高中生物《人体稳态的调节》课程设计
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高中生物：《人体稳态的调节》课程设计
目 录
第四部分 探究-合作学习与“活动体系”建构…………………………………56
第1节 “生物体PH稳态稳态维持机制”探究实验活动设计 ………………………………56
第2节 “营养、运动与健康”综合实践活动设计……………………………………………59
第3节 “走进生活，健康你我”综合实践活动设计…………………………………………61
第四部分 探究-合作学习与“活动体系”建构
第1节 “生物体PH稳态稳态维持机制”探究实验活动设计
一、设计思路
将科学实验探究的过程（提出问题——做出假设——设计实验——实验验证——得出结论）作为主线。
二、教材分析
（一）教材地位
（二）重点难点
教学重点：
1、说明实验原理 2、实验探究的一般过程
教学难点：
1、实验探究的一般过程 2、尝试说明生物体维持pH稳定的机制。
三、学情分析
学生已经学习了细胞生活的内环境，对细胞外液的成分、细胞外液的渗透压和酸碱度等的相对稳定都有一定程度的认识，为学习节内容提供了基础。高中学生的认知体系基本形成，认知结构迅速发展，认知能力不断完善。他们能够掌握基本的思维方法，特别是抽象逻辑思维、辩证思维、创造思维有了较大的发展。观察力、记忆力、想象力有了明显的提高，认知活动的自觉性，认知系统的自我评价和自我控制能力也有了相应的发展。同时学生的动手能力也增强，所以学生能够较好的完成实验。
本实验中生物体维持pH稳定的机制，涉及到化学知识——缓冲作用的机理，学生的理解还是有一定难度的，因此要学生在课前应查阅相关的化学教材或请教化学老师，为本节课的顺利进行做好准备。
四、教学目标
知识与技能目标
1、说明实验的原理。 2、尝试说明生物体维持pH稳定的机制。
过程与方法目标
1、引导学生从实验探究的一般过程开始，设计实验方案。
2、进行实验，了解生物体具有维持内环境稳定的机制。
情感态度与价值观目标
建立敢于质疑尊重事实，严谨、仔细的科学精神和科学态度。
五、教学策略
（一）教法设计
结合教材的特点和学生实际，本课时是在启发式和开放式教学法。比如：在设计实验方案的教学过程中，启发学生从实验探究的一般过程开始，引导学生一步一步的完成实验设计，同时在完成实验设计的同时允许学生相互探讨交流，得出最佳的设计方案。再比如在尝试说明生物体维持pH稳定的机制的教学时，也是先给学生提示，再让学生通过交流得出结论。在这过程了培养了学生发现问题，分析问题以及相互合作交流的能力，同时还培养了学生严谨仔细的科学精神和科学态度。
（二）学法设计
本课时主要是让学生通过自主探究和小组实验来完成教学内容的。在这过程中培养学生相互协作、自主学习的能力；通过点拨导议，启发学生思考、概括、总结出正确结论从而培养学生分析、推理、概括、总结的基本学习方法。通过展示小组交流和讨论，培养学生主动参与学习的意识，让学生学会在学习中进行交流的基本方法。充分体现学生的“主体”地位。
（三）媒体选择
多媒体课件： 用PowerPoint制作的演示文稿（磷酸缓冲液的制备过程）课件展示实验的基本过程。
六、教学程序
（一）流程图：
从复习开始，设置疑问导入新课 老师讲述，引导理解实验原理 老师引导，学生自主完成实验方案的设计，并小组交流
（二）教学过程：
【课前准备】：
1、实验用具:防护手套、50ml烧杯、50ml量筒、彩色铅笔、广泛pH试纸和精密pH试纸、0.1mol/LHCL、0.1mol/L NaOH、镊子1把、表面皿、玻璃棒、天平等。
2、提前准备的实验材料有：
1)制备肝匀浆：将5g新鲜动物肝脏切碎，用研钵研磨成糊状，然后加入50ml蒸馏水，混匀后倒入试剂瓶中（弃渣）即可。
2)制备马铃薯匀浆：将20g新鲜马铃薯切碎，用研钵研磨成糊状，然后加入60ml蒸馏水，混匀后倒入试剂瓶中（弃渣）即可。
3)稀释鸡蛋清：在蛋壳两头各敲一个小孔，从一头将蛋清缓慢倒出，然后用水5:1稀释鸡蛋清后倒入试剂瓶中即可。
4)制备黄瓜匀浆：将20新鲜黄瓜切碎，用研钵研磨成糊状，然后加入60ml蒸馏水，混匀后倒入试剂瓶中（弃渣）即可。
5)制备pH＝7磷酸缓冲液：用市场上购买的成套pH缓冲剂中的混合磷酸盐试剂配置而成。使用时剪开袋口，把内容物倒入250ml容量瓶中，加不含二氧化碳的蒸馏水至刻度，搖匀，即得精确的缓冲溶液。[需要向学生说明：缓冲溶液是外加酸碱后，pH的变化很小的溶液。它常是一种弱酸及该酸的强碱盐或一种弱碱及该碱的强酸盐（缓冲对）的混合物。]
6) 0.1 mol/L NaOH：将4 g NaOH放在1 L的烧杯内，缓缓加入500 mL蒸馏水，不停地搅拌直至溶解。然后定容至1 000 mL。
7)0.1 mol/L HCl：将8 mL浓盐酸加于500 mL蒸馏水中，再定容至1 000 mL。
【导课】：
师：细胞代谢会产生许多酸性物质，如碳酸等；人和动物吃的食物消化吸收后经代谢会产生一些酸性或碱性的物质。这些酸性或碱性的物质进入内环境，会使pH发生转移，机体的pH会发生剧烈变化吗？
生：不会，上节课的时候我们已经知道往血液中加碱性或酸性物质时，血液的pH变化很小。
师：机体能使pH稳定在一定的范围内，这是为什么呢？这节课我们将进行试验探讨。
【学习目标一】：实验原理
师：本实验的目的是通过比较自来水、缓冲液(磷酸缓冲液)和生物材料在加入酸或碱后pH的变化，来推测生物体是如何维持pH稳定的。
师：同学们思考下自来水、缓冲液(磷酸缓冲液)在加入酸或碱后pH的变化将如何？为什么会这样？
生:自来水加入酸或碱后pH的将会产生很大的变化，而磷酸缓冲液在加入酸或碱后pH的变化很小。原因是磷酸缓冲液中含有NaH2PO4/Na2HPO4，其中NaH2PO4溶液呈酸性，当加入少量NaOH时，可以中和OH-；Na2HPO4溶液呈碱性，当加入少量HCl时，可以中和H+。水溶液则不同，因而加入酸碱后，pH变化明显。
师：生物材料中含有缓冲对NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等，它们能够对酸碱度的变化起缓冲作用。此外，机体还可以通过对生理活动进行调节来维持pH稳定。例如，当机体剧烈运动时，肌肉中会产生大量的乳酸和碳酸。乳酸进入血液后，可与血液中的碳酸氢钠发生作用，生成乳酸钠和碳酸。碳酸是一种弱酸，可以分解成C02和水。血液中的C02增多会刺激呼吸中枢，使呼吸运动增强，增加通气量，从而将C02排出体外，所以对血液的pH影响不大。当乳酸钠进入血液后，与血液中的碳酸发生作用，形成碳酸氢盐，过多
的碳酸氢盐可以由肾脏排出。这样由于血液中缓冲物质的调节作用，以及机体的调节作用，可以使血液的酸碱度维持相对稳定。
【学习目标二】：设计实验方案
师： 关于实验的原理同学有了明确的认识。就本节课的实验：生物体维持pH稳定的机制，我们将如何设计实验？
师：（引导）同学们回忆下实验探究的一般步骤：提出问题——做出假设——设计方案（材料的选择、设计方法步骤、设计表格等）——按照方案进行探究，得到结果——分析结果，得出结论。
学生分小组讨论设计实验，小组间进行交流讨论，老师总结，得出最佳实验方案。
1、提出问题
生：生物体材料中加入酸或碱后pH的变化是怎么样的？
2、做出假设：
生：内环境中含有许多对对酸碱度起缓冲作用的物质，NaH2PO4/Na2HPO4、H2CO3/NaHCO3等。当机体运动产生大量酸或碱，内环境中缓冲物质就分别对应地与之反应，加以调节，可使内环境中酸碱度在一定范围内不会发生很大变化，从而维持在相对稳定的状态。
3、实验预期：
生：仅在某一阶段内，生物材料pH稳定；而且不同的实验材料缓冲效果不同。
4、设计实验方案：
首先制定探究计划，准备材料用具：分别制备肝匀浆、马铃薯匀浆 、稀释鸡蛋清、黄瓜匀浆、精确的缓冲溶液。接着实施计划：先画这样一个记录表（附1），便于实验结果的记录。实验材料有自来水、缓冲液和任选两种生物材料，试剂有0.1mol/LHCL和0.1mol/LNaOH两种。在等量的四种材料中，分别、依次加入5滴、10滴、15滴、20滴、25滴、30滴的酸碱液滴后，测定并记录溶液的pH。待表格完成后，再通过做图，组织学生讨论后得出结论：究竟生物体是如何维持pH稳定的，并说出不同实验材料pH变化的特点。最后在班级内交流各自报告，比较研究结果，就发现问题进行讨论
试剂
pH
实验材料 加入0.1mol/LHCl 加入0.1mol/LNaOH
加入不同数量液滴后的pH 加入不同数量液滴后的pH
0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30
自来水
缓冲液
生物材料1
生物材料2
【学习目标三】：实验操作 利用多媒体课件展示实验过程。学生进行实验操作，得出实验结果 分析实验结果，得出实验结论。尝试说明生物体维持pH稳定的机制。 利用多媒体课件引导学生进行课后小结，强化知识的记忆和联系。
1方法步骤
多媒体展示
1.1：以4人为一组。在记录本中，画一个刚才设计（如上）记录表
1.2：取1只50ml烧杯，用量筒量取并加入25ml自来水。
（注意：使用量筒量液时，应把量筒放在水平的桌面上，使眼的视线和液体凹液面的最低点在同一水平面上，读取和凹面相切的刻度即可。不可用手举起量筒看刻度。量取指定体积的液体时，应先倒入接近所需体积的液体，然后改用胶头滴管滴加。）
1.3：测定自来水的初始pH。
取一小块试纸放在表面皿上，用沾有待测液的玻璃棒或胶头滴管滴于试纸的中部，观察颜色的变化，得出pH并作记录。
（注意：试纸不可直接伸入溶液；测试溶液的pH值时，不可事先用蒸馏水润湿，这就相当于稀释了。可以先用广泛pH试纸估计pH，再用精密pH试纸测出起始的pH。）
1.4：分别向烧杯中滴加0.1mol/L HCL，一次一滴，然后轻轻摇动。当加入到5滴、10滴、15滴、20滴、25滴、30滴时，分别测pH，并作记录。
（注意胶头滴管的使用方法：用无名指和中指夹住滴管的颈部,用拇指和食指捏住胶头.排除胶头里面的空气后，再深入到液面下，松开大拇指和食指，将所需溶液吸入滴管内；滴加液体时，应把胶头滴管垂直移到容器上方，轻轻挤压胶头，使液体滴入试管内；最后插回滴瓶。）
1.5：充分洗涤烧杯，重复上述步骤，不同的是，这次滴加的是0.1mol/L NaOH，作好记录。
[请同学思考:如果实验中滴加HCL或NaOH时，多加了一滴怎么办？提示:可用酸碱中和的方法亦可重新操作。]
[请同学思考:如果实验过程中，有酸、碱洒落或溅出怎么办？提示:盐酸、氢氧化钠皆有腐蚀性，应避免它们与衣服、皮肤和眼睛接触，也不要入口。若有酸、碱洒落或溅出，应立即用水冲洗15 min，并告诉老师。]
提示：由于四位同学合作实验，每人可选取一种材料，同步进行。
1.6：充分冲洗烧坏，用缓冲液代替自来水，重复步骤3至步骤5，记录结果。
