搭建支架 破解難點

馮漢茹

摘要：為破解難點，筆者探索了支架式教學，以問題串、制作模型、實驗等載體為支架下手點，輔助突破體液、內環(huán)境等概念，探明物質交換關系，認可內環(huán)境是多細胞動物與外界物質交換的媒介。

關鍵詞：支架；細胞外液；內環(huán)境；淋巴

中圖分類號：G632.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）31-0283-02

一、教材分析

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

本節(jié)從四個方面切塊：第一，“體內細胞生活在細胞外液中”。闡述了內環(huán)境、體液等概念。其中，內環(huán)境是核心概念，細胞內液、組織液、血漿和淋巴之間物質進出關系是難點。第二，“細胞外液成分”。以“血漿的化學組成”為例描述了血漿成分，用血漿來比較組織液、淋巴的化學成分異同。第三，“細胞外液的滲透壓和酸堿度”。介紹了細胞外液理化性質，簡介了滲透壓、酸堿度和溫度三個屬性。第四，“內環(huán)境是細胞與外界環(huán)境進行物質交換的媒介”。以“5個討論”代替“文本描述”為手段，解決了內環(huán)境的媒介地位。

該節(jié)內容是學生理解穩(wěn)態(tài)及其生理意義的基礎，對學好“動物和人體生命活動的調節(jié)”等章節(jié)有重要意義，同時該節(jié)密切聯(lián)系了必修1中的“組成細胞的分子”、“細胞的基本結構”、“細胞的物質輸入和輸出”等內容。

二、教學重點與難點

教學重點：內環(huán)境組成和理化性質

教學難點：構建細胞外液之間物質交換關系

構建人體細胞與外界環(huán)境的物質交換模型

用系統(tǒng)論的觀點分析理解內環(huán)境是細胞與外界環(huán)境進行物質交換的媒介

三、本節(jié)難點

（一）難點1：內環(huán)境、體液的組成

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

（二）難點2：細胞外液之間物質交換關系的構建

“血漿、組織液、淋巴”以文字和插圖形式呈現(xiàn)，但三者之間物質交換關系沒有直接列出。高二年級的學生認知特點鮮明，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，會出現(xiàn)相當大的思維空白，特別是對于頻率出現(xiàn)較低的淋巴。

（三）難點3：認同內環(huán)境地位

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

四、設計思路

在教學內容繁重和存在知識斷點的沖突下，本文為降低現(xiàn)有知識、能力與學習目標之間的落差“搭橋鋪路”，嘗試建立了3組支架重讀課本，對教材進行大幅度的二次開發(fā)，重構課堂。將難點逐個支解，借助實實在在的“過墻梯”幫助達成“內環(huán)境是細胞生活環(huán)境”的共識，認可“物質交換媒介地位”。

五、針對難點，搭建支架一一破解

（一）破解難點1：借助問題串支架重構內環(huán)境、體液組成

1.設計思路?；凇白⒅厣飳W概念生成方式”的角度：先建立感性認識，后生成概念教學。以精選實驗和補充情境為手段，相關問題串跟進，借助問題串逐個擊破，步步深入支解相關概念。學生實驗后，緊跟兩份情境材料——“介紹血液循環(huán)和淋巴循環(huán)”和“簡述淋巴形成”，后借問題串支解概念，生成概念。

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

3.補充兩份情境資料。資料1：血液循環(huán)和淋巴循環(huán)。血液是由液體、細胞和細胞碎片構成的組織，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%。血細胞以及細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)的補充。最細的淋巴管叫毛細淋巴管，毛細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，進入心臟，參與全身的血液循環(huán)。淋巴循環(huán)最大的特點是單向流動，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血管靜脈端重新吸收，進入血漿；小部分組織液被毛細淋巴管吸收，成為淋巴液，簡稱淋巴。每天生成的淋巴約2～4升回到血漿，調節(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胞和吞噬細胞等白細胞，可以協(xié)助機體抵御疾病。

4.設計問題串跟進。（1）靜置一段時間后，描述試管內血液變化，并指出血漿處于試管中哪個位置？（2）血液中紅細胞、白細胞和血小板合稱血細胞，那么結合組織和器官的概念，你認為血液屬于生命系統(tǒng)結構中哪個層次？說出你判斷理由。（3）假如你認為血液屬于組織，那構成血液三種血細胞之間充滿了液體即血漿，血漿位于細胞之外，即細胞外液。說出細胞外液與血漿關系？在兩個實驗中除了血漿之外，還出現(xiàn)了哪些細胞外液？生活中經(jīng)?！霸庥觥贝蜥槪隳苷f出肌肉注射和靜脈注射分別把藥液注射到哪種細胞外液？（4）聯(lián)系問題（3），體液是什么？體液和細胞外液屬于包含關系還是相同關系？內環(huán)境和細胞外液之間有何區(qū)別？

指出：觀察和動手為獲取知識提供思路，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”，學生能在感性認識中建構理性認識，培養(yǎng)二次思維，體驗了學習過程的真實性。

（二）破解難點2：建立模型支架破解細胞外液間物質交換關系

1.設計思路。基于建構主義和“最新發(fā)展區(qū)”理論，將冗繁問題分解成小問題。重構如下：提供兩份情境，繪制概念模型，落實交換關系。

2.情景補充1：多媒體演示細胞外液和細胞內液之間物質交換動畫。情景補充2：毛細淋巴管和毛細血管。毛細淋巴管首端為盲端，管壁為單層扁平上皮細胞組成，細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，然后流入極細的毛細淋巴管，由毛細淋巴管網(wǎng)匯合成較大淋巴管，最后匯入血漿中，進入心臟。

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、細胞外液、血漿、組織液、淋巴之間關系。（3）制作體液之間物質交換概念圖。以淋巴為突破口，圖解體液流動路線，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)。制作模型降低了學習難度，由過去“老師傳”變成現(xiàn)在“自己拿”，一改以往的學習方式，成就的不僅是主動獲取知識的成功體驗，更是形成了持續(xù)性學習的習慣。

（三）破解難點3：利用多種支架認同內環(huán)境地位

1.設計思路?；谙到y(tǒng)論的分析方法，先借助單細胞生物與外界進行物質交換動畫，由學生分析出交換的方式為直接交換。由簡入難，以人為例分析細胞與外界環(huán)境進行物質交換為間接交換。甄選圖片和動畫，接著鋪設情境，搭配動手繪制物理模型，落實內環(huán)境的地位。

2.情景補充1：多媒體出示單細胞生物草履蟲、衣藻圖片，以草履蟲為例補充生活概況，演示草履蟲與外界環(huán)境進行物質直接交換的動畫。情景補充2：以慢跑為例，O2從肺泡到肌肉細胞的交換過程。慢跑是一項良好的吸氧運動，人在慢跑的過程中必然要進行呼吸，吸入的氣體和呼出的氣體相比，O2和CO2的體積分數(shù)發(fā)生了明顯變化，這是因為發(fā)生了氣體交換。以O2為例，研究發(fā)現(xiàn)吸入肺泡內的O2可以直接透過由一層上皮細胞構成的肺泡壁，然后再透過纏繞著肺泡的毛細血管壁進入血液。隨后O2穿過紅細胞細胞膜，結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脈血。當血液流經(jīng)O2濃度較低的組織時，O2便會與血紅蛋白分離，O2透過毛細血管壁進入組織液，將O2運送至組織細胞。大多數(shù)組織細胞生活在組織液中，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、毛細血管紙片、毛細血管網(wǎng)紙片、紅細胞紙片、肌肉細胞紙片、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）用紙片貼出肺泡內的O2到達肌肉細胞的路徑圖。（2）用紙片貼出細胞產生的CO2如何運出肺泡的路徑圖。（3）單細胞生物與外界直接交換，多細胞動物與外界不能進行直接交換，是間接交換，能承擔這種間接角色的是內環(huán)境、血漿還是組織液呢？結合前兩個物理模型，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，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”，對比O2和CO2運輸路徑，訓練學生逆向思維，鍛煉舉一反三能力，后輔“模型支架”（制作物理模型）記錄課堂，讓學生明白：交換方式是間接交換，承擔間接角色的是內環(huán)境。兩組概念模型對比“結”課，達到借助支架認同多細胞動物物質交換的“中間人”是內環(huán)境，自覺突破內環(huán)境是媒介這個難點。

制備模型耽擱了一定課堂時間，但當堂體驗在梳理信息的過程中重組思維，催生邏輯，使學習成為一個有序、有趣、有效的過程。實踐證明，這樣的教學效率高，受學生歡迎。