人教版（2019）高中生物选择性必修一 探究·实践 模拟生物体维持pH的稳定 教案（表格式）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）高中生物选择性必修一 探究·实践 模拟生物体维持pH的稳定 教案（表格式） |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2026-02-24 00:00:00 | ||
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文档简介
课题 探究·实践 模拟生物体维持pH的稳定
教学目标
1. 通过模拟不同生物材料和条件下生物体维持pH稳定的特点，帮助学生深入理解生命系统的稳态与平衡机制，通过实验观察和数据分析，学生能够将这一概念具体化，理解稳态不仅是生物学的基本原理，也是生命适应环境、维持健康的关键。。 2. 通过提出假说、变量分析、设计实验、记录数据、绘制图形和数据分析等环节，学生将亲身体验科学家的探究历程，培养学生的逻辑推理能力和批判性思维，帮助他们掌握科学研究的基本方法。 3. 通过自主设计和完成探究实验，学生将在预实验中发现问题、分析问题并解决问题。这一过程不仅培养学生的动手能力和实验技能，渗透预实验的科学方法，还激发他们的科学探究意识。学生将学会如何从实验结果中提炼信息，反思实验设计的不足，并通过改进实验方案来验证假设。并能将科学探究的模式应用于生活中，解决生产实践中的问题。 4. 通过应用所学知识，学生将能够识别和破除伪科学（如“酸碱体质理论”），并传播正确的科学知识。这一过程不仅提高学生的科学素养，还增强他们的社会责任感。此外，通过小组合作探究，学生将培养团队合作意识和沟通能力，学会在集体中分工协作，共同完成任务。
教学重点：模拟生物体维持pH的稳定实验中实验操作及结果分析，并总结内环境稳态及调节机制。
教学难点：探究实验中结果记录表的设计、数据分析、实验反思及拓展。
教学过程
教学环节教师创设情境与提问学生活动设计意图（一）联系生活中的伪科学，引导学生提出质疑，导入新课 （二）分析实验变量，明确实验处理条件；分析实验材料，明确分组情况 （三）小组合作完成探究实验，体验操作流程，转化表格数据为图形数据，分析实验结果总结实验结论 （四）联系生产生活，提高社会责任意识【课前任务】查询资料，了解“酸碱体质理论”，并就你是否支持“酸碱体质理论”继续查阅资料，来丰富自己的论据。 展示“酸碱体质理论”中的酸性食物和碱性食物，请正方代表（支持“酸碱体质理论”）和反方代表（不支持“酸碱体质理论”）进行辩论。 接下来提问：现在有商家依据“酸碱体质理论”宣传小苏打水是健康水，你认为是否可信？ 介绍探究实验的一般步骤： 并在过程中，让学生做出假设；接下来提问：酸性/碱性食物可以通过什么来代替？继续提问：如果我们要进行体外实验可以用什么处理的实验材料来呈现机体内部的酸碱度？ 引出本实验的实验目的：探究生物体能否维持pH的稳定；简单介绍实验原理：使用酸性或碱性溶液模拟摄入酸性/碱性食物，使用生物材料匀浆体现机体内环境的酸碱度。教师展示四种生物材料，让同学找一找这四种材料有什么特点？老师进一步介绍，鸡蛋清的pH呈碱性。 请同学们一起回答，本实验的自变量是什么？因变量是什么？ 教师继续介绍PBS溶液，请同学们思考，本实验如果要设计两组对照组，你会选择那些材料作为对照组？ 教师介绍课前学生预实验的情况，若逐滴进行测定，需要测定较多组，为简化实验操作流程，本实验5滴为1个单位进行测定。 【课前任务】设计实验记录表格 接下来给同学们1min的时间交流讨论实验记录表格。并请1位同学来进行分享。 【课前任务】完善实验步骤 带领同学们梳理实验步骤，并在梳理过程，渗透对照实验的单一变量原则。 【课堂学习任务及活动】 【活动一】：进行实验并记录实验结果。 教师介绍分组情况，并以实验数据员的职责（2位实验记录员分别记录3组实验一/实验二的数据，并取其平均值，并利用平板绘制出曲线图）来渗透对照实验中的平行重复原则。提出实验操作过程的要求：1、记录数据，将数据填入学案的表格中；2、将表格的数据转化为曲线图的形式；3、思考讨论学案上的4个问题。学生在进行实验的过程中教师与学生进行交流和予以指导。 【活动二】：实验结束后，分别请实验记录员一/二对实验一/二的实验结果进行投屏展示和结果分析。教师及时给予点评。 教师同时展示表格数据和曲线图，提问：数据处理过程中，本实验结果图形展示和表格展示各有何优缺点？ 接下来提问思考讨论的问题：1、就加入HCl或NaOH后pH的变化来说，肝匀浆更像自来水还是更像缓冲液？ 2、缓冲液的pH变化为什么与自来水的不同？ 不同生物材料的实验结果类似吗？ 如果继续加大酸/碱的量生物材料会出现什么结果？ 【活动三】：表达交流，分析实验结果得出实验结论。 教师继续提问：1、比较不同材料的缓冲作用大小。 2、根据实验结果，说出不同实验材料pH变化的特点。 请根据模拟实验的结果，尝试对机体维持pH稳定的机制进行解释。 基于实验探究的结果和结论，请同学们尝试对“酸碱体质理论”进行评判。 教师提问：如果有生产厂家售卖饮用水，宣称小苏打水为“健康水”，请你判断：此说法是否可信？你会给周围人什么建议？ 教师提出三个开放性问题：1.讨论不同材料缓冲作用不同的原因？ 2.生物体内pH变化范围远小于实验结果中的变化量，请你提出假说解释上述现象。 我还能提出哪些新的探究问题？ 以最后一个开放性的问题作为本节课的结尾。 2位正方代表和2位反方代表进行辩论。 学生提出自己的看法。 学生回答：酸性/碱性溶液 学生回答：生物材料匀浆 学生回答：前两个材料是动物材料、后两个材料是植物材料。 学生回答：自变量是加入酸/碱溶液的量；因变量是pH 学生回答：清水组和PBS组。 1位同学分享自己的实验结果记录表格，并说明设计的理由。 学生进行实验（10min） 实验记录员一/二对实验一/二的实验结果进行投屏展示和分析。 学生回答：表格展示的数据更精确；图像展示的数据更直观。 学生回答：肝匀浆更像缓冲液，pH变化幅度较小。 学生回答：缓冲液中含酸性物质和碱性物质，能够中和环境中的碱/酸，维持pH的稳定；自来水中不含这些物质，故不能维持pH稳定。 学生回答：数值上差异较大，维持pH稳定的范围不同，变化幅度均较小。 学生回答：pH会无限接近1/13。 学生回答：统计不同材料pH最大差值可得缓冲作用大小为：番茄研磨液>土豆研磨液>鸡蛋清液>肝脏研磨液 学生回答：pH变化幅度均小于PBS和清水组，不同实验材料pH变化幅度不同；维持pH稳定的范围不同 学生回答：机体中含有较多缓冲对（HPO42-、H2PO4-、HCO3-、H2CO3），能够中和环境中的酸/碱，从而维持机体pH的稳定。 学生回答：该说法缺乏科学性。人体内环境稳态的理化性质之一是酸碱度，摄入酸性食物/碱性食物，体内存在一系列机制维持pH的稳定。 学生回答：不可信，人体有维持pH稳定的机制，摄入过多的碱水，可能会导致人体内环境稳态被破坏。 学生回答 通过生活中的伪科学，鼓励学生学会质疑，同时学会辩证思考；培养学生批判性思维，为后续探究实验做铺垫 通过变量分析，对实验流程有进一步理解，强化学生的科学思维与逻辑推理能力。 培养学生独立设计实验记录表格的能力，进一步明确实验的自变量、因变量。 培养学生动手操作能力，小组内分工合作，提高实验操作流程的效率，培养学生团队合作意识。在探究过程中问题的发现和解决以及新问题的提出，进一步提升学生科学探究能力。 对数据结果进一步分析，提出优化结果并进行展示，帮助学生熟练运用模型来解决系列问题；分析实验结果得出实验结论，对教学重难点进行强化和突破。 树立稳态与平衡观，运用所学知识解决实际问题，并用知识指导自己的健康生活。
教学评价
生生评价 课堂导入前的辩论环节，展示了学生查询资料的成果，台下同学依据辩论过程的内容表达自己的观点，展示出对辩手们的评价。 师生评价 教学过程中，表格设计、实验记录员展示实验结果以及小组讨论总结实验结论、实验反思和拓展过程的系列问题，教师都对学生的语言表达、科学性、艺术性进行了点评。
教学反思
将生活中的伪科学与教学结合，培养学生批判性思维 通过开展“模拟生物体维持pH的稳定”探究实验，获得真实的体验和结论，引导学生概括机体维持pH稳定的机制，同时紧密联系人们生活中的错误认知，解决本节课的重点知识。 突出科学思维，落实核心素养 基于“变量分析”、“设计实验结果记录表格”、“实验数据分析”等任务，及小组合作探究、思考讨论、小组展示等活动，落实学科的核心素养。 注重优化创新及培养人文关怀 结果展示的优化，培养学生较熟练地运用模型来解决实践生活中的问题；内环境稳态的知识与人体自身健康密切相关，指导学生健康生活，养成健康生活意识和习惯。 然而，在教学过程中也发现部分学生对实验数据的深入分析有待进一步加强引导，如分析不同实验材料的变化特点，绝大部分同学能从变化幅度层面回答出生物材料、PBS变化幅度较小，较少同学能进一步分析出变化范围特点、数值方面的特点，对实验数据的细化、多层面分析的能力将会在之后的教学过程中进一步提升。此外学生提出假说解释实验现象的能力也需要不断强化，如：讨论不同材料缓冲作用不同的原因？生物体内pH变化范围远小于实验结果中的变化量，请你提出假说解释上述现象，部分同学回答的假说科学性有待提升，需要在今后教学过程中培养学生合理利用所学知识对实验现象进行进一步解释说明。
教学目标
1. 通过模拟不同生物材料和条件下生物体维持pH稳定的特点，帮助学生深入理解生命系统的稳态与平衡机制，通过实验观察和数据分析，学生能够将这一概念具体化，理解稳态不仅是生物学的基本原理，也是生命适应环境、维持健康的关键。。 2. 通过提出假说、变量分析、设计实验、记录数据、绘制图形和数据分析等环节，学生将亲身体验科学家的探究历程，培养学生的逻辑推理能力和批判性思维，帮助他们掌握科学研究的基本方法。 3. 通过自主设计和完成探究实验，学生将在预实验中发现问题、分析问题并解决问题。这一过程不仅培养学生的动手能力和实验技能，渗透预实验的科学方法，还激发他们的科学探究意识。学生将学会如何从实验结果中提炼信息，反思实验设计的不足，并通过改进实验方案来验证假设。并能将科学探究的模式应用于生活中，解决生产实践中的问题。 4. 通过应用所学知识，学生将能够识别和破除伪科学（如“酸碱体质理论”），并传播正确的科学知识。这一过程不仅提高学生的科学素养，还增强他们的社会责任感。此外，通过小组合作探究，学生将培养团队合作意识和沟通能力，学会在集体中分工协作，共同完成任务。
教学重点：模拟生物体维持pH的稳定实验中实验操作及结果分析，并总结内环境稳态及调节机制。
教学难点：探究实验中结果记录表的设计、数据分析、实验反思及拓展。
教学过程
教学环节教师创设情境与提问学生活动设计意图（一）联系生活中的伪科学，引导学生提出质疑，导入新课 （二）分析实验变量，明确实验处理条件；分析实验材料，明确分组情况 （三）小组合作完成探究实验，体验操作流程，转化表格数据为图形数据，分析实验结果总结实验结论 （四）联系生产生活，提高社会责任意识【课前任务】查询资料，了解“酸碱体质理论”，并就你是否支持“酸碱体质理论”继续查阅资料，来丰富自己的论据。 展示“酸碱体质理论”中的酸性食物和碱性食物，请正方代表（支持“酸碱体质理论”）和反方代表（不支持“酸碱体质理论”）进行辩论。 接下来提问：现在有商家依据“酸碱体质理论”宣传小苏打水是健康水，你认为是否可信？ 介绍探究实验的一般步骤： 并在过程中，让学生做出假设；接下来提问：酸性/碱性食物可以通过什么来代替？继续提问：如果我们要进行体外实验可以用什么处理的实验材料来呈现机体内部的酸碱度？ 引出本实验的实验目的：探究生物体能否维持pH的稳定；简单介绍实验原理：使用酸性或碱性溶液模拟摄入酸性/碱性食物，使用生物材料匀浆体现机体内环境的酸碱度。教师展示四种生物材料，让同学找一找这四种材料有什么特点？老师进一步介绍，鸡蛋清的pH呈碱性。 请同学们一起回答，本实验的自变量是什么？因变量是什么？ 教师继续介绍PBS溶液，请同学们思考，本实验如果要设计两组对照组，你会选择那些材料作为对照组？ 教师介绍课前学生预实验的情况，若逐滴进行测定，需要测定较多组，为简化实验操作流程，本实验5滴为1个单位进行测定。 【课前任务】设计实验记录表格 接下来给同学们1min的时间交流讨论实验记录表格。并请1位同学来进行分享。 【课前任务】完善实验步骤 带领同学们梳理实验步骤，并在梳理过程，渗透对照实验的单一变量原则。 【课堂学习任务及活动】 【活动一】：进行实验并记录实验结果。 教师介绍分组情况，并以实验数据员的职责（2位实验记录员分别记录3组实验一/实验二的数据，并取其平均值，并利用平板绘制出曲线图）来渗透对照实验中的平行重复原则。提出实验操作过程的要求：1、记录数据，将数据填入学案的表格中；2、将表格的数据转化为曲线图的形式；3、思考讨论学案上的4个问题。学生在进行实验的过程中教师与学生进行交流和予以指导。 【活动二】：实验结束后，分别请实验记录员一/二对实验一/二的实验结果进行投屏展示和结果分析。教师及时给予点评。 教师同时展示表格数据和曲线图，提问：数据处理过程中，本实验结果图形展示和表格展示各有何优缺点？ 接下来提问思考讨论的问题：1、就加入HCl或NaOH后pH的变化来说，肝匀浆更像自来水还是更像缓冲液？ 2、缓冲液的pH变化为什么与自来水的不同？ 不同生物材料的实验结果类似吗？ 如果继续加大酸/碱的量生物材料会出现什么结果？ 【活动三】：表达交流，分析实验结果得出实验结论。 教师继续提问：1、比较不同材料的缓冲作用大小。 2、根据实验结果，说出不同实验材料pH变化的特点。 请根据模拟实验的结果，尝试对机体维持pH稳定的机制进行解释。 基于实验探究的结果和结论，请同学们尝试对“酸碱体质理论”进行评判。 教师提问：如果有生产厂家售卖饮用水，宣称小苏打水为“健康水”，请你判断：此说法是否可信？你会给周围人什么建议？ 教师提出三个开放性问题：1.讨论不同材料缓冲作用不同的原因？ 2.生物体内pH变化范围远小于实验结果中的变化量，请你提出假说解释上述现象。 我还能提出哪些新的探究问题？ 以最后一个开放性的问题作为本节课的结尾。 2位正方代表和2位反方代表进行辩论。 学生提出自己的看法。 学生回答：酸性/碱性溶液 学生回答：生物材料匀浆 学生回答：前两个材料是动物材料、后两个材料是植物材料。 学生回答：自变量是加入酸/碱溶液的量；因变量是pH 学生回答：清水组和PBS组。 1位同学分享自己的实验结果记录表格，并说明设计的理由。 学生进行实验（10min） 实验记录员一/二对实验一/二的实验结果进行投屏展示和分析。 学生回答：表格展示的数据更精确；图像展示的数据更直观。 学生回答：肝匀浆更像缓冲液，pH变化幅度较小。 学生回答：缓冲液中含酸性物质和碱性物质，能够中和环境中的碱/酸，维持pH的稳定；自来水中不含这些物质，故不能维持pH稳定。 学生回答：数值上差异较大，维持pH稳定的范围不同，变化幅度均较小。 学生回答：pH会无限接近1/13。 学生回答：统计不同材料pH最大差值可得缓冲作用大小为：番茄研磨液>土豆研磨液>鸡蛋清液>肝脏研磨液 学生回答：pH变化幅度均小于PBS和清水组，不同实验材料pH变化幅度不同；维持pH稳定的范围不同 学生回答：机体中含有较多缓冲对（HPO42-、H2PO4-、HCO3-、H2CO3），能够中和环境中的酸/碱，从而维持机体pH的稳定。 学生回答：该说法缺乏科学性。人体内环境稳态的理化性质之一是酸碱度，摄入酸性食物/碱性食物，体内存在一系列机制维持pH的稳定。 学生回答：不可信，人体有维持pH稳定的机制，摄入过多的碱水，可能会导致人体内环境稳态被破坏。 学生回答 通过生活中的伪科学，鼓励学生学会质疑，同时学会辩证思考；培养学生批判性思维，为后续探究实验做铺垫 通过变量分析，对实验流程有进一步理解，强化学生的科学思维与逻辑推理能力。 培养学生独立设计实验记录表格的能力，进一步明确实验的自变量、因变量。 培养学生动手操作能力，小组内分工合作，提高实验操作流程的效率，培养学生团队合作意识。在探究过程中问题的发现和解决以及新问题的提出，进一步提升学生科学探究能力。 对数据结果进一步分析，提出优化结果并进行展示，帮助学生熟练运用模型来解决系列问题；分析实验结果得出实验结论，对教学重难点进行强化和突破。 树立稳态与平衡观，运用所学知识解决实际问题，并用知识指导自己的健康生活。
教学评价
生生评价 课堂导入前的辩论环节，展示了学生查询资料的成果，台下同学依据辩论过程的内容表达自己的观点，展示出对辩手们的评价。 师生评价 教学过程中，表格设计、实验记录员展示实验结果以及小组讨论总结实验结论、实验反思和拓展过程的系列问题，教师都对学生的语言表达、科学性、艺术性进行了点评。
教学反思
将生活中的伪科学与教学结合，培养学生批判性思维 通过开展“模拟生物体维持pH的稳定”探究实验，获得真实的体验和结论，引导学生概括机体维持pH稳定的机制，同时紧密联系人们生活中的错误认知，解决本节课的重点知识。 突出科学思维，落实核心素养 基于“变量分析”、“设计实验结果记录表格”、“实验数据分析”等任务，及小组合作探究、思考讨论、小组展示等活动，落实学科的核心素养。 注重优化创新及培养人文关怀 结果展示的优化，培养学生较熟练地运用模型来解决实践生活中的问题；内环境稳态的知识与人体自身健康密切相关，指导学生健康生活，养成健康生活意识和习惯。 然而，在教学过程中也发现部分学生对实验数据的深入分析有待进一步加强引导，如分析不同实验材料的变化特点，绝大部分同学能从变化幅度层面回答出生物材料、PBS变化幅度较小，较少同学能进一步分析出变化范围特点、数值方面的特点，对实验数据的细化、多层面分析的能力将会在之后的教学过程中进一步提升。此外学生提出假说解释实验现象的能力也需要不断强化，如：讨论不同材料缓冲作用不同的原因？生物体内pH变化范围远小于实验结果中的变化量，请你提出假说解释上述现象，部分同学回答的假说科学性有待提升，需要在今后教学过程中培养学生合理利用所学知识对实验现象进行进一步解释说明。