)和激素調(diào)節(jié)相互協(xié)調(diào)共同發(fā)揮作用。

教師再組織學(xué)生分析問題：某人一次性飲用了1 000 mL以上的水，此時機體又是怎樣保持水和電解質(zhì)平衡的？學(xué)生自主構(gòu)建概念模型，交流展示互評（圖3），教師評價補充。

設(shè)計意圖：教師通過視頻引導(dǎo)學(xué)生回顧尿液形成過程，使學(xué)生體會“水和電解質(zhì)的平衡離不開腎臟這一重要器官”。并將人體水平衡調(diào)節(jié)機制化解為若干小問題，以問題驅(qū)動引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建水平衡調(diào)節(jié)概念模型，使學(xué)生在此過程中學(xué)會運用建模的思維方法闡釋生命現(xiàn)象，形成穩(wěn)態(tài)與平衡的生命觀念。

4教學(xué)反思

生物學(xué)與人的生命健康密切相關(guān)，而生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)關(guān)注的正是“學(xué)生學(xué)過生物后能留給他終身受益的東西是什么”?；诖耍竟?jié)教學(xué)聯(lián)系真實生活情境，圍繞“大量出汗后人體的反應(yīng)”這條主線，設(shè)計了3個問題：

①大量出汗時，我們?yōu)槭裁匆a充水？

②大量出汗時，我們喝怎樣的水更利于健康？

③大量出汗時，人體內(nèi)水和電解質(zhì)是怎樣保持動態(tài)平衡的？

教師通過環(huán)環(huán)相扣的思維活動，引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)、質(zhì)疑交流，讓學(xué)生養(yǎng)成運用生物學(xué)思想和方法解釋、解決現(xiàn)實生活問題的思維習(xí)慣，提升科學(xué)探究能力，學(xué)會在真實情境中做出正確判斷，從而對生命現(xiàn)象、生命規(guī)律有科學(xué)的認(rèn)識，形成正確的生命觀念，追求文明健康的生活方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]周麗萍.紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行——淺談生物學(xué)教學(xué)中的生活體驗[J].中學(xué)生物學(xué)，2018，34（3）：29-30.

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