基于生活情境的生物学学科核心素养教学实践

张惠

摘要 在“水和电解质的平衡及其调节”一节的教学中，通过联系生活情境，在解决实际问题中引导学生主动“学”、积极“思”，合作构建概念模型，培养学生的科学思维，形成“稳态与平衡”的生命观念。

关键词 水平衡调节 生物学核心素 养教学设计

中图分类号C633.91

文献标志码 B

1 教材分析与设计思路

“水和电解质的平衡及其调节”是沪科版高中《生命科学》拓展型课程第二章“人体内环境与自稳态”第二节的内容，包括人体中水和电解质的含量、水和電解质的平衡、水和电解质平衡的调节。本节不仅是对“生物体对信息的传递和调节”相关内容的复习与拓展，也为后面学习体温调节、血糖调节做铺垫。其中水和电解质平衡的调节是内环境与稳态的一个典型案例，集宏观生理表象与微观调节过程于一体，涉及神经调节与激素调节，是本节课的重难点。因此，本节课以学生为中心，立足真实生活情境，诱发学生主动思考，通过生活体验、数据分析、概念模型构建等方法，帮助学生理解人体水和电解质的动态平衡，感悟生命活动的协调性与整体性。

2教学目标

（1）说出细胞内液和细胞外液中主要的电解质;解释人体脱水和细胞水肿的原理;概述水平衡调节过程。

（2）通过观察图表数据、分析日常生活中人体水和电解质失衡问题，提高提取信息、分析数据、表达交流的能力，学会科学探究的方法，培养关爱生命的情感和社会责任。

（3）通过水平衡调节模型的建构与应用，逐步发展建模的科学思维，形成稳态与平衡的生命观念。

3教学过程

3.1创设情境，提出关键性问题

教师呈现学生军训时“大量出汗”的图片，设问：大量出汗时，机体会有怎样的反应？学生联系生活经验进行交流，教师依据学生的发言，提炼与本节课相关的关键问题。

设计意图：教师借助真实生活情境激发学生学习兴趣，引出新课内容。

3.2 生活调查，关注健康生活

教师联系学生生活，提出问题：大量出汗时，我们为什么要补充水？课前利用问卷星调查“学生一天的饮水量与排尿量”，组织学生观察统计数据（图1），提问：

①人一天中的饮水量与排尿量有什么关系？

②从群体平均值看，饮水量与排尿量存在着一定差异，这些差异是怎么造成的？人体水的摄入与排出是否还有其他途径？

学生观察数据后会得出：人一天的饮水量与排尿量有一定关联。教师在此基础上出示表1，并解释排尿量与饮水量存在差异以及大量出汗时补充水的原因。教师进一步总结：人体内水的动态平衡依靠水的摄入与排出，健康人一天内水的摄入量与排出量基本持平。

教师再组织学生分析以下观点：

①喝水有助于机体排毒，喝水多多益善;

②口渴时才需要喝水，没有口渴的感觉，没必要喝水。

学生联系生活经验，发表看法。教师播放“水中毒”视频，并总结：

①喝水过多时，大量水分积聚在细胞外液，使其渗透压下降，水分向细胞内转移，导致细胞内液增多，引起细胞水肿，俗称“水中毒”;

②饮水不足时，细胞外液渗透压上升，细胞内的水流向细胞外，细胞失水。

设计意图：真实的调查数据可以让学生更真切地认识到“健康人一天水的摄入量与排出量基本持平”;通过日常生活中的2个错误观点质疑，一方面让学生认识细胞失水和细胞水肿的极端现象，另一方面引导学生关注自身和他人饮水健康问题，辨别伪科学，崇尚健康生活方式。

3.3数据分析，提升科学探究素养

教师联系学生生活，提出问题：大量出汗时，我们喝怎样的水更利于健康？纯净水，矿泉水，还是碳酸饮料？学生发言并阐述理由。学生观察数据表2，回答以下问题：

①分别指出细胞内液和细胞外液中主要的阳离子、阴离子。

②比较细胞内液中阳离子所带的正电荷总数与阴离子所带的负电荷总数，你发现了什么？细胞外液又如何？电荷的这种分布有何意义？

③剧烈运动时骨骼肌会使机体内的乳酸水平迅速升高，此时机体是如何维持pH相对稳定的？

学生讨论发言后，教师点评，使学生在问题的引领下认识电解质在维持内环境渗透压、电中性、pH稳定等方面的重要作用。此时，学生自然有了较清晰的认识。

设计意图：通过分析数据、解答若干小问题，学生认识电解质在维持内环境稳态上的作用，同时提高观察分析数据、讨论交流的能力，培养科学探究的思路与方法。

3.4模型建构，形成“稳态与平衡观”

教师提出问题：大量出汗时，人体内水和电解质是怎样保持动态平衡的？学生观看“尿液形成过程”视频，归纳尿液形成过程中的两个关键步骤：肾小球滤过作用;肾小管、集合管重吸收作用。教师进一步组织学生阅读教材P45第四段文字，观察P46图2-3，思考下列问题：

①血浆渗透压感受器在哪里？

②水的排出主要取决于什么激素浓度的变化？此激素由什么器官分泌？作用是什么？

③血浆渗透压、抗利尿激素含量、尿量三者之间的关系是怎样的？

④水的摄入需求主要由什么中枢控制？学生讨论交流的同时，教师板书呈现水平衡调节的关键词，引导学生构建“大量出汗时”的水平衡调节概念模型（图2）。

学生代表描述“大量出汗时”体内水平衡调节过程，教师评价总结：大量出汗时，细胞外液渗透压上升，刺激下丘脑渗透压感受器，产生兴奋，兴奋传到渴觉中枢，引起口渴，主动饮水;同时促进下丘脑分泌抗利尿激素，肾小管、集合管重吸收水的作用增强，尿量减少，使细胞外液渗透压恢复到正常水平。可见，人体的水平衡需要神经调节和激素调节相互协调共同发挥作用。

教师再组织学生分析问题：某人一次性饮用了1 000 mL以上的水，此时机体又是怎样保持水和电解质平衡的？学生自主构建概念模型，交流展示互评（图3），教师评价补充。

设计意图：教师通过视频引导学生回顾尿液形成过程，使学生体会“水和电解质的平衡离不开肾脏这一重要器官”。并将人体水平衡调节机制化解为若干小问题，以问题驱动引导学生自主学习，引导学生构建水平衡调节概念模型，使学生在此过程中学会运用建模的思维方法阐释生命现象，形成稳态与平衡的生命观念。

4教学反思

生物学与人的生命健康密切相关，而生物学学科核心素养关注的正是“学生学过生物后能留给他终身受益的东西是什么”。基于此，本节教学联系真实生活情境，围绕“大量出汗后人体的反应”这条主线，设计了3个问题：

①大量出汗时，我们为什么要补充水？

②大量出汗时，我们喝怎样的水更利于健康？

③大量出汗时，人体内水和电解质是怎样保持动态平衡的？

教师通过环环相扣的思维活动，引导学生分析数据、质疑交流，让学生养成运用生物学思想和方法解释、解决现实生活问题的思维习惯，提升科学探究能力，学会在真实情境中做出正确判断，从而对生命现象、生命规律有科学的认识，形成正确的生命观念，追求文明健康的生活方式。

参考文献：

[1]周丽萍.纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行——浅谈生物学教学中的生活体验[J].中学生物学，2018，34（3）：29-30.

[2]何惠文.利用问题导学提高高中生物教学[J].中学生物学，2018，34（6）：12-13.