人教版 (2019)细胞生活的环境教学设计

这是一份人教版 (2019)细胞生活的环境教学设计，共16页。教案主要包含了基本信息，设计思想，学习者特征，教学内容与任务，教学过程等内容，欢迎下载使用。
一、基本信息
课程名称
《细胞生活的环境》
学科
生物学
章节
第1章
第1节
教材版本
人教版
选择性必修一
课时
第 1 课时
课型
新授课
年级
高一
二、设计思想
1.情境驱动，问题导向
以“小明剧烈运动及随意服止疼药后出现可乐色尿”的真实病例为情境，激发学生探究兴趣。通过层层递进的任务（假说→建模→数据分析→实验验证→应用），将抽象的内环境概念转化为可操作的探究活动。
2.模型构建与科学思维渗透
任务一：引导学生基于资料提出假说，构建“肌红蛋白（血红蛋白）→内环境→尿液”的动态物质转运模型，强化内环境作为枢纽的认知（呼应“细胞通过内环境与外界交换物质”的课标要求）。
任务二：通过分析血浆化验单，训练证据推理能力（如CK酶升高→肌肉损伤），关联内环境理化性质（渗透压、pH等）失衡的生物学意义。
3.实验验证与概念深化
任务三的3个实验直指核心概念：
实验1（离心血浆）：直观呈现内环境成分（血浆VS血细胞）
实验2（pH调节）：凸显缓冲物质对稳态的维持作用；
实验3（渗透压影响）：论证细胞形态依赖渗透压稳态。
4.社会责任与生命观念
任务四引导学生从治疗手段反推稳态调节机制（如补液→维持渗透压），并提出科学运动建议，培养健康生活观。
三、学习者特征（学情分析）
1.已有基础
（1）知识层面：已掌握细胞结构、物质跨膜运输方式；理解体液组成（血浆/组织液/淋巴）、内环境概念（本节课新授）；具备基础化学知识（pH、渗透压概念）。
（2）能力层面：能进行简单实验操作（如显微镜观察、溶液配制）；
初步具备资料分析能力（文本/图表）。
2.潜在难点与突破策略
（1）学生可能存在的问题：
抽象概念具象化困难——难以将内环境“物质交换枢纽”作用动态关联到“肌红蛋白从肌肉到尿液”的路径；
跨学科知识整合不足——无法结合化学（pH/渗透压）和生理学知识解读血浆化验单指标（如CK酶、肌酐）；
实验与理论割裂——操作离心、pH调节实验时，忽略其与内环境稳态的深层联系；
假说演绎逻辑断层——推测“可乐色尿”成因时遗漏关键环节（如肌红蛋白的肾毒性）。
解决策略：
通过具象模型构建化解抽象认知，以结构化工具（匹配表/流程图）支撑复杂分析，用问题锚点深化实验价值，最终实现知识到素养的转化。
四、教学内容与任务
1.教学内容：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、细胞通过内环境与外界进行物质交换
2.任务情境：小明剧烈运动后，浑身疼痛，服用布洛芬止疼，出现“可乐色”尿的现象，请学生分析并提出“可乐色”尿出现的假说、找出证据来做出判断、分析稳态失衡的影响、分析医院治疗横纹肌溶解的手段并说出目的，最后提出预防横纹肌溶解的方法。
3.任务与活动：
任务一：分析“可乐色尿”可能形成的原因
活动1：提出假说：根据平板学案的资料和已有的生物知识，推测小明出现深色尿的原因。
活动2：基于活动1的假说，构建一个动态物质转运模型，用请用关键词、线段、箭头、方框等构建色素从受损细胞到“可乐色尿”的全路径，重点揭示内环境的核心枢纽作用。
任务二：分析病人血浆化验单
活动1：根据平板推送的化验单，诊断损伤类型，根据化验单做出判断并说明证据。
____________________损伤破裂 → 关键证据：____________________
活动2：哪些指标明显异常（可以画在实验单中）？分别反映了内环境中哪些成分或理化性质发生了改变？选择1项你认为致命失衡，充分分析其可能导致的后果（若时间充裕，可以分析多项）：
任务三：汇报实验结果和结论
学生汇报实验操作、现象、结论：
实验1：离心法观察血液分层现象，获得血浆
实验2：比较清水、血浆对PH变化的调节作用
实验3：探究渗透压变化对细胞形态的影响
任务四：找寻有效手段，维持内环境稳态
活动1：探究治疗原理，写出操作目的
活动2： 讨论如何避免横纹肌溶解？
教学目标
1.通过构建细胞、内环境、泌尿系统关系的模型，分析横纹肌溶解案例中“可乐色尿”成因，阐明血浆、组织液与淋巴共同构成内环境以及关系，并发展“模型与建模”的科学思维及系统观。
2.通过解读横纹肌溶解患者的异常化验单，能阐明内环境稳态的重要作用，发展“结构与功能相适应”的科学思维。
3.通过解读真实医疗数据（化验单）、治疗手段和实验观察，强化从现象中获取证据、用证据支持结论的能力 。
4.通过分析治疗手段目的，简述循环、泌尿系统协作维持内环境稳态的机制，强化“多系统协同”的系统分析能力。
5.通过提出预防横纹肌溶解的健康方案（如科学补水、循序渐进运动），能论证内环境稳态对健康的重要性，践行基于生物学证据的社会责任。
教学策略设计
5E探究模式（Engage→Explre→Explain→Elabrate→Evaluate）
Engage：用“可乐色尿”病例制造认知冲突（激发动机）
Explre：任务一假说的提出+物质转运模型构建（自主探究）
Explain：化验单分析+实验验证（教师引导概念澄清）
Elabrate：治疗手段原理反推+预防措施设计（知识迁移）
Evaluate：模型图+预防方案（多元评价）
信息资源与教学环境设计
1.信息资源设计：
（1）预置结构化资源包
资源类型
内容说明
调用环节
病例数据库
化验单、尿液照片、治疗手段及目的（医疗指南）
任务一、二、四
生化指示词典
解释CK、肌红蛋白、血钾等指标
化验单分析环节
实验工具使用
移液枪、血涂片、PH检测仪等使用视频资源
任务三：课前实验数据记录和结果分析
生理活动动画库
尿液的形成、透析的原理
任务四
（2） 实时生成数据源
数据来源
教学价值
学生平板拍摄的血涂片
对比清水/生理盐水/浓盐水组 的红细胞形态
pH检测仪获取数据
加酸后血浆pH值变化 →输入EXCEL→ 自动绘制动态折线图
学生预习成果分析
用智慧课堂“测评-随堂练-截屏答题-选择题型为4选题-开始答题”方式，获得真实答题数据
小组讨论思维导图
学生平板拍摄自己绘制“可乐色尿病因”流程图 ，用智慧课堂系统上传，进行汇报，讨论
总结
2教学环境设计（智慧教室空间布局）
（1）教师中枢区
设备配置：教师平板（总控台）、主显示屏（交互大屏）、录播系统。
核心功能：
推送情境案例/化验单/实验指导；
实时展示小组任务成果（模型图、化验单分析）；
汇总全班论证结论并生成稳态原理总结
实施课堂互动（摇号提问、选择题统计、主观题对比）
（2）学生协作岛任务区（6人/组，4组）
设备配置：
学生平板24个（人手1台）：独立分析、绘制转运模型、标注化验单、提交任务。
任务支持：
任务1：共享屏转运路径模型（肌细胞→血浆→尿液）
任务2：学生平板圈注化验单异常指标（CK↑↑↑、血钾↑）
任务4：协作生成预防方案（科学运动/补水计划表）
（3）实验取证任务区
设备配置：
实验器材：离心机（血浆分层）、pH传感器（缓冲试验）、显微镜（细胞形态）、移液枪等
学生平板：课前学习实验方法与器材使用、记录关键图片、数据等证据。
记录要求：
记录1：离心后血浆分层照片（验证内环境成分）
记录2： pH缓冲数据、并绘制曲线图（对比清水/血浆稳定性）
记录3： 细胞形态对比图（渗透压失衡影响）
八、教学过程
教学环节
起止时间（“-”）（按照完整视频的时间点）
环节目标
教师活动
学生活动
媒体作用及分析
检查预习成果
用两道选择题来检测学生的基础概念预习情况
0：00-
5：23
目的：
①掌握内环境基础概念（体液/细胞内液/细胞外液）
②学生能够根据结构和功能相适应明确血浆、组织液、淋巴液的关系。
教师课前：
用智慧学习系统推送教材页（P2-6）及操作视频（移液枪、离心机等）
教师课上：
展示题目，开启智慧课堂系统中的“测评-随堂练-截屏答题-选择题型为4选题-开始答题”
学生课前：
阅读教材；观看技术视频。
学生课上：
学生用平板选择答案。
展示预习成果。
媒体作用分析:①推送数字教材+微课。
②视频示范实验设备操作，降低实操门槛。
③智慧学习系统汇总生成答题数据，便于教师课堂教学。
新课导入：
真实情境
激发探索
小明剧烈运动后，服用布洛芬止疼，结果不能缓解疼痛，且出现“可乐色”尿液。
5：23-
6：37
目的：
用真实的身体异常情况吸引学生兴趣，引导学生探求发生机理、治疗方法、预防手段，培养科学思维与健康生活观。
教师活动：
介绍情境，引导学生对小明行为和出现现象的注意和分析。
学生活动：学生观察情境中的现象，与自身现象做对比。
媒体作用分析:媒体展示“可乐色”尿液真实颜色，学生可以与自己的尿液颜色做直观比较，制造认知冲突，激发动机。
任务一：分析出现“可乐色尿”的可能原因。
活动1：提出假说（根据上方资料和已有的生物知识），推测小明出现深色尿的原因。
活动2：基于活动1的假说，构建一个动态物质转运模型，用请用关键词、线段、箭头、方框等构建色素从受损细胞到可乐色尿的全路径，重点揭示内环境的核心枢纽作用。
6：37-
21：00
目的：
①提出假说，构建物质转运模型，培养科学思维。
②阐明内环境是细胞与外界完成物质交换的媒介。
教师活动：
①呈现案例（运动、服药后出现深色尿）
②提供分析资料关键点：
- 肌红蛋白分子量（17.8kDa）血红蛋白的分子量（64.5kDa）
- 肾小球滤过阈值（70kDa）
- 结合珠蛋白的清除机制
③开启智慧课堂系统中的“测评-随堂练-截屏答题-主观题-开始答题”收集学生活动1和2的答案，并请学生上台展示自己的想法并引导讨论。
学生活动：①填写假说模板，并用平板上传自己的答案
② 绘制物质动态转运模型，相互讨论，并阐明内环境的作用，并用平板拍照上传。
媒体作用分析:
①用大屏分享将资料推送给学生平板，学生分析资料在学案上完成活动1和2。
②学生利用平板拍照上传的功能，将自己的答案投屏到互动大屏，可以根据系统数据统计上传人数，来确定活动完成率，方便上台展示和比较答案。
任务二：分析病人血浆化验单
活动1：诊断损伤类型，根据化验单做出判断并说明证据。
活动2：哪些指标明显异常（可以画在实验单中）？分别反映了内环境中哪些成分或理化性质发生了改变？选择1项你认为致命失衡，充分分析其可能导致的后果（若时间充裕，可以分析多项）。
21：00-
27：47
目的：
①关联内环境成分与理化性质：
引导学生从异常指标（如CK、肌酐、血钾）反推内环境成分/性质变化（如电解质失衡、代谢废物堆积），深化“内环境稳态是细胞正常代谢基础”的认知。
②训练数据解读与证据推理能力：
通过诊断损伤类型（如横纹肌溶解），要求学生用化验单数据支持结论，强化“从现象获取证据”的科学思维。
教师活动：
①用大屏分享功能投屏病人化验单，提供给学生进行分析；
②开启智慧课堂系统中的“测评-随堂练-截屏答题-主观题-开始答题”收集学生活动1和2的答案。
③请学生上台展示自己的想法并评价。
学生活动：
学生分析化验单，
找到异常的指标，
①分析出现“可乐色”尿液的原因，做出判断，找到依据。
②
分析明显异常的指标。充分分析其可能导致的后果。
③利用平板拍照上传到互动大屏。
媒体作用分析:①用大屏分享将化验单送给学生平板，方便学生进行分析。
②学生利用平板拍照上传的功能，将自己的答案投屏到互动大屏，可以根据系统数据统计上传人数，来确定活动完成率，方便上台展示和比较答案。
任务三：汇报实验结果和结论
实验1：
离心法观察血液分层现象，获得血浆
实验2：
比较清水、血浆对PH变化的调节作用
实验3：
探究渗透压变化对细胞形态的影响
27：47-
33：05
目的：
①深化内环境理化性质认知：
实验1：直观验证血浆作为内环境组成的存在，强化“内环境是细胞直接生存的液体环境”概念
实验2：通过对比清水与血浆的缓冲能力，揭示内环境稳态调节机制。
实验3：探究渗透压对细胞形态的影响，阐明内环境理化性质（渗透压）对细胞生存的重要性。
②发展科学探究核心素养
通过汇报实验现象→分析数据→归纳结论，训练证据转化能力（从实验现象到生物学结论），培养“基于证据的科学思维”（核心素养：科学思维—归纳与演绎）。
③强化实验对照设计思想，渗透科学探究方法
④衔接理论与临床实践：
为任务二提供实验证据支撑，解释横纹肌溶解中内环境失衡的机制。
教师活动：
①课前利用智慧学习系统推送实验器材使用视频。
②课前准备好实验材料与实验器材，提供给学生进行实验探究。
③教师利用平板在线上与同学基于问题进行讨论，与解决。
④收集学生的问题及作品
⑤课上，利用互动大屏，展示学生的实验现象及结果结论，给学生展示的实践和空间
学生活动：
①通过平板进行学习。
②学生分组进行实验设计、实施实验、用平板拍摄实验现象、记录实验数据、并制作成课件。
③课上对本组实验进行汇报，交流结果结论。
媒体作用分析:
①课前推送视频学习资源，方便学生反复学习，打破时间和空间的局限。
②学生利用平板拍照功能可以及时拍下实验现象，比只用语言描述更具有说服力，且学生可以反复观察，避免观察的疏漏
③学生可以利用平板中的软件，例如WPS等，对数据进行记录和处理
③学生可以利用系统的班级群聊功能与教师进行线上交流联系和与同学讨论。
④学生利用智慧课堂系统，可方便学生将平板中的文件传给老师。
任务四：找寻有效手段，维持内环境稳态
活动1：探究治疗原理，写出操作目的
活动2： 讨论如何避免横纹肌溶解？
33：05-
38：47
目的：
①阐释多系统协同维持稳态的机制：
揭示循环系统、泌尿系统等协作维持水、电解质、pH平衡的机制
②论证稳态对健康的重要性：
设计预防运动性横纹肌溶解方案，引导学生基于生物学证据提出健康建议，践行社会责任。
③强化“结构-功能”统一观
分析治疗措施（如碳酸氢钠碱化尿液保护肾小管），理解生理结构（肾小管）与功能（重吸收）的适应性关系。
教师活动：
①给学生思考的时间和空间，使学生独立自主进行活动1和2的思考。
②采用摇一摇的方式，来随机抽查学生的学习成果。
③引导学生互评，对学生分析结果进行补充。
④用大屏分享功能，将医学指南中的操作目的投放到学生平板，给同学们参照。
学生活动：
①
学生独立思考活动1和2，将答案写在学案上，继而相互讨论。
②
学生根据认真听同学的答案，与自己的答案比较，进行补充修正
③根据学习的成果和生活经验，提出预防横纹肌溶解的方案。
媒体作用分析:
①“摇一摇”可以随机找多位学生分享自己的看法，释多系统协同维持稳态的机制。
②大屏分享可以将标准参照投放给学生平板，学生可以截屏保存至平板中，反复学习。
总结
38：47-
40：20
目的：
形成“细胞生活的环境”的概念模型
教师活动：
教师对本节课重要内容进行总结：
一、细胞通过内环境与外界进行物质交换
二、内环境的成分和理化性质稳态的重要性
三、内环境稳态的意义
学生活动：学生认真记录，形成笔记
媒体作用分析:
利用智慧课堂“拍板书”功能，将本节课的核心概念拍照上传至课堂空间，方便学生课下随时学习。