生物体维持PH稳定的机制实验教学设计与反思

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生物体维持PH稳定的机制实验教学设计与反思

【教学目标】

知识目标:

1.学会绘制坐标曲线。

2.尝试对实验结果进行简单的分析。

3.进一步熟悉探究性实验的一般步骤。

能力目标:

1.运用所学知识,分析和解释、解决生活中的问题

2.通过完成探究实验,提高统计数据、处理数据和分析数据的能力。

3.通过构建数学模型,提高图形间的转换能力。

情感目标:

1.通过理论联系实际的实验探究,激发学习生命科学的兴趣,养成乐于探索、勤于思考、善于合作的精神并养成实验探究的习惯。

2.通过学习,引导学生关注自身和他人的健康问题,形成自我保健和关爱他人的意识。

【重点难点】

教学重点:

根据实验数据绘制坐标曲线

分析实验结果,做出合理解释

教学难点:

分析实验结果,做出合理解释

【教学准备】

1.准备实验材料、器具。

0.1mol/L NaOH、0.1mol/L HCl、PH = 7?的磷酸缓冲液、肝脏研磨液、鸡蛋清、蒸馏水、玻璃棒、烧杯、PH传感器。

多媒体课件。

【教学过程】

1.创设情境,引出探究课题

播放视频 内容是近年来很多所谓的专家和营养学家经常为大家灌输的酸性体质和碱性体质之说。通过创设贴近生活的具体情境,激发学生的学习兴趣,然后让学生就视频中提到的问题,谈谈他们的看法。

根据学生的发言情况,简单总结后自然过渡到本堂课主题,生物体能否维持自身的PH稳定。

实验题目:探究生物体能否维持PH稳定

2.根据所学知识,作出假设

内环境中含有许多对对酸碱度起缓冲作用的物质,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. 设计实验方案

该实验方案思路相对比较简单,学生们很容易想到在生物材料中分别加入酸和碱,测PH值的变化情况。但是我们用什么做参照来判断是否维持稳定了呢?教师可以做适当的引导,从而得出需要加多缓冲液和自来水两个对照组。另外,对于初始PH值的测定根据学生的回答情况看是否要提示。

小组合作,完成实验并记录实验数据。

加入0.1molL的HCl

加入0.1molL的NaOH





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

































因为所需实验数据较多,所以4个人为一个小组,每个小组测量一种溶液加入酸或者碱后PH的改变,测完后把所测数据写在黑板上的表格中,以供其他同学共享。

建立数学模型,根据所得数据,以加入酸和碱的量为横轴,以pH为纵轴,在坐标纸上画出各材料的pH变化曲线。用投影仪展示学生的成果,高一的学生对数据处理能力相对较弱,所以面对那么多的数据,根据以往的经验,同学们会根据自己的理解做出很多种不同形式的曲线图,一一展示后让学生做一个简单的自评,然后教师讲解如何绘制坐标曲线以及如何根据实验目的来处理数据。

分析结果,得出结论。

根据坐标曲线情况,做出合理解释,并强调答题规范和技巧。最后以乳酸为例讲解PH维持稳定的原因。

思维延伸:

为什么我们测得的生物材料的能够维持的PH稳定的范围比教材上讲到的血浆的PH在7.35--7.45的范围明显大了很多呢?

8.观看视频,对我们的探究结果给予肯定,同时让学生体会到高中学习的必要性和重要性。

【教学反思】

人民教育出版社普通高中实验教科书《生物XXXXX必修三 稳态与环境》第1章某某2节“内环境稳态的重要性”一节中安排了一节实验课:生物体维持PH稳定的机制。在过去的教学中我按照教师参考用书的建议按部就班的完成了该节实验课的教学,但是对教学效果一直不满意,一方面自己感觉整节课的逻辑不是很清楚,所以在授课时自己底气不是很足,另一方面实验结果不尽如人意,不足以得出我们想要的实验结论。借助这次公开课的机会,经过和科组老师的反复研讨,我把这节课做了如下调整,收到了良好的教学效果。

实验课题的改变

教材对本实验的安排是一节常规的实验操作课,题目是:“生物体维持PH稳定的机制”。笔者将其改为一项探究实验活动,题目为“探究生物体能否维持PH稳定”。主要基于以下几点考虑:

首先,教材中的实验安排说明了材料用具、方法步骤等,由学生按照提示操作,主要培养了学生的操作技能和观察能力。基于新课标中很重视STS教育思想的渗透以及所学只是与生活的联系,笔者认为可以由目前很多专家和商家炒作的酸碱性体质问题导入,让同学们对很多所谓的专家的观点“我们把身体吃酸了,PH低于7.35了”进行讨论,进而引出探究课题:生物体能否维持PH稳定。在根据实验结果得出“在一定范围内,生物体能够维持PH稳定”的结论后可以让学生再进一步思考:生物体为什么能够维持PH稳定呢?通过这种理论联系实际的一步一步深入的实验探究,能够更好的激发学生学习生命科学的兴趣,养成乐于探索、勤于思考的实验探究的习惯。

其次,把题目改为“探究生物体能否维持PH稳定”,对于缓冲溶液和自来水两个对照组的设计才更符合逻辑。我们想要探究生物体能否维持PH稳定,那么稳定与否用什么做参照呢?很自然的就想到要用缓冲溶液和自来水做对照。

实验材料的选择

在本实验中,教材中建议的实验材料有肝匀浆、马铃薯匀浆、稀释鸡蛋清、黄瓜匀浆。在以往的教学中,我们按照教材建议的实验材料进行实验,结果都不是很理想,所以对于最后结论的得出显得很牵强,学生觉得也不够严谨。在这次公开课前经过多次实验后对数据的整理分析发现实验材料最好选择肝匀浆、鸡蛋清(不要稀释)等动物性材料。

首先从实验结果来看,植物材料不是很理想,以下是 利用PH传感仪多次实验所得实验数据和坐标曲线图(见下页图1和表1):由表中数据和坐标曲线图中数据可见,植物材料在加入酸或者碱后PH值变化幅度现对较大;另外对于动物材料如果加水稀释,以教材提供的鸡蛋清稀释5倍来看,加入30滴0.1molL的HCl和加入30滴0.1molL的NaOH后PH值变化幅度为8,虽然较之自来水的变化要小,但是绝对幅度已经很大。

其次,从教材的安排上来看,前面两个章节讲人体和动物生命活动的调节,所有内容都是基于动物和人体来讲的,所以我个人认为在植物材料的结果不是很理想的情况下高中阶段仅做动物材料的探讨亦可。



三、教学目标的调整

教材对本堂课的目的要求是通过比较自来水、缓冲液和生物材料在加入酸或碱后PH的变化,推测生物体是如何维持PH稳定的。考虑到在本堂课的实验操作中有大量的重复操作,反复加酸加碱测PH于是我让全班同学合作每组测一种材料加入酸或者碱后PH的变化情况,然后数据全班共享,这样既培养了同学们合作的意识, 又大大节省了时间。基于上面的调整,我把教学重点确定为根据实验数据绘制坐标曲线和分析实验结果、做出合理解释。这有助于提高学生统计数据、处理数据和分析数据的能力。在教学过程中也的确暴露了学生在处理数据方便的欠缺,具体表现在以下两方面:

绘制坐标曲线不规范。

不能根据实验目的对数据进行有效的处理。面对表格中的数据,同学们八仙过海各显神通,有些同学建立8个坐标轴,有些建立4个坐标轴, 也有同学建立1个或者2个坐标轴。把学生的作品投影展示出来后,对他们的思维是一个很大的冲击,留下了深刻的印象,对于根据实验目的对数据进行处理的能力是一次很大的提高。

经过以上的调整,培养了学生运用所学知识,分析和解释、解决生活中的问题的能力,收到了很好的教学效果。

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