1.1内环境是机体细胞赖以生存的环境教学设计2026-2027学年高二上学期生物沪科版选修一

该高中生物学教学设计聚焦“内环境是机体细胞赖以生存的环境”核心内容，通过血液分层实验图导入，衔接初中循环、呼吸等系统知识，搭建“细胞—细胞外液—外界环境”三级物质交换逻辑框架，为后续稳态调节学习奠定基础。 该资料以直观演示（血液分层实验图、组织显微图）、科学史探究（贝尔纳内环境发现）和小组合作（绘制物质交换概念图）为特色，通过模型构建培养科学思维，结合肺气肿等实例渗透生命观念，助力学生突破抽象难点，教师使用可高效落实核心素养。

教学设计 课程名称 内环境是机体细胞赖以生存的环境 选用教材 高中生物沪科版选修一 教学章节 第一章第一节 授课对象 高二学生 授课类型 新授课 授课学时 1课时（45分钟） 一、教学内容分析 本节课是人体稳态调节模块的开篇内容，以水作为细胞生存基础物质为切入点，依托血液分层实验实物图、各类组织显微图、内环境物质交换示意图、系统物质交换示意图、贝尔纳科学史话等素材，依次介绍体液分类、细胞外液（血浆、组织液、淋巴）的成分与功能、三者间动态物质交换关系，梳理呼吸、消化、循环、泌尿四大系统参与机体内外环境物质交换的路径，结合贝尔纳提出内环境概念的科学史实建立整体生命观念，设置思考讨论、自我评价习题巩固核心概念，是后续学习内环境稳态、神经体液免疫调节的基础，搭建起 “细胞 — 细胞外液 — 外界环境” 三级物质交换逻辑框架，兼具实验观察、模型构建、科学史探究多重教学价值。 二、学情分析 1. 知识基础 学生在初中生物中已经学习过血液循环、呼吸系统、消化系统、泌尿系统的基础功能，知晓血液由血浆和血细胞组成，了解细胞生活需要氧气与营养、代谢会产生二氧化碳和尿素等废物；高一必修阶段掌握细胞的物质跨膜运输方式，理解细胞膜可完成物质进出细胞的交换，但尚未建立 “细胞外液统一构成内环境” 的整体概念，不清楚血浆、组织液、淋巴三者之间的流动转化关系，也不明白四大系统如何协同完成细胞与外界环境的物质沟通。 2. 能力基础 高中学生具备基础实验观察能力，能够根据分层实验现象区分不同液体组分，拥有小组合作讨论、图文信息提取的能力，可以结合示意图梳理物质流动路径；具备基础文字概括能力，能简单绘制概念图，但自主构建多组分动态交换模型、整合多系统协同作用逻辑链条的能力较弱，批判性分析科学史实、辩证看待科学观点的思维仍需课堂引导训练。 3. 认知基础 学生日常仅直观接触血液、汗液、尿液等体液，容易混淆内环境组分与外界分泌液体，存在 “血液等同于内环境”“细胞直接和外界空气、食物交换物质” 等前认知误区；思维偏向具象化，难以理解看不见的组织液、淋巴的存在与循环流动，对于机体各器官、系统相互配合的整体性认知不足，需要依托实物图、流程图、科学史料将抽象的液体环境具象化，逐步建立稳态相关的整体生命认知。 三、教学目标 1. 生命观念 通过分析细胞与血浆、组织液、淋巴的物质交换过程，理解细胞外液为细胞提供稳定生存环境，建立稳态与平衡观；结合多系统协同完成内外环境物质交换的内容，认识机体各结构相互依存、协调配合，形成生命系统整体性观念；依托肝细胞调节血糖的实例，理解细胞代谢反过来维持内环境成分稳定，辩证认知细胞与内环境双向影响的关系。 2. 科学思维 依托血液分层实验现象推理血浆组成成分，结合显微组织图归纳各类细胞的液体生存环境，训练归纳与推理思维；通过解读内环境物质交换示意图梳理血浆、组织液、淋巴的动态转化关系，构建体液概念模型，锻炼模型与建模思维；针对贝尔纳相关科学观点开展批判性讨论，区分传统权威认知与实验实证结论，培养质疑、实证、逻辑分析的理性思维。 3. 科学探究 结合教材血液分层实验素材，梳理实验操作、实验现象与实验结论，模拟实验探究流程分析血细胞与血浆的代谢联系；小组合作解读内环境物质交换示意图、多系统物质交换示意图，合作梳理物质流动路径，完成概念图绘制探究活动；结合自我评价习题中汗液、尿液、唾液的辨析任务，开展小组辨析探究，区分内环境组分与外界液体。 4. 社会责任 结合肺气肿、肾衰竭引发内环境失衡的实例，认识人体器官健康对内环境稳定、机体正常生命活动的重要性，建立健康生活意识；学习贝尔纳立足实验、打破传统权威、提出全新生物学概念的科研精神，树立严谨求实、勇于探索的科学态度；理解机体是统一整体，联系生活中发烧、炎症等现象，明白内环境失衡会引发身体不适，主动关注自身生理健康。 四、教学重难点 教学重点 1. 体液的组成，血浆、组织液、淋巴三种细胞外液的成分、功能与相互转化关系 2. 内环境的概念，内环境作为细胞与外界环境物质交换媒介的作用 3. 呼吸、消化、循环、泌尿四大系统协同参与内外环境物质交换的路径 教学难点 1. 血浆、组织液、淋巴之间动态、单向 / 双向的物质交换流动逻辑 2. 区分内环境组分与和外界相通的液体（汗液、尿液、唾液） 3. 整合四大系统，完整梳理细胞 — 内环境 — 外界环境的物质交换完整链条 五、教学方法  直观演示法：依托教材血液分层实验图、组织显微图、物质交换示意图等可视化素材，直观呈现体液分布、物质流动过程，化解抽象概念理解难度。  问题驱动法：设置阶梯式思考讨论问题，从实验现象到概念推导，再到综合应用，层层递进引导学生自主思考，破除认知误区。  小组合作探究法：组织学生以小组为单位完成示意图解读、概念图绘制、科学观点辨析、体液组分辨析等探究任务，互助梳理知识逻辑。  科学史教学法：借助贝尔纳 “内环境” 概念发现史料，串联实验、质疑、创新、理论提出完整科研历程，渗透科学思维与科学精神。  模型构建法：引导学生利用文字、箭头绘制体液组分、物质交换概念模型，将碎片化知识整合为系统逻辑框架。  讲练结合法：课堂穿插教材思考讨论题、自我评价习题，即时巩固核心概念，当堂纠正认知错误。 六、教学资源  教材配套图像资源：血液分层实验图、三类组织显微结构图、体液占比饼状图、内环境物质交换示意图、多系统物质交换示意图。  文字素材：贝尔纳内环境科学史话、教材思考与讨论题目、自我评价课后习题。  课堂教具：白纸、彩笔，用于学生课堂绘制概念图；多媒体课件，整合全部教材图片与文字资料。 七、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 环节一：情境导入，新课引入（5 分钟）  出示血液分层实验图 向学生讲述：水是细胞最基础的组成物质，也是良好溶剂，细胞周围都存在液体环境。今天我们从新鲜鸡血液分层实验入手，探究细胞生存的液体环境。展示实验操作细节：向 4mL 新鲜鸡血加入 1mL 5% 柠檬酸钠抗凝溶液，以 3000 转每分钟离心 15 分钟，或是静置 5 至 6 小时，血液会分层。  分层讲解图中三层结构：上层淡黄色液体是血浆，下层深红色是红细胞，中间薄层为白细胞和血小板，同时列出血浆包含的有机物、无机盐、气体成分。  抛出教材思考与讨论两大问题：第一，从细胞新陈代谢角度，分析血细胞与血浆之间存在怎样的关系；第二，推测机体内其他体细胞的生存环境是什么样的。  板书课题：第 1 节 内环境是机体细胞赖以生存的环境。  观察血液分层实验图，识记实验处理方式、分层现象、血浆各类组成物质。  独立思考教师提出的两道讨论问题，简单写下自己的初步猜想，准备后续发言。  记录本节课课题，明确本节课学习核心是细胞周围的液体环境。 环节二：新知讲授 1 体液与内环境概念、三类细胞外液（12 分钟）  出示各类机体组织显微图 依次讲解三幅显微图像：A 图血液显微视野，悬浮的血细胞间隙充满液体；B 图疏松结缔组织，细胞缝隙存在液体；C 图上皮组织，细胞间隙同样填充液体。总结：所有体细胞周围间隙液体统称为细胞外液。  对比区分细胞内液与细胞外液，出示体液组成饼状图 讲解体液分为细胞内液、细胞外液两大类，标注各组分占体液比例：细胞内液约占三分之二，血浆约占体液总量 8%，组织液约 25%，淋巴仅占 1%。  分模块讲解三类细胞外液： ①血浆：存在于血管内，含水、血浆蛋白、无机盐、糖类、激素、氧气、代谢废物，为血细胞提供生存环境，参与免疫、体温、酸碱平衡调节； ②组织液，又称细胞间液：充满组织细胞间隙，无法自由流动，大部分小分子物质可自由扩散，是绝大多数体细胞直接生活的液体环境； ③淋巴，又称淋巴液：仅存在于淋巴管，单向流动，含有大量免疫细胞，可清除病菌病毒，辅助循环，维持内环境稳定。  补充关键区分点：血浆含有大量血浆蛋白，组织液、淋巴仅含有极少量蛋白质；三类液体基础化学组成相近。  推导体液总量分配关系式 讲解公式含义：机体全部液体体积等于细胞内部液体体积与细胞外部液体体积相加，细胞外液又分为血浆、组织液、淋巴三部分，后续不再重复书写公式，仅用文字描述体液组成关系。  给出内环境定义：血浆、组织液、淋巴共同构成细胞外液，细胞外液组成的液体环境称为内环境，内环境不直接和外界环境接触。  观察三幅组织显微图，识别不同组织细胞间隙的液体，理解所有体细胞都浸泡在液体中。  观察体液占比饼状图，记录细胞内液、血浆、组织液、淋巴的体积占比，记忆体液两大分类。  逐条记录血浆、组织液、淋巴的分布、成分、生理功能，标注三者蛋白质含量差异这一关键区分点。  理解体液体积公式文字含义，区分细胞内液与内环境，牢记内环境仅指代细胞外液。  结合导入环节猜想，修正自己对体细胞生存环境的初步认知。 环节三：新知讲授 2 内环境三者物质交换动态关系（10 分钟）  出示内环境物质交换示意图 标注图中四大过程：①组织液的生成；②组织液回流；③淋巴的生成；④组织液与细胞内液的物质交换。  分步讲解物质流动全过程： 第一步：毛细血管动脉端，血浆中的营养物质、氧气透过毛细血管壁扩散进入细胞间隙，生成组织液； 第二步：组织液和组织细胞直接进行双向物质交换，细胞吸收氧气、营养，排出二氧化碳、尿素等代谢废物； 第三步：绝大部分组织液从毛细血管静脉端回流，重新变回血浆，完成血浆与组织液双向交换； 第四步：剩余约十分之一的组织液，单向进入盲端毛细淋巴管，形成淋巴，毛细淋巴管通透性更大，大分子蛋白质、病菌可进入； 第五步：淋巴沿着各级淋巴管流动，途经淋巴结清除病原体，最终汇入血液循环回到血浆。  板书文字箭头模型：血浆⇌组织液→淋巴→血浆，讲解双向、单向流动的结构基础（毛细血管双向通透、毛细淋巴管盲端单向流入）。  补充实例：肝细胞所需氧气、营养来自内环境，肝细胞可转化葡萄糖与肝糖原，调节内环境葡萄糖浓度，证明体细胞代谢也会参与维持内环境稳定。  细致观察物质交换示意图，识别毛细血管、毛细淋巴管、组织细胞、淋巴结结构，对应图中标注的四个物质交换过程。  跟随教师讲解，用文字箭头在草稿纸上绘制血浆、组织液、淋巴转化模型，标注双向、单向流动方向。  理解毛细淋巴管与毛细血管壁通透性差异，记住大分子物质只能进入淋巴的特点。  结合肝细胞调节血糖实例，理解细胞与内环境双向相互作用，细胞既依赖内环境生存，又能调节内环境成分。 环节四：新知讲授 3 四大系统参与内外环境物质交换（8 分钟）  出示多系统物质交换示意图 梳理外界环境、四大系统、内环境、机体细胞四层结构。  分系统讲解物质交换路径： ①消化系统：外界食物经消化吸收，营养物质进入循环系统（血浆），输送至全身各处；未吸收残渣以粪便排到外界； ②呼吸系统：外界氧气进入肺部扩散进入血浆，运至全身；细胞代谢产生的二氧化碳经循环送至肺部，排出到外界空气； ③循环系统：作为运输枢纽，连接消化、呼吸、泌尿、皮肤，完成营养、气体、代谢废物全身转运； ④泌尿系统：血浆中尿素、多余无机盐、水滤过形成尿液，排出至外界；皮肤也可通过汗液排出少量代谢废物。  举例讲解系统病变对内环境的影响：肺气肿阻碍二氧化碳排出，内环境二氧化碳浓度升高引发酸中毒；急性肾衰竭无法正常排出尿素、电解质，造成内环境酸碱、电解质平衡紊乱。  组织小组讨论：概括细胞获取外界氧气、营养，排出代谢废物到外界的完整流程。  观察多系统物质交换示意图，识别消化、呼吸、循环、泌尿四大系统结构，理清外界、内环境、细胞三层物质通道。  跟随教师梳理各系统功能，在草稿纸上分段书写营养、氧气、二氧化碳、尿素的完整运输排出路径。  记录肺气肿、肾衰竭两个实例，理解系统功能异常会直接破坏内环境稳定。  4 人一组交流讨论，整合完整物质交换链条，小组推选代表准备课堂发言。 环节五：科学史拓展与小组辨析探究（7 分钟）  展示贝尔纳内环境科学史话文字素材，完整讲述科研历程：19 世纪传统观点认为糖类只能在消化器官分解，贝尔纳分组用碳水、肉类喂狗，均检测到静脉葡萄糖，发现肝脏可合成、分解糖原调节血糖；1857 年首次提出内环境概念，提出内环境稳定是动物独立生存的必需条件，为稳态理论奠基。  抛出史料讨论四道观点，布置小组批判性辨析任务：①科学发现最大困难是摆脱传统权威束缚；②对一切事物都应持有怀疑态度；③科学推理都基于观察与实验；④良好方法能发挥科学家科研天赋。给予学生 3 分钟小组交流时间。  出示自我评价四道习题，逐条布置探究辨析任务： 习题 1：判断汗液、尿液、唾液是否属于内环境组分，说明理由； 习题 2：写出参与细胞与外界气体交换的系统； 习题 3：用文字箭头绘制细胞内液、血浆、组织液、淋巴的物质交换概念图； 习题 4：结合持续发热咳嗽的生活实例，简单推测内环境可能发生的变化。  巡视各小组讨论情况，适时点拨误区，例如汗液、尿液、唾液均与外界直接相通，不属于细胞外液，不属于内环境。  阅读贝尔纳科学史材料，梳理贝尔纳的实验、质疑、创新、提出新概念完整科研流程，感受科学探究精神。  小组内逐条辨析四道科学观点，结合贝尔纳实验案例佐证观点，整理小组统一看法。  合作完成四道自我评价习题，重点辨析汗液、尿液、唾液的归属，绘制体液物质交换概念图。  小组代表举手分享讨论结果，全班共同纠正认知误区，完善概念图。 环节六：课堂小结与作业布置（3 分钟）  带领学生分层梳理本节课知识框架：体液分类→内环境定义与三类组分→三者动态交换关系→四大系统协同完成内外物质交换→贝尔纳内环境科学史。  总结核心逻辑：细胞生活在内环境，内环境依靠四大系统和外界交换物质，细胞代谢与系统功能共同维持内环境稳定。  布置课后作业：完善课堂绘制的体液交换概念图；完成教材全部自我评价习题；查阅资料简单了解坎农稳态理论，下节课分享。  跟随教师梳理知识框架，补齐课堂笔记遗漏知识点。  记录课后三项作业，明确作业完成要求。  整理本节课所有示意图对应的知识点，梳理自身仍存在疑问的内容，课后向教师提问。 八、板书设计 九、课程思政 本节课依托贝尔纳突破传统权威、依托动物实验严谨探究肝脏糖代谢规律、首创内环境核心生物学概念的科学史实，引导学生树立求真务实、敢于质疑、立足实证的科学探究精神；结合肺气肿、肾衰竭破坏内环境稳态的实例，渗透爱护身体、重视器官健康的生命健康教育；通过梳理机体各细胞、液体、系统相互协调配合完成生命活动的知识，让学生理解生命系统整体性，培养团结协作、统筹兼顾的整体思维。 十、教学反思与修改措施 教学反思 本节课依托教材全部核心图像与文字素材开展分层教学，以实验现象切入降低抽象概念理解难度，通过小组讨论、模型绘制、科学史辨析落实生命观念、科学思维等四大核心素养，但课堂存在部分问题：一是小组辨析汗液、尿液、唾液归属时，部分学生仍无法区分内环境与外界相通液体，前认知误区破除不够彻底；二是讲解血浆、组织液、淋巴单向、双向流动逻辑时，少数学生无法理解毛细淋巴管盲端结构带来的单向流动特点；三是课堂时间分配紧凑，科学史讨论环节学生发言时间不足，批判性思维的挖掘不够充分。 修改措施 后续调整课堂时间分配，压缩新知讲授时长，预留更多时间用于小组辨析与发言；增加简易手绘毛细淋巴管、毛细血管结构简图辅助讲解单向、双向流动原理；课前提前布置预习任务，让学生提前区分体内液体与排出体外的液体，减少课堂认知误区；拓展贝尔纳科学史讨论的引导问题，增加更多贴合实验的设问，充分挖掘学生批判性思维，同时增加课堂随堂小填空练习，当堂巩固内环境组分、物质交换路径核心知识点。 学科网（北京）股份有限公司 $