“探究體液的緩沖作用”教學(xué)設(shè)計及反思

呂龍 李洋

摘要：以問題為導(dǎo)向，通過對一些問題真?zhèn)蔚姆治龊万炞C引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的知識和方法，形成科學(xué)的思維方式，培養(yǎng)科學(xué)探究的精神，進而能夠?qū)σ恍┥钪谐Ｒ姷默F(xiàn)象作出理性的解釋和判斷，能夠辨別偽科學(xué)，積極的向社會大眾傳播科學(xué)知識，破除迷信和謠言。

關(guān)鍵詞：項目式學(xué)習(xí)，體液，緩沖作用

中圖分類號：G633.91文獻標志碼：B

1設(shè)計背景和初衷

這節(jié)課是基于項目式學(xué)習(xí)模式下的一節(jié)生物和化學(xué)的融合課，由生物教師和化學(xué)教師共同完成教學(xué)。授課對象為高二年級選課后選學(xué)了生物和化學(xué)兩科的學(xué)生。

這節(jié)課的內(nèi)容主要來自高中生物《必修3·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第一章第二節(jié)“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性”中的實驗“生物體維持pH穩(wěn)定的機制”。由于課時和實驗條件所限，很多學(xué)校無法安排這個實驗，教科書中也沒有對HCO₃^-、HCO₄^2-的緩沖原理做出解釋，于是利用校本課的時間和化學(xué)教師共同完成了這節(jié)課。本節(jié)課采用項目式學(xué)習(xí)的方式，使學(xué)生對緩沖和緩沖的機制有一個全面、系統(tǒng)的把握，同時結(jié)合《普通高中生物學(xué)課程標準（2017年版）》對生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進行滲透和培養(yǎng)。

2 教學(xué)過程

2.1 導(dǎo)入新課

首先，由化學(xué)教師帶著“酸兒辣女”的說法向生物教師求證，生物教師引導(dǎo)學(xué)生從邏輯和科學(xué)兩個角度分析這種說法的真?zhèn)?，并提出問題：吃酸性食物會讓體液變酸嗎？從而導(dǎo)入新課。

設(shè)計意圖：聯(lián)系學(xué)生的生活，教師快速抓住了學(xué)生的注意力，自然地引入了本節(jié)課，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)地分析問題。

2.2 介紹基本概念、設(shè)計實驗驗證緩沖作用

生物教師介紹體液、緩沖等基本概念，給學(xué)生提供基本的實驗材料，由學(xué)生提出實驗思路并完成實驗，驗證“體液具有緩沖作用”，并在教師的啟發(fā)下體會“體液的緩沖能力是有限的”。該實驗設(shè)計的難度不大，大多數(shù)學(xué)生能有一個清晰的實驗思路。課上時間有限，所以采取小組分工的方式完成實驗。在匯總各小組的數(shù)據(jù)后，教師再引導(dǎo)學(xué)生分析和討論。為避免一個人數(shù)據(jù)出錯影響整組結(jié)果，實驗前學(xué)生通過分工示意圖明確了每名同學(xué)的分工，同時教師強調(diào)了注意事項。學(xué)生基本都能夠很好地開展實驗，各小組討論也能得出正確的實驗結(jié)論。

設(shè)計意圖：這個環(huán)節(jié)的目的是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的意識并學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法，使學(xué)生既要相信科學(xué)，也要敢于質(zhì)疑，知道可以通過實驗來驗證自己的想法。

該環(huán)節(jié)的不足：①由于條件所限，教師無法給學(xué)生提供真正的體液，而是用雞蛋清模擬體液來進行實驗。②實驗結(jié)果的分析是在匯總每組實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，雖然能說明有緩沖作用，但沒有進行重復(fù)實驗，應(yīng)在各組的數(shù)據(jù)進行匯總后計算平均值，并繪制出pH的變化曲線，這樣會更科學(xué)也更直觀。

2.3 分析并驗證緩沖機制

生物教師給學(xué)生提供血漿的化學(xué)成分，由學(xué)生推測出血漿中具有緩沖作用的離子為HCO₃^-、HCO₄^2-。然后把問題交給化學(xué)教師，化學(xué)教師通過公式推導(dǎo)來解釋緩沖的原理并利用pH傳感器實時測定pH的變化來驗證緩沖效果。

該環(huán)節(jié)通過嚴密的推導(dǎo)得出結(jié)論并通過實時的演示實驗來驗證結(jié)論，雙管齊下，體現(xiàn)了科學(xué)思維的嚴密和科學(xué)探究的嚴謹，潛移默化中對學(xué)生進行科學(xué)思維的滲透。

2.4 介紹代償機制并通過案例揭露偽科學(xué)

生物教師提問：體液有緩沖作用，pH就不會變化了嗎？并補充介紹代償機制。學(xué)生了解代償機制后，生物教師追問：機體能通過緩沖和代償維持pH的穩(wěn)定，在飲食上可以毫無節(jié)制嗎？教師利用問題，引導(dǎo)學(xué)生注意培養(yǎng)良好的飲食習(xí)慣和健康的生活方式。接著，教師再從健康入手，提出問題：大家聽說過酸性體質(zhì)嗎？有人說酸性體質(zhì)致癌，這是真的嗎？在學(xué)生思考后，生物教師播放李治中揭露酸性體質(zhì)致癌的謠言的短片。短片播放后，教師追問：謠言能廣泛傳播真的只是因為有人專職傳謠，而有人兼職辟謠嗎？從而進一步引導(dǎo)學(xué)生要用科學(xué)的武器武裝自己，自覺破除迷信和偽科學(xué)，清除謠言和偽科學(xué)存在的土壤。

設(shè)計意圖：這一環(huán)節(jié)的目的是為了培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)中的重要兩項，即科學(xué)思維和社會責(zé)任，讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)掌握科學(xué)知識并通過訓(xùn)練獲得科學(xué)思維，具有明辨是非的能力并運用這種能力服務(wù)社會、造福人類。該環(huán)節(jié)采取了層層推進的方式提出一系列問題，把學(xué)生的思考不斷引向深處?！按鷥敊C制”這部分內(nèi)容教材中沒有涉及，教師增加這一內(nèi)容的主要目的是避免學(xué)生誤以為有緩沖作用體液的pH就可以維持穩(wěn)定，從而使學(xué)生清楚內(nèi)環(huán)境與外環(huán)境的物質(zhì)交換才是內(nèi)環(huán)境維持穩(wěn)態(tài)的根本保障，同時也提醒學(xué)生要愛惜自己的身體，養(yǎng)成良好的飲食習(xí)慣和健康的生活方式。