搭建支架 破解难点

摘要：为破解难点，笔者探索了支架式教学，以问题串、制作模型、实验等载体为支架下手点，辅助突破体液、内环境等概念，探明物质交换关系，认可内环境是多细胞动物与外界物质交换的媒介。

关键词：支架；细胞外液；内环境；淋巴

中图分类号：G632.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）31-0283-02

一、教材分析

《细胞生活的环境》是人教版高中生物必修3“稳态与调节”模块的第一节，本节抽象繁杂，涉及多处概念教学，要求高，难度大。

本节从四个方面切块：第一，“体内细胞生活在细胞外液中”。阐述了内环境、体液等概念。其中，内环境是核心概念，细胞内液、组织液、血浆和淋巴之间物质进出关系是难点。第二，“细胞外液成分”。以“血浆的化学组成”为例描述了血浆成分，用血浆来比较组织液、淋巴的化学成分异同。第三，“细胞外液的渗透压和酸碱度”。介绍了细胞外液理化性质，简介了渗透压、酸碱度和温度三个属性。第四，“内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介”。以“5个讨论”代替“文本描述”为手段，解决了内环境的媒介地位。

该节内容是学生理解稳态及其生理意义的基础，对学好“动物和人体生命活动的调节”等章节有重要意义，同时该节密切联系了必修1中的“组成细胞的分子”、“细胞的基本结构”、“细胞的物质输入和输出”等内容。

二、教学重点与难点

教学重点：内环境组成和理化性质

教学难点：构建细胞外液之间物质交换关系

构建人体细胞与外界环境的物质交换模型

用系统论的观点分析理解内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介

三、本节难点

（一）难点1：内环境、体液的组成

“体液、内环境组成”出现多处概念，如体液、内环境、组织液、淋巴，教材如此编排，概念非常抽象，难以应用。学情如此，部分老师对于概念教学多采用口述或勾画概念关键词辅以解释，安排记忆，后通过题目强化。如此这般，过于重视概念本位知识，忽视概念生成过程，不利于理解概念内涵和外延，亦不能活学活用。

（二）难点2：细胞外液之间物质交换关系的构建

“血浆、组织液、淋巴”以文字和插图形式呈现，但三者之间物质交换关系没有直接列出。高二年级的学生认知特点鲜明，思维活跃，逻辑思维能力有了一定发展，虽具备读取信息的能力，基于血浆、组织液、淋巴熟悉度不同，会出现相当大的思维空白，特别是对于频率出现较低的淋巴。

（三）难点3：认同内环境地位

教材结合初中人体消化、呼吸、循环、排泄等知识，用5个讨论解决内环境媒介地位，以第4个讨论“尿素的排出路径”最难。因学生没有氨基酸的代谢知识，没有经脱氨基作用后产生尿素的背景，加之运出尿素涉及皮肤、肾脏以及循环、泌尿系统等众多器官、系统，陌生度高，需加入适当情境衔接知识缝隙。

四、设计思路

在教学内容繁重和存在知识断点的冲突下，本文为降低现有知识、能力与学习目标之间的落差“搭桥铺路”，尝试建立了3组支架重读课本，对教材进行大幅度的二次开发，重构课堂。将难点逐个支解，借助实实在在的“过墙梯”帮助达成“内环境是细胞生活环境”的共识，认可“物质交换媒介地位”。

五、针对难点，搭建支架一一破解

（一）破解难点1：借助问题串支架重构内环境、体液组成

1.设计思路。基于“注重生物学概念生成方式”的角度：先建立感性认识，后生成概念教学。以精选实验和补充情境为手段，相关问题串跟进，借助问题串逐个击破，步步深入支解相关概念。学生实验后，紧跟两份情境材料――“介绍血液循环和淋巴循环”和“简述淋巴形成”，后借问题串支解概念，生成概念。

2.加开两组实验。第一组：采集家兔血3～5ml于试管中，静置一段时间后，肉眼观察试管变化。第二组：制作家兔血涂片，高倍镜观察血细胞，找出并区分红细胞、白细胞。

3.补充两份情境资料。资料1：血液循环和淋巴循环。血液是由液体、细胞和细胞碎片构成的组织，液体部分称为血浆，它是一种淡黄色液体，约占血液总体积55%。血细胞以及细胞碎片都悬浮在血浆中。除了血液循环外，还存在一种淋巴循环，作为血液循环的补充。最细的淋巴管叫毛细淋巴管，毛细淋巴管集合成淋巴管网，再汇合成淋巴管，全部的淋巴管汇合成全身最大的两条淋巴管，分别汇入左右锁骨下静脉，最后汇入血浆中，进入心脏，参与全身的血液循环。淋巴循环最大的特点是单向流动，不能形成真正的循环。资料2：淋巴形成。组织液中大部分被毛细血管静脉端重新吸收，进入血浆；小部分组织液被毛细淋巴管吸收，成为淋巴液，简称淋巴。每天生成的淋巴约2～4升回到血浆，调节血浆和组织液之间的液体平衡。淋巴中混悬着大量淋巴细胞和吞噬细胞等白细胞，可以协助机体抵御疾病。

4.设计问题串跟进。（1）静置一段时间后，描述试管内血液变化，并指出血浆处于试管中哪个位置？（2）血液中红细胞、白细胞和血小板合称血细胞，那么结合组织和器官的概念，你认为血液属于生命系统结构中哪个层次？说出你判断理由。（3）假如你认为血液属于组织，那构成血液三种血细胞之间充满了液体即血浆，血浆位于细胞之外，即细胞外液。说出细胞外液与血浆关系？在两个实验中除了血浆之外，还出现了哪些细胞外液？生活中经常“遭遇”打针，你能说出肌肉注射和静脉注射分别把药液注射到哪种细胞外液？（4）联系问题（3），体液是什么？体液和细胞外液属于包含关系还是相同关系？内环境和细胞外液之间有何区别？

指出：观察和动手为获取知识提供思路，使问题具体化，特别是“肌肉注射和静脉注射分别把药液注射到哪”，学生能在感性认识中建构理性认识，培养二次思维，体验了学习过程的真实性。

（二）破解难点2：建立模型支架破解细胞外液间物质交换关系

1.设计思路。基于建构主义和“最新发展区”理论，将冗繁问题分解成小问题。重构如下：提供两份情境，绘制概念模型，落实交换关系。

2.情景补充1：多媒体演示细胞外液和细胞内液之间物质交换动画。情景补充2：毛细淋巴管和毛细血管。毛细淋巴管首端为盲端，管壁为单层扁平上皮细胞组成，细胞间呈瓦片状或鱼鳞状互相覆盖，其间有较大间隙，组织液中液体通过此间隙流入毛细淋巴管形成淋巴。形成淋巴的组织液大约占遍布全身组织液的10%。因此淋巴循环中的淋巴起始于组织液，然后流入极细的毛细淋巴管，由毛细淋巴管网汇合成较大淋巴管，最后汇入血浆中，进入心脏。

3.根据上述资源制作概念模型。（1）制作淋巴的来源和去路图。（2）以圆圈表示体液、细胞外液、血浆、组织液、淋巴之间关系。（3）制作体液之间物质交换概念图。以淋巴为突破口，图解体液流动路线，解决了淋巴形成，做到了“跳一跳够得着苹果”，扫除思维盲区。制作模型降低了学习难度，由过去“老师传”变成现在“自己拿”，一改以往的学习方式，成就的不仅是主动获取知识的成功体验，更是形成了持续性学习的习惯。

（三）破解难点3：利用多种支架认同内环境地位

1.设计思路。基于系统论的分析方法，先借助单细胞生物与外界进行物质交换动画，由学生分析出交换的方式为直接交换。由简入难，以人为例分析细胞与外界环境进行物质交换为间接交换。甄选图片和动画，接着铺设情境，搭配动手绘制物理模型，落实内环境的地位。

2.情景补充1：多媒体出示单细胞生物草履虫、衣藻图片，以草履虫为例补充生活概况，演示草履虫与外界环境进行物质直接交换的动画。情景补充2：以慢跑为例，O2从肺泡到肌肉细胞的交换过程。慢跑是一项良好的吸氧运动，人在慢跑的过程中必然要进行呼吸，吸入的气体和呼出的气体相比，O2和CO2的体积分数发生了明显变化，这是因为发生了气体交换。以O2为例，研究发现吸入肺泡内的O2可以直接透过由一层上皮细胞构成的肺泡壁，然后再透过缠绕着肺泡的毛细血管壁进入血液。随后O2穿过红细胞细胞膜，结合血红蛋白形成氧合血红蛋白，血液从暗红色变成深红色，静脉血变成含氧丰富动脉血。当血液流经O2浓度较低的组织时，O2便会与血红蛋白分离，O2透过毛细血管壁进入组织液，将O2运送至组织细胞。大多数组织细胞生活在组织液中，可以直接与组织液发生O2交换。

提供材料：O2纸片、CO2纸片、肺泡纸片、毛细血管纸片、毛细血管网纸片、红细胞纸片、肌肉细胞纸片、线粒体纸片、箭头纸片若干等。

3.根据上述情景和材料建立物理模型。（1）用纸片贴出肺泡内的O2到达肌肉细胞的路径图。（2）用纸片贴出细胞产生的CO2如何运出肺泡的路径图。（3）单细胞生物与外界直接交换，多细胞动物与外界不能进行直接交换，是间接交换，能承担这种间接角色的是内环境、血浆还是组织液呢？结合前两个物理模型，说明你理由。

在角度的选取上，基于贴近生活、熟悉度高的优势，舍弃教材讨论资源，采用O2和CO2气体交换作为材料形成“情境支架”，对比O2和CO2运输路径，训练学生逆向思维，锻炼举一反三能力，后辅“模型支架”（制作物理模型）记录课堂，让学生明白：交换方式是间接交换，承担间接角色的是内环境。两组概念模型对比“结”课，达到借助支架认同多细胞动物物质交换的“中间人”是内环境，自觉突破内环境是媒介这个难点。

制备模型耽搁了一定课堂时间，但当堂体验在梳理信息的过程中重组思维，催生逻辑，使学习成为一个有序、有趣、有效的过程。实践证明，这样的教学效率高，受学生欢迎。