《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》教材簡介與教學分析課件

教材簡介

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教學分析施憶Shi_yi_28@126.com教材簡介

與

教學分析施憶11.究竟是什麼(本體論問題)3.如何去做？

(方法論問題)2.為什么要這樣做?(價值論問題)側(cè)重：1.究竟是什麼(本體論問題)3.如何去做？(方法論問題)2◆

居高臨下(來源于思考)◆

見微知著(來源于案例)期望：◆居高臨下(來源于思考)◆見微知著(來源于案例)期望3一、解讀《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊⒈《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊地位分子與細胞遺傳與進化穩(wěn)態(tài)與環(huán)境必修三模塊穩(wěn)態(tài)與調(diào)控生物與環(huán)境一、解讀《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊⒈《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊地位分子與細4穩(wěn)態(tài)與環(huán)境引出了一條從生物個體、種群、群落到生態(tài)系統(tǒng)的不同層次上思考“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”的主線。生物個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)是不同層次的生命系統(tǒng)。生命系統(tǒng)都存在穩(wěn)態(tài)。生命系統(tǒng)都是開放的系統(tǒng)，與其環(huán)境之間不斷進行著物質(zhì)、能量和信息的交流。在不斷變化的環(huán)境中，生命系統(tǒng)能夠通過自我調(diào)節(jié)實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)與環(huán)境引出了一條從生物個體、種群、群落到生態(tài)系統(tǒng)5穩(wěn)態(tài)與環(huán)境是本模塊的兩大核心概念。兩者彼此又相互關(guān)聯(lián)。穩(wěn)態(tài)與環(huán)境是本模塊的兩大核心概念。兩者彼此又相互關(guān)聯(lián)。6⒉何謂“穩(wěn)態(tài)”？（1）穩(wěn)定與穩(wěn)態(tài)例1：桌面上的硬幣穩(wěn)定不穩(wěn)定⒉何謂“穩(wěn)態(tài)”？（1）穩(wěn)定與穩(wěn)態(tài)例1：桌面上的硬幣穩(wěn)定不穩(wěn)7

但是值得注意的是以往的認識依據(jù)了以下的觀點:

牛頓第一定律認為：物體在沒有外力作用時，靜者恒靜，動者恒動。穩(wěn)定性是事物固有的，根本屬性；而運動或變化是外力強加的。這是機械的靜態(tài)穩(wěn)定觀，即穩(wěn)定等于無變化。

結(jié)論一：穩(wěn)定性一般是指系統(tǒng)具有的抗干擾性，從而保持自身原狀的性質(zhì)。一個系統(tǒng)抵抗外來的或內(nèi)部的干擾的能力越強，就表示該系統(tǒng)的穩(wěn)定性越強。但是值得注意的是以往的認識依據(jù)了以下的觀點:這是機8例2：反映在生物體上——每天都有成千上萬的微生物進入我們的體內(nèi)，但絕大多數(shù)人都沒有生病。——人們每天飲水量不同，出汗多少不等，但體溫、體內(nèi)的pH值、血液粘稠度等基本上是恒定的。這些事例用靜態(tài)的穩(wěn)定觀都無法解釋！例2：反映在生物體上這些事例用靜態(tài)的穩(wěn)定觀都無法解釋！9“生命體必須處于這樣一種狀態(tài)：不為其周圍的、常常是有害的強大力量所毀壞、溶解或分解。在這種明顯矛盾的情況下，只有機體能對外界刺激發(fā)生興奮并具有改變自己的能力從而調(diào)節(jié)它對刺激的反應(yīng)時，才能保持它的穩(wěn)定。正是因為它是可變的——輕微的不穩(wěn)定，是使機體保持真正穩(wěn)定的必要條件”——來希特（C.Richet）“生命體必須處于這樣一種狀態(tài)：不為其周圍的、常常是有害的強大10結(jié)論二:現(xiàn)代的穩(wěn)定觀不再是牛頓認為的靜態(tài)穩(wěn)定性，而是動態(tài)的穩(wěn)定、發(fā)展狀態(tài)的穩(wěn)定。

靜中有動，動中有靜，是對立統(tǒng)一。結(jié)論二:現(xiàn)代的穩(wěn)定觀不再是牛頓認為的靜態(tài)穩(wěn)定性，而是動態(tài)的穩(wěn)11（2）穩(wěn)態(tài)的概念簡單地理解：穩(wěn)態(tài)即為動態(tài)穩(wěn)定。○穩(wěn)定的概念首先是由貝爾納（C.Bernard）提出的。他認為（1857）：細胞外液是細胞生活的直接環(huán)境，其整體構(gòu)成機體的內(nèi)環(huán)境。內(nèi)環(huán)境具有自我保持穩(wěn)定的特性。內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定是機體各種生理活動的共同目標。（2）穩(wěn)態(tài)的概念簡單地理解：穩(wěn)態(tài)即為動態(tài)穩(wěn)定?！?2○后由坎農(nóng)（W.B.Cannon)進一步明確（1926）：

內(nèi)環(huán)境并不是處于靜止的、固定不變的狀態(tài)，而是動態(tài)的穩(wěn)定。內(nèi)環(huán)境的任何微小變化會觸發(fā)機體調(diào)節(jié)機制的活動，從而消除或減少這些變化。他將這種由代償性調(diào)節(jié)反應(yīng)所形成的穩(wěn)定狀態(tài)稱為穩(wěn)態(tài)（homeostasis).并指出穩(wěn)定的相對性。在1932年坎農(nóng)出版的專著《軀體的智慧》中提出：“這個詞不是表示某種固定不變的事物，表示一種停滯狀態(tài)，它表示這樣一種情況：一種可變的而又保持相對恒定的情況。”○后由坎農(nóng)（W.B.Cannon)進一步明確（113（3）穩(wěn)態(tài)的普遍性穩(wěn)態(tài)在自然界中普遍存在。在生物學中，穩(wěn)態(tài)也不局限于內(nèi)環(huán)境的范疇，而是適用于生命科學的一大基本概念。分子水平上有基因表達的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)、酶活性的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)，器官水平上如血壓、心率的穩(wěn)態(tài)，宏觀水平上如種群數(shù)量的穩(wěn)態(tài)、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。

貝塔朗菲（L.Bertalanffy）在《一般系統(tǒng)論》一書中說，系統(tǒng)觀的中心問題是對穩(wěn)定性的理解。注意：系統(tǒng)分析方法是本模塊的重要方法。（3）穩(wěn)態(tài)的普遍性穩(wěn)態(tài)在自然界中普遍存在。在生14（4）生物體穩(wěn)態(tài)的機制穩(wěn)態(tài)通過調(diào)節(jié)而實現(xiàn)：貝爾納：主要通過神經(jīng)調(diào)節(jié)坎農(nóng)：神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)共同作用?？刂普摚禾綔y器、控制中心和受控部分。控制中心和受控部分間有反饋調(diào)節(jié)作用?，F(xiàn)代觀點：神經(jīng)免疫內(nèi)分泌調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)（4）生物體穩(wěn)態(tài)的機制穩(wěn)態(tài)通過調(diào)節(jié)而實現(xiàn)：15

“所有的生命系統(tǒng)都存在于一定的環(huán)境中，在不斷變化的環(huán)境條件下，依靠自我調(diào)節(jié)機制維持其穩(wěn)態(tài)”。——《普通高中生物課程標準》“所有的生命系統(tǒng)都存在于一定的環(huán)境中，在不斷變化的16（5）環(huán)境的概念主體存在的場所，即把某個主體的外界稱為這個主體的環(huán)境。主體一般是指個體或個體的集群，此外，把單個的細胞、組織等當作主體來研究也是不少的?！渡飳W詞典》（科學出版社）（5）環(huán)境的概念主體存在的場所，即把某個主體的外17二、本模塊的教育價值

本模塊“有助于學生認識發(fā)生在生物體內(nèi)部和生物與環(huán)境之間的相互作用，理解生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)，認識生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的整體性；領(lǐng)悟系統(tǒng)分析、建立數(shù)學模型等科學方法及其在科學研究中的應(yīng)用；形成生態(tài)學觀點和可持續(xù)發(fā)展的觀念?！镀胀ǜ咧猩镎n程標準》二、本模塊的教育價值本模塊“有助于學生18⒈知識方向的教育價值（1）從系統(tǒng)的視角認識生命活動的規(guī)律和本質(zhì)。中學生物課程初中階段高中階段側(cè)重于讓學生了解生命現(xiàn)象側(cè)重于讓學生理解生命活動的本質(zhì)和規(guī)律⒈知識方向的教育價值（1）從系統(tǒng)的視角認識生命活動的規(guī)律和本19認識生命活動的本質(zhì)和規(guī)律從細胞水平上認識生命系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)從基因水平上認識生命系統(tǒng)的發(fā)生和發(fā)展從個體和群體水平上認識生命系統(tǒng)內(nèi)部的調(diào)節(jié)機制以及與環(huán)境的關(guān)系《分子與細胞》模塊《遺傳與進化》模塊《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊認識生命活動的本質(zhì)和規(guī)律從細胞水平上認識生命系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)和20

本模塊在幫助學生認識生命活動的本質(zhì)與規(guī)律上，應(yīng)當闡明的要點有：○揭示生命系統(tǒng)是開放系統(tǒng)，與外界環(huán)境之間不斷進行著物質(zhì)交流、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞?！鸾沂旧到y(tǒng)時刻處于動態(tài)變化過程之中，而且動態(tài)變化是在一定范圍內(nèi)進行的，否則就會解體，導致系統(tǒng)崩潰?！鸾沂痉€(wěn)態(tài)是生命系統(tǒng)能夠獨立存在的必要條件。生物體內(nèi)的各種代謝過程都將維持自身的穩(wěn)態(tài)作為目標。○揭示穩(wěn)態(tài)維持靠的是生命系統(tǒng)內(nèi)部的自我調(diào)節(jié)機制。本模塊在幫助學生認識生命活動的本質(zhì)與規(guī)律上，應(yīng)當闡21（2）深入理解穩(wěn)態(tài)、調(diào)節(jié)、環(huán)境等核心概念。

本模塊在深入理解這些核心概念上，應(yīng)當把握的要點有：○穩(wěn)態(tài)并不意味著穩(wěn)定不變，而是指一種可變的相對穩(wěn)定的狀態(tài)。這種狀態(tài)是靠完善的調(diào)節(jié)機抵抗外界環(huán)境的變化來維持的?！鸶鱾€層次的生命系統(tǒng)都存在穩(wěn)態(tài)?！鹁腿梭w而言，穩(wěn)態(tài)是通過神經(jīng)、內(nèi)分泌和免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)來維持的。這里強調(diào)了免疫調(diào)節(jié)在穩(wěn)態(tài)維持中的作用。（2）深入理解穩(wěn)態(tài)、調(diào)節(jié)、環(huán)境等核心概念。本模塊在22

科學方法教育側(cè)重點：

系統(tǒng)分析方法模型方法

⒉在能力培養(yǎng)方面的價值科學方法教育側(cè)重點：⒉在能力培養(yǎng)方面的價值23什么是系統(tǒng)分析方法什么是系統(tǒng)分析方法24“系統(tǒng)論”是指奧地利科學家貝塔朗菲（L.Bertalanffy）在1970年代創(chuàng)立的“一般系統(tǒng)論”（generalsystemtheory）。盡管貝塔朗菲是以生物學家的身份去思考、研究并提出系統(tǒng)論的，但他的系統(tǒng)論并不僅僅適用于生命科學，而且適用于物理學、心理學、經(jīng)濟學和社會科學等各門學科。系統(tǒng)論“系統(tǒng)論”是指奧地利科學家貝塔朗菲（L.25隨后，系統(tǒng)這一概念逐漸得到了包括生物學家在內(nèi)的許多科學家的認同，喚起了一大批研究者的關(guān)注。2002年3月，美國《科學》周刊登載了系統(tǒng)生物學專集。該專集導論中的第一句話這樣寫道：“如果對當前流行的、時髦的關(guān)鍵詞進行一番分析，那么人們會發(fā)現(xiàn)，‘系統(tǒng)’高居在排行榜上?！?/p>

隨后，系統(tǒng)這一概念逐漸得到了包括生物學家26系統(tǒng)生物學的靈魂——整合

系統(tǒng)科學的核心思想是：“整體大于部分之和”；系統(tǒng)特性是不同組成部分、不同層次間相互作用而“涌現(xiàn)”的新性質(zhì)；對組成部分的分析并不能真正地預(yù)測高層次的行為。

如何通過研究和整合去發(fā)現(xiàn)和理解涌現(xiàn)的系統(tǒng)性質(zhì)，是系統(tǒng)生物學面臨的一個帶根本性的挑戰(zhàn)。系統(tǒng)生物學的靈魂——整合27整合的層面1.系統(tǒng)內(nèi)不同性質(zhì)的構(gòu)成要素（基因、mRNA、蛋白質(zhì)、生物小分子等等）的整合2.從基因到細胞、到組織、到個體的各個層次的整合3.研究思路和方法的整合

4.學科的整合整合的層面1.系統(tǒng)內(nèi)不同性質(zhì)的構(gòu)成要素（基因、mRNA、蛋白28系統(tǒng)生物學的基礎(chǔ)——信息

一般說來，生物信息以這樣的方向進行流動：DNA→mRNA→蛋白質(zhì)→蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)→細胞→器官→個體→群體。

系統(tǒng)生物學的基礎(chǔ)——信息29信息的角度前分子生物學時代生命是活力分子生物學時代生命是機器后基因組時代生命是信息信息的角度前分子生物學時代分子生物學時代后基因組時代30系統(tǒng)分析方法

根據(jù)系統(tǒng)論的觀點，構(gòu)成系統(tǒng)的關(guān)鍵不是其組成的物質(zhì)，而是組成部分的相互作用或部分之間的關(guān)系。這些相互作用或者關(guān)系，從本質(zhì)上說就是信息。系統(tǒng)分析一方面要了解生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，另一方面是要揭示系統(tǒng)的行為方式。

系統(tǒng)分析方法31

傳統(tǒng)的方法假設(shè)一個復(fù)雜的系統(tǒng)可以分割為許多不會互相干擾的子系統(tǒng)，因此只要將子系統(tǒng)研究清楚，就能了解復(fù)雜系統(tǒng)的行為。如果子系統(tǒng)仍然很復(fù)雜，就用同樣的策略在子系統(tǒng)中再繼續(xù)分割，再一一擊破。這一套方法學固然使我們很成功地由分子層次解釋反應(yīng)運作的原理，而造成生物學上的突破。20世紀生物學經(jīng)歷了由宏觀到微觀的發(fā)展過程，由形態(tài)、表型的描述逐步分解、細化到生物體的各種分子及其功能的研究。1953年沃森和克里克提出的DNA雙螺旋模型是生物學進入分子生物學時代的標志，70年代出現(xiàn)的基因工程技術(shù)極大地加速和擴展了分子生物學的發(fā)展。

這種方法能真正解釋生命現(xiàn)象嗎?

傳統(tǒng)的方法32DNA個體水平：細胞水平：分子水平：蛋白質(zhì)現(xiàn)代生物學家眼中的生命DNA個體水平：細胞水平：分子水平：蛋白質(zhì)現(xiàn)代生物學家眼中的33還原論——20世紀生命科學的主流基因蛋白質(zhì)功能還原論——20世紀生命科學的主流基因蛋白質(zhì)功能34蛋白質(zhì)復(fù)合物信號轉(zhuǎn)導網(wǎng)絡(luò)真實的生命世界蛋白質(zhì)復(fù)合物信號轉(zhuǎn)導網(wǎng)絡(luò)真實的生命世界35生命是什么？還原論：生命遵循基本的物理和化學規(guī)律分子生物學生命是什么？還原論：生命遵循基本的物理和化學規(guī)律分子生物學36復(fù)雜性科學：生命涉及網(wǎng)絡(luò)、層次、非線性系統(tǒng)生物學生命是什么？復(fù)雜性科學：生命涉及網(wǎng)絡(luò)、層次、非線性系統(tǒng)生物學生命是什么？37線性思維復(fù)雜性思維生物學認識論的轉(zhuǎn)變線性思維復(fù)雜性思維生物學認識論的轉(zhuǎn)變38整體觀局部觀生物學認識論的轉(zhuǎn)變整體觀局部觀生物學認識論的轉(zhuǎn)變39系統(tǒng)生物學的基本工作流程(系統(tǒng)分析方法)選擇可控生物系統(tǒng)定性和定量的測量計算和數(shù)學建模系統(tǒng)生物學的基本工作流程(系統(tǒng)分析方法)選擇可控生物系統(tǒng)定40系統(tǒng)分析或系統(tǒng)方法，就其本質(zhì)而言，是一種根據(jù)客觀事物所具有的系統(tǒng)特征，從事物的整體出發(fā)，著眼于整體與部分，整體與結(jié)構(gòu)及層次，結(jié)構(gòu)與功能、系統(tǒng)與環(huán)境等的相互聯(lián)系和相互作用的現(xiàn)代科學方法。

“這是一種根據(jù)系統(tǒng)概念，根據(jù)系統(tǒng)的性質(zhì)和關(guān)系，把現(xiàn)有的發(fā)現(xiàn)有機地組織起來的模型。”系統(tǒng)分析或系統(tǒng)方法，就其本質(zhì)而言，是一種根據(jù)41

系統(tǒng)分析是明確系統(tǒng)的邊界后，在分析系統(tǒng)組成要素的基礎(chǔ)上，分析系統(tǒng)各組分間相互影響的定量關(guān)系，建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，并利用計算機圣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使系統(tǒng)具有功能整合作用的問題分析方法。系統(tǒng)分析是明確系統(tǒng)的邊界后，在分析系統(tǒng)組成42系統(tǒng)分析一般步驟第一階段：定性分析——劃分邊界，確定組分，分析層次、明確問題及研究目標；第二階段：定量研究——定量研究各組分間的影響關(guān)系，建立系統(tǒng)數(shù)學模型；第三階段：模型分析——確定系統(tǒng)模型的參數(shù)，進行模型實驗，優(yōu)化功能；第四階段：結(jié)構(gòu)優(yōu)化——優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實行系統(tǒng)調(diào)控，實現(xiàn)優(yōu)化的系統(tǒng)功能。系統(tǒng)分析一般步驟第一階段：定性分析——劃分邊界，確定組分，43根據(jù)系統(tǒng)的本質(zhì)及其基本特征，可以將系統(tǒng)分析的內(nèi)容相對地劃分為系統(tǒng)的整體分析、結(jié)構(gòu)分析、層次分析、相關(guān)分析和環(huán)境分析等幾個方面。根據(jù)系統(tǒng)的本質(zhì)及其基本特征，可以將系統(tǒng)44

一、整體分析

整體性是系統(tǒng)的最基本的屬性或特征之一。因而，整體分析也就構(gòu)成系統(tǒng)分析的一個主要內(nèi)容。系統(tǒng)的整體體現(xiàn)了各個組成要素所沒有的新質(zhì)、新功能和整體運行規(guī)律，這就是“整體大于各部分之和”的原理（加和定理）；另一方面，作為系統(tǒng)整體的組成要素的性質(zhì)和功能也不同于它們在獨立時的性質(zhì)與功能，當它們作為系統(tǒng)的一部分與周圍環(huán)境發(fā)生作用時，并不是代表孤立的要素本身，而是代表系統(tǒng)整體。一45

二、結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析是系統(tǒng)分析的一個組成部分。所謂的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是指系統(tǒng)內(nèi)部諸要素的排列組合方式。同樣一些要素，排列組合的方式不同，就可能具有完全不同的性質(zhì)、特征與功能。二、結(jié)構(gòu)分析46

三、層次分析系統(tǒng)論認為，任何復(fù)雜的系統(tǒng)都具有一定的結(jié)構(gòu)層次。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的層次性既指等級性，又指側(cè)面性。前者是指任何一個復(fù)雜系統(tǒng)，都可以從縱向把它劃分為若干等級，即存在著不同等級的系統(tǒng)層次關(guān)系，其中低一級的結(jié)構(gòu)是高一級結(jié)構(gòu)的有機組成部分。后者是指任何同一級的復(fù)雜系統(tǒng)，又可以從橫向上分為若干相應(yīng)聯(lián)系，相互制約，又各自獨立的平行部分。三、層次分析47

四、相關(guān)分析系統(tǒng)論告訴我們，構(gòu)成系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)、單元和要素之間以及它們與環(huán)境之間是相互聯(lián)系和相互作用的，這一特征叫做系統(tǒng)的相關(guān)性。相關(guān)性體現(xiàn)在:1.要素之間的不可分割的聯(lián)系。在系統(tǒng)整體中，各要素并不是孤立存在的，而是由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)在一起，相互依存、相互作用。如果其中一項發(fā)生變化，就會影響其他要素也發(fā)生變化。2.要素與系統(tǒng)整體相適應(yīng)，一旦要素改變，整體必然發(fā)生改變；同樣，系統(tǒng)整體發(fā)生改變，系統(tǒng)要素也必然發(fā)生變化。3.系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系方面。即系統(tǒng)的改變引起環(huán)境的變化，環(huán)境的變化也會導致系統(tǒng)的變化；系統(tǒng)創(chuàng)造自己的環(huán)境，環(huán)境又規(guī)定著自己的系統(tǒng)。4.系統(tǒng)發(fā)展的協(xié)同性。協(xié)同性是指系統(tǒng)發(fā)展變化中各部分發(fā)展變化的同步性，即系統(tǒng)的變化必然引起各要素以及環(huán)境的變化，這種變化又不是雜亂無章的，而是有規(guī)律可循的，這個規(guī)律就是同步性。四、相關(guān)分析48

五、環(huán)境分析一個系統(tǒng)總是處于更大的系統(tǒng)之中，成為更大系統(tǒng)的子系統(tǒng)，因而更大的系統(tǒng)則構(gòu)成該子系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境。系統(tǒng)與環(huán)境的相互聯(lián)系和相互作用表現(xiàn)在：一方面，環(huán)境是系統(tǒng)的存在和發(fā)展的前提條件，環(huán)境影響、制約，甚至決定系統(tǒng)的性質(zhì)與功能；另一方面，系統(tǒng)的存在和發(fā)展也改變著周圍的環(huán)境，系統(tǒng)作用的不同將引起環(huán)境發(fā)生變化。系統(tǒng)與環(huán)境這種不斷進行著的物質(zhì)、能量和信息的交換，使系統(tǒng)具有環(huán)境適應(yīng)性特征。五、環(huán)境分析49本模塊的系統(tǒng)分析方法的側(cè)重點：○重在領(lǐng)悟系統(tǒng)分析方法的思想，初步學會從系統(tǒng)的整體出發(fā)，分析整體與局部、部分與部分、整體與外部環(huán)境之間的相互關(guān)系?！鹪谶M行相關(guān)探究活動時，主要做系統(tǒng)分析的第一階段的工作，有些活動可以深入到第二階段，如建立種群增長的數(shù)學模型。本模塊的系統(tǒng)分析方法的側(cè)重點：○重在領(lǐng)悟系統(tǒng)分析方法的思想，50系統(tǒng)分析實例系統(tǒng)分析實例51系統(tǒng)分析實例系統(tǒng)分析實例52系統(tǒng)分析實例系統(tǒng)分析實例53什么是模型方法什么是模型方法54美國國家科學教育標準（生命科學，5-8）

在初中階段，學生應(yīng)從個別生命體的觀點去研究生命科學發(fā)展到認識生態(tài)系統(tǒng)的模式并且建立起對生命系統(tǒng)細胞層次的理解。例如，學生的理解范圍應(yīng)該從一個物種在周圍環(huán)境中的生存方式擴大到該物種的群體和社會以及它們之間和它們與環(huán)境之間的相互影響方式。學生還應(yīng)該擴大對生命系統(tǒng)的調(diào)查研究，包括研究細胞。觀察和調(diào)查研究應(yīng)該越來越定量化，包括采用計算機、概念模型和數(shù)學模型。美國國家科學教育標準（生命科學，5-8）55

TIMSS中科學探究測評分為幾個方面：科學探究過程Ⅰ：觀察和測量。(1)觀察物理的記錄；(2)用簡短的語言敘述觀察過程；(3)物體或變化的測量；(4)選擇合適的測量工具；(5)估計測量和了解精確度?？茖W探究過程Ⅱ：發(fā)現(xiàn)問題并找出解決問題的方法。(1)認識問題；(2)提出工作想法；(3)選擇檢驗的合適手段；(4)設(shè)計適當?shù)膶嶒灧椒??？茖W探究過程Ⅲ：解釋數(shù)據(jù)和系統(tǒng)概括。(1)實際數(shù)據(jù)的加工；(2)用函數(shù)關(guān)系的形成來注明數(shù)據(jù)；(3)實際數(shù)據(jù)的注明和結(jié)果；(4)外推和內(nèi)推；(5)根據(jù)測驗中得到的數(shù)據(jù)評價假設(shè)；(6)根據(jù)發(fā)現(xiàn)的關(guān)系概括定型。

科學探究過程Ⅳ：建立、測試和修改理論模型。(1)對理論模型需求的認識；(2)模型的理論化；(3)模型滿足關(guān)系的注明；(4)從一種理論模型推出新假設(shè)；(5)模型檢驗的說明和評價；(6)糾正、加工和引申模型的公式?？茖W知識和科學方法的應(yīng)用Ⅴ：(1)在相同的領(lǐng)域里用于新的問題；(2)在不同的領(lǐng)域里用于新的問題；(3)應(yīng)用于科學以外的問題。TIMSS中科學探究測評分為幾個方56任何一門學科走向科學的過程都是形式化、符號化、建立數(shù)學模型和實驗?zāi)Ｐ偷倪^程。不同學科構(gòu)建符合自身研究對象特性的形式、符號和數(shù)學模型的方法，就是這門學科特有的思維方法和工作方法?，F(xiàn)在的教育完全沒有把這種科學方法放在特別重要的位置，這使得我們的學生雖然掌握了某一學科的許多知識，卻不懂得該門學科的科學方法和其方法的價值，這種現(xiàn)象甚至在大學里也同樣存在。我們每位教師不妨自問：自己所教學科的獨特思維方法是什么？如果我們學習了一門學科，卻還沒有掌握這門學科的科學方法，那么，我們充其量只能說學過了這門學科，而不是掌握了這門學科?！駠?，華東師范大學教育系任何一門學科走向科學的過程都是形式化、符號57我國大百科全書出版社出版的《大百科全書》就把模型定義為:“按照科學研究的目的,用物質(zhì)形式或思維形式對原型客體本質(zhì)關(guān)系的再現(xiàn)。通過對模型的研究獲得關(guān)于原型客體的知識。我國大百科全書出版社出版的《大百科全58必修1教材對模型的定義是：“模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認識對象所做的一種簡化的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達”?！睹绹鴩铱茖W教育標準》中的表述是：“模型是與真實物體、單一事件或一類事物對應(yīng)的而且具有解釋力的試探性體系或結(jié)構(gòu)?！北匦?教材對模型的定義是：“模型是人們?yōu)榱?9

模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認識對象所做的一種簡化的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達。

模型的形式：物理模型、概念模型和數(shù)學模型。模型的形式：物理模型、概念模型和數(shù)學模型。60

物理模型是指以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象特征的模型，如人工制作或繪制的DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、真核細胞三維結(jié)構(gòu)模型、神經(jīng)傳導模型等；

概念模型是指以文字表述來抽象概括出事物本質(zhì)特征的模型，如對真核細胞結(jié)構(gòu)共同特征的文字描述、光合作用原理、呼吸作用原理、達爾文的自然選擇學說的解釋模型等；

數(shù)學模型是指用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式，如“J”型種群增長的數(shù)學模型Nt=N0λt。應(yīng)該指出，物理模型既包括靜態(tài)的結(jié)構(gòu)模型，又包括動態(tài)的過程模型，如教材中學生動手構(gòu)建的減數(shù)分裂中染色體變化的模型、血糖調(diào)節(jié)的模型等，就是動態(tài)的物理模型。物理模型是指以實物或圖畫形式直觀地表達認61模型的教育價值——揭示本質(zhì)——疏理關(guān)系——整體認知——實證理念——科學對話模型的教育價值62物理學物理現(xiàn)象的觀測數(shù)學模型的描述F=maE=MC2物理學的描述經(jīng)驗階段理性階段生命科學生命現(xiàn)象的觀測數(shù)學模型的描述？生物學的描述經(jīng)驗階段理性階段走向真正的科學物理學物理現(xiàn)象的觀測數(shù)學模型的描述物理學的描述經(jīng)驗階段理性階63模型方法實例模型方法實例64模型方法實例模型方法實例65（1）關(guān)注生物科學的發(fā)展與社會的關(guān)系。（2）形成環(huán)境保護意識，樹立人與自然和諧發(fā)展的觀念。（3）其他方面：科學態(tài)度、科學精神⒊在情感態(tài)度價值觀教育方面的價值（1）關(guān)注生物科學的發(fā)展與社會的關(guān)系。⒊在情感態(tài)度價值觀教育66情感態(tài)度價值觀具體內(nèi)涵相應(yīng)內(nèi)容舉例辯證唯物主義觀點相互作用、普遍聯(lián)系

激素間的相互作用生物與環(huán)境之間的相互作用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)局部與整體相統(tǒng)一多樣性與共同性相統(tǒng)一神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能神經(jīng)和體液的分級調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的多樣性與基本結(jié)構(gòu)的共同性生態(tài)學觀點種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)等熱愛祖國的情感

關(guān)注我國生物資源、人口、環(huán)境、科技發(fā)展水平生態(tài)環(huán)境的保護一章關(guān)心家鄉(xiāng)建設(shè)調(diào)查當?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動情況認同我國科技、經(jīng)濟、社會發(fā)展的巨大成就我國生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展

科學精神科學態(tài)度敢于質(zhì)疑尊重事實嚴謹、仔細善于反思勇于創(chuàng)新和實踐穩(wěn)態(tài)概念的提出和發(fā)展促胰液素的發(fā)現(xiàn)生長素的發(fā)現(xiàn)情感態(tài)度價值觀具體內(nèi)涵相應(yīng)內(nèi)容舉例辯證唯物主義觀點相互作用、67科學價值觀認識科學和技術(shù)的性質(zhì)

促胰液素的發(fā)現(xiàn)生長素的發(fā)現(xiàn)理解科學、技術(shù)和社會的互動樂于參與相關(guān)社會事務(wù)的討論評價應(yīng)用激素類藥物的利與弊評述植物生長調(diào)節(jié)素的應(yīng)用科技與職業(yè)意識神經(jīng)外科醫(yī)生、植保員、林業(yè)工程師、景觀設(shè)計師可持續(xù)發(fā)展觀認同人與自然和諧發(fā)展的意義教材第四、五、六章保健意識，關(guān)愛他人珍愛生命，認同生活方式與健康的關(guān)系

拒絕毒品，慎用心理藥物艾滋病——威脅人類的免疫缺陷病科學價值觀認識科學和技術(shù)的性質(zhì)促胰液素的發(fā)現(xiàn)理解科學、技術(shù)和68三、本模塊教材的設(shè)計思路編排體系的設(shè)計知識內(nèi)容深廣度的把握強化科學方法教育、培養(yǎng)科學探究能力的途徑STS教育思想的滲透三、本模塊教材的設(shè)計思路編排體系的設(shè)計691.編排體系的設(shè)計（1）依據(jù)課程標準中具體內(nèi)容標準的規(guī)定

3.1植物的激素調(diào)節(jié)3.2動物生命活動的調(diào)節(jié)3.3人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)3.4種群和群落3.5生態(tài)系統(tǒng)3.6生態(tài)環(huán)境的保護1.編排體系的設(shè)計（1）依據(jù)課程標準中具體內(nèi)容標準的規(guī)定70《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》教材簡介與教學分析71（2）教材編排的基本框架教學內(nèi)容以生物個體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)各個層次系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的維持為展開，突出生命系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與環(huán)境的關(guān)系，同時強化人體穩(wěn)態(tài)的調(diào)控和健康，以及人類活動對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的干擾和保護兩個方面。（2）教材編排的基本框架教學內(nèi)容以生物個體、72《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》教材簡介與教學分析73教學中值得注意的是：

“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”并不是個體水平的“穩(wěn)態(tài)”與群體水平水平的“生物與環(huán)境”的簡單相加，而是將生物個體和群體都當作生命系統(tǒng)來看，它們都處于不斷變化的環(huán)境中，都能依靠自我調(diào)節(jié)機制維持其穩(wěn)態(tài)。也即“所有的生命系統(tǒng)都存在于一定的環(huán)境中，在不斷變化的環(huán)境條件下，依靠自我調(diào)節(jié)機制維持其穩(wěn)態(tài)?！边@也是教材編寫的基本立意。

只有在這個意義上才能深入理解和把握好“穩(wěn)態(tài)”與“環(huán)境”這兩個貫穿本模塊核心的概念。教學中值得注意的是：74（3）知識內(nèi)容深廣度的把握具體內(nèi)容標準中：了解水平（舉例說出，描述，列舉）：6項理解水平（闡明，說明，概述，搜集，舉列說明）：11項應(yīng)用水平（分析）：1項

由此可見：知識性目標大多屬理解水平（61%），這就要求在教學中要把握概念內(nèi)在的邏輯關(guān)系，并與已有知識建立聯(lián)系，進行解釋、推理、區(qū)分、擴展、提供證據(jù)，收集和整理信息等等。（3）知識內(nèi)容深廣度的把握具體內(nèi)容標準中：由此可75提供豐富多樣的科學活動：實驗（1）探究（5）模型建構(gòu)（1）資料分析（資料搜集和分析）（11）思考與討論（19）技能訓練（4）調(diào)查（課外實踐）（4）制作（1）等等。（4）重視實踐能力的培養(yǎng)提供豐富多樣的科學活動：（4）重視實踐能力的培養(yǎng)76活動類型活動內(nèi)容所在章節(jié)實驗生物體維持pH穩(wěn)定的機制第1章第2節(jié)探究探索生長素類似物促進插條生根的最適濃度第3章第2節(jié)用樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度第4章第1節(jié)培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化第4章第2節(jié)土壤中小動物類群豐富度的研究第4章第3節(jié)土壤微生物的分解作用第5章第3節(jié)調(diào)查體溫的日變化規(guī)律第1章第2節(jié)調(diào)查當?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動情況第5章第2節(jié)模型建構(gòu)建立血糖調(diào)節(jié)的模型第2章第2節(jié)制作設(shè)計并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性第5章第5節(jié)課外實踐設(shè)計實驗，證明性外激素的作用第5章第4節(jié)搜集我國利用生物技術(shù)保護生物多樣性的資料第6章第2節(jié)主要科學活動內(nèi)容活動類型活動內(nèi)容所在章節(jié)實驗生物體維持pH穩(wěn)定的機制第1章第77科學活動類型特點能力目標實驗說明材料用具、方法步驟等，由學生按提示操作培養(yǎng)操作技能和觀察能力探究學生自行制訂探究方案，自主探究全面提高科學探究能力模型建構(gòu)提供一定的指導，由學生動手動腦建構(gòu)模型領(lǐng)悟和運用建構(gòu)模型的方法資料分析提供讓學生分析的資料培養(yǎng)信息處理能力資料搜集和分析讓學生搜集資料培養(yǎng)信息搜集和處理能力思考與討論提出問題，讓學生圍繞問題展開討論培養(yǎng)思維能力技能訓練就科學探究的某一環(huán)節(jié)創(chuàng)設(shè)情境，提出問題訓練過程技能調(diào)查提出要求和提示，讓學生到自然界或社會中進行調(diào)查培養(yǎng)操作能力制作提供較詳細的指導，由學生動手制作培養(yǎng)操作能力課外實踐提出要求，讓學生從事實踐活動培養(yǎng)操作能力科學活動特點與能力目標科學活動類型特點能力目標實驗說明材料用具、方法步驟等，由學生78《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》教材簡介與教學分析79資料分析資料分析80具體做法：（1）介紹有關(guān)生物科學、技術(shù)和社會關(guān)系的資料。（2）引導學生深入探討生物科學、技術(shù)和社會之間復(fù)雜的互動關(guān)系。（5）滲透STS教育思想具體做法：（5）滲透STS教育思想81《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》教材簡介與教學分析82《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》教材簡介與教學分析83四、教材內(nèi)容呈現(xiàn)方式

1.重視與生活經(jīng)驗的聯(lián)系，創(chuàng)設(shè)問題情景，驅(qū)動知識的建構(gòu)（問題驅(qū)動式學習）主要方式有：每節(jié)都從“問題探討”入手。不少章節(jié)采取問題串的形式四、教材內(nèi)容呈現(xiàn)方式1.重視與生活經(jīng)驗的聯(lián)系，創(chuàng)設(shè)問題84《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》教材簡介與教學分析85《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》教材簡介與教學分析86《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》教材簡介與教學分析87《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》教材簡介與教學分析882.加強內(nèi)容的引導性和開放性，促進探究性學習

主要方式有：——有些問題不直接給出答案，讓學生通過活動來尋求答案?！寣W生自己搜集信息?！疤骄俊钡膶懛ㄖ卦谝龑??！榻B未解決的問題或存在的爭議——有些習題的答案不惟一。2.加強內(nèi)容的引導性和開放性，促進探究性學習893.改進教材編寫模式，促進三維教學目標的達成。主要方式有:問題探討、正文主欄、正文副欄、練習。正文中靈活安排“相關(guān)信息”、“知識鏈接”、“想像空間”、“？”等，有的節(jié)后有“技能訓練”或課外閱讀。3.改進教材編寫模式，促進三維教學目標的達成。90欄目名稱欄目功能本節(jié)聚焦提出本節(jié)要探討的問題，明確學習目標旁欄思考題深入理解正文主欄內(nèi)容，活躍思維，培養(yǎng)求異思維和發(fā)散思維相關(guān)信息正文主欄內(nèi)容的補充和延伸，一般不要求記憶知識鏈接不同章節(jié)前后呼應(yīng)，形成概念間的邏輯聯(lián)系學科交叉體現(xiàn)生物學與其他學科的交叉滲透，利于知識綜合，形成知識網(wǎng)絡(luò)想像空間體現(xiàn)知識遷移，培養(yǎng)想像能力技能訓練訓練科學探究技能，有時相當于作業(yè)各欄目的主要功能欄目名稱欄目功能本節(jié)聚焦提出本節(jié)要探討的問題，明確學習目標旁91課外閱讀欄目欄目功能科學、技術(shù)、社會反映科學、技術(shù)和社會的互動，體現(xiàn)科學和技術(shù)的價值科學家的故事介紹科學家的研究過程、研究方法和成果，給學生以科學方法、科學態(tài)度等方面的啟迪科學史話介紹科學某一領(lǐng)域發(fā)展的歷史，幫助理解科學的本質(zhì)與生物學有關(guān)的職業(yè)體現(xiàn)生物學與職業(yè)的聯(lián)系，提高人生規(guī)劃能力課外閱讀欄目功能課外閱讀欄目欄目功能科學、技術(shù)、社會反映科學、技術(shù)和社會的互92《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》教材簡介與教學分析93《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》教材簡介與教學分析94《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》教材簡介與教學分析954.重視對學生的形成性評價。檢測類型檢測功能節(jié)后練習基礎(chǔ)題鞏固對基本概念和原理的理解拓展題培養(yǎng)知識遷移和發(fā)散思維能力，供學有余力的學生選做自我檢測概念檢測檢測概念理解的準確性，分析概念之間的邏輯聯(lián)系知識遷移運用所學知識分析和解決新情境中的問題，特別是來自生產(chǎn)和生活實際的問題技能應(yīng)用訓練科學探究技能思維拓展在本章內(nèi)容基礎(chǔ)上進一步拓展，進行更深入、更廣闊的思考，培養(yǎng)求異思維和發(fā)散思維等能力4.重視對學生的形成性評價。檢測類型檢測功能基礎(chǔ)題鞏固對基本96《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》教材簡介與教學分析97《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》教材簡介與教學分析98附：概念圖(ConceptMap)——一種可視化的學習方法

所謂“概念圖”，是指利用圖示的方法來表達人們頭腦中的概念、思想和理論等，是把人腦中隱形知識顯性化、可視化，便于思考、交流和表達。

概念圖是一種表達知識的網(wǎng)絡(luò)圖形化技術(shù)，知識圖由概念網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，網(wǎng)絡(luò)包括節(jié)點和連線，節(jié)點代表概念，連線代表概念之間的聯(lián)系。附：概念圖(ConceptMap)——一種可視化的學習方99概念圖可以幫助學生：1、澄清思路2、加強理解3、內(nèi)化新知識，知識系統(tǒng)化4、激發(fā)創(chuàng)造性思維概念圖可以幫助學生：100概念圖用于概念教學概念圖用于概念教學101概念圖用于探究活動概念圖用于探究活動102五、本模塊教學分析課程標準中提出了七條教學建議：——深化對課程理念的認識——全面落實課程目標——組織好探究性學習——加強實驗和其他實踐活動的教學——注意學科間的聯(lián)系——注重生物科學史的學習五、本模塊教學分析課程標準中提出了七條教學建議：103穩(wěn)態(tài)與環(huán)境分子與細胞生物科學與社會現(xiàn)代生物科技專題人體的器官移植生物技術(shù)藥物與疫苗生物科學與環(huán)境保護生態(tài)工程模塊與章節(jié)聯(lián)系穩(wěn)態(tài)與環(huán)境分子與細胞生物科學與社會現(xiàn)代生物科技專題人體的器官104第1節(jié)

細胞生活的環(huán)境第2節(jié)

內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性第1節(jié)

細胞生活的環(huán)境105引出穩(wěn)態(tài)和環(huán)境的概念，提出要從穩(wěn)態(tài)和環(huán)境相互的角度來思考生命系統(tǒng)。從內(nèi)環(huán)境（老教材中已有）來認識穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機制，同時引出生命活動的調(diào)節(jié)。1.本章教學指向

建議：本章教學可以從3張題圖照片，提出問題，引發(fā)學生思考開始2.本章教學時數(shù)人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)細胞生活的環(huán)境，1課時內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性，2課時（含實驗1課時）引出穩(wěn)態(tài)和環(huán)境的概念，提出要從穩(wěn)態(tài)和環(huán)境相互1063.本章教學重點（1）說明內(nèi)環(huán)境是細胞與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的媒介（2）說明內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其意義關(guān)于（1），建議聯(lián)系模塊1中“物質(zhì)進入細胞”的知識，以及初中學過的消化、呼吸、循環(huán)、泌尿系統(tǒng)等知識，使建立新舊知識的聯(lián)系，以問題驅(qū)動展開教學。關(guān)于（2），可以先舉一些事例讓學生形成穩(wěn)態(tài)的感性認識，在此基礎(chǔ)上建立起穩(wěn)態(tài)的概念；結(jié)合學生自主探討“生物體維持pH穩(wěn)定的機制”，進一步使學生理解穩(wěn)態(tài)這一概念。3.本章教學重點關(guān)于（1），建議聯(lián)系模塊1中“物質(zhì)進入細胞”107第1節(jié)細胞生活的環(huán)境教學要求基本要求1.描述內(nèi)環(huán)境的組成和理化性質(zhì)。2.說明內(nèi)環(huán)境是細胞與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的媒介。發(fā)展要求嘗試構(gòu)建人體細胞與外界環(huán)境的物質(zhì)交換模型。說明資料分析中的“血漿的化學成分”，具體內(nèi)容不要求學生記憶，而是供學生分析血漿有哪些主要成分時參考。第1節(jié)細胞生活的環(huán)境基本要求1.描述內(nèi)環(huán)境的組成和理化性108第2節(jié)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性基本要求1.說明內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其生理意義。2.簡述穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機制。3.實驗：生物體維持pH穩(wěn)定的機制。學會推測、比較、數(shù)據(jù)處理、測量的方法，能利用事實證據(jù)和邏輯思維方法歸納出實驗結(jié)論并對其進行辯護。發(fā)展要求關(guān)注內(nèi)環(huán)境與健康的關(guān)系。說明1.穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機制不作過深過細的拓展。2.調(diào)查：“體溫的日變化規(guī)律”有條件的學?？稍谡n外完成。3.科學史話：“穩(wěn)態(tài)概念的提出和發(fā)展”，只提供學生閱讀，不要求學生記憶或掌握具體內(nèi)容。第2節(jié)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性基本要求1.說明內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其生理109第1節(jié)通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)第2節(jié)通過激素的調(diào)節(jié)第3節(jié)神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)的關(guān)系第4節(jié)免疫調(diào)節(jié)

第1節(jié)通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)110引導學生認識神經(jīng)、體液、免疫調(diào)節(jié)在維持個體層次生命系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)中的作用。引導學生認識反饋調(diào)節(jié)的原理，并會建立血糖調(diào)節(jié)的模型。1.本章教學指向2.本章教學時數(shù)動物和人體生命活動的調(diào)節(jié)通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，2課時免疫調(diào)節(jié)，2課時通過激素的調(diào)節(jié)，2課時神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)的關(guān)系，1課時建議：可以從回顧初中相關(guān)知識展開教學。引導學生認識神經(jīng)、體液、免疫調(diào)節(jié)在維持個體層1113.本章教學重點（1）說明興奮在神經(jīng)纖維上傳導和在神經(jīng)元之間的傳遞（2）運用建模型的方法,建立血糖調(diào)節(jié)的模型（3）說出神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系（4）概述免疫系統(tǒng)在維持穩(wěn)態(tài)中的作用關(guān)于（1），由于該知識相對比較抽象，不容易理解，故是本章教學的難點。教材在介紹這部分內(nèi)容時，采取了簡化處理的方式，圖文相配。教師要把握好難度，到位而不越位，不要過多涉及原理的介紹。關(guān)于（4），免疫內(nèi)容多而復(fù)雜，教學中要抓住“穩(wěn)態(tài)”這個中心，以“艾滋病問題”為切入口，讓學生通過資料分析艾滋病的死因等問題。3.本章教學重點（1）說明興奮在神經(jīng)纖維上傳導和在神經(jīng)元之間112第1節(jié)通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)基本要求1.概述神經(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和反射。2.說明興奮在神經(jīng)纖維上的傳導和在神經(jīng)元之間的傳遞。發(fā)展要求概述神經(jīng)系統(tǒng)的分級調(diào)節(jié)和人腦的高級功能。說明與生物學有關(guān)的職業(yè)：“神經(jīng)外科醫(yī)生”只提供學生閱讀，不要求學生記憶或掌握具體內(nèi)容。第1節(jié)通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)基本要求1.概述神經(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)113第2節(jié)通過激素的調(diào)節(jié)基本要求1.討論在促胰液素的發(fā)現(xiàn)過程中，科學態(tài)度和科學精神所起的重要作用。2.描述血糖調(diào)節(jié)及甲狀腺素分泌的分級調(diào)節(jié)。3.說出激素調(diào)節(jié)的特點。發(fā)展要求描繪血糖調(diào)節(jié)的圖解式模型。說明1.資料分析：“促胰液素的發(fā)現(xiàn)”，僅作學生科學態(tài)度與科學精神的培養(yǎng)，不要求掌握具體的科學史實。2.科學·技術(shù)·社會：“評價應(yīng)用激素類似物的利與弊”，只提供學生閱讀，不要求學生記憶或掌握具體內(nèi)容。第2節(jié)通過激素的調(diào)節(jié)基本要求1.討論在促胰液素的發(fā)現(xiàn)過114第3節(jié)神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)的關(guān)系基本要求1.簡述神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)的特點。2.說出神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)間的協(xié)調(diào)關(guān)系。發(fā)展要求描述水鹽調(diào)節(jié)和體溫調(diào)節(jié)。說明科學·技術(shù)·社會：“拒絕毒品，慎用心理藥物”，只提供學生閱讀，使學生能認同毒品危害健康，遠離毒品，不要求學生記憶或掌握具體內(nèi)容。第3節(jié)神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)的關(guān)系基本要求1.簡述神經(jīng)調(diào)節(jié)115第4節(jié)免疫調(diào)節(jié)基本要求1.簡述免疫系統(tǒng)的組成。2.概述免疫系統(tǒng)在維持穩(wěn)態(tài)中的作用。3.關(guān)注艾滋病的流行和預(yù)防。發(fā)展要求關(guān)注器官移植所面臨的問題。說明1.體液免疫與細胞免疫，不作拓展。2.資料分析：“器官移植所面臨的問題”，只提供學生閱讀，不要求學生記憶或掌握具體內(nèi)容。3.科學·技術(shù)·社會：“艾滋病——威脅人類的免疫缺陷病”，要求學生閱讀，列出艾滋病的傳播途徑和預(yù)防措施。第4節(jié)免疫調(diào)節(jié)基本要求1.簡述免疫系統(tǒng)的組成。發(fā)展要求116第1節(jié)植物生長素的發(fā)現(xiàn)第2節(jié)生長素的生理作用第3節(jié)其他植物激素第1節(jié)植物生長素的發(fā)現(xiàn)1171.本章教學指向通過生長素的發(fā)現(xiàn)過程，引導學生思考科學研究中的邏輯推理的嚴密性。建議：教學中要讓學生體會邏輯推理的嚴密性和科學的想象力。圍繞發(fā)現(xiàn)了什么問題？實驗解決了什么問題？尚未解決的問題是什么？如何設(shè)計實驗？開展教學2.本章教學時數(shù)植物激素調(diào)節(jié)植物生長素的發(fā)現(xiàn)，1課時生長素的生理作用，1課時其他植物激素，1課時1.本章教學指向通過生長素的發(fā)現(xiàn)過程，引導學生1183.本章教學重點（1）體驗發(fā)現(xiàn)生長素的過程和方法（2）嘗試探索生長素類似物促進插條生根的最適濃度。（3）評述植物生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用關(guān)于（1），教師要時刻以科學發(fā)現(xiàn)中折射出邏輯嚴密性和科學探究的精神為主線，激發(fā)學生的探究欲望，體會其中的科學方法。關(guān)于（2），建議教師提出做本實驗的預(yù)實驗，這樣可以避免實驗時間的浪費。3.本章教學重點（1）體驗發(fā)現(xiàn)生長素的過程和方法關(guān)于（1），119第1節(jié)植物生長素的發(fā)現(xiàn)基本要求1.概述生長素的發(fā)現(xiàn)過程。2.說出生長素的產(chǎn)生、運輸和分布。3.體驗發(fā)現(xiàn)生長素的過程和方法。發(fā)展要求1.評價實驗設(shè)計和結(jié)論，善于將已學過的科學知識和科學方法靈活遷移到新的情景中去。說明第1節(jié)植物生長素的發(fā)現(xiàn)基本要求1.概述生長素的發(fā)現(xiàn)過程。發(fā)120第2節(jié)生長素的生理作用基本要求1.概述植物生長素的生理作用。2.探究：探索生長素類似物促進插條生根的最適濃度。能說出預(yù)備實驗的意義，能運用假設(shè)、控制變量、下操作性定義等科學方法獨立地進行實驗設(shè)計，能用準確的術(shù)語、圖表介紹實驗的方法與結(jié)果，能自覺地接受他人的合理建議。發(fā)展要求說明第2節(jié)生長素的生理作用基本要求1.概述植物生長素的生理作用121第3節(jié)其他植物激素基本要求1.列舉其他植物激素。2.評述植物生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用。發(fā)展要求搜集并分析植物激素和植物生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用價值。說明資料分析：“評述植物生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用”只作背景材料提供學生閱讀，不要求記憶和掌握具體內(nèi)容。第3節(jié)其他植物激素基本要求1.列舉其他植物激素。發(fā)展要求搜122第1節(jié)種群的特征第2節(jié)種群數(shù)量的變化第3節(jié)群落的結(jié)構(gòu)第4節(jié)群落的演替第1節(jié)種群的特征1231.本章教學指向通過“任何生物都不是孤立存在的”這句話，將學習引到群體水平上，理解“整體大于部分之和”的道理。建議：通過具體事例展開討論來從宏觀水平上認識生命系統(tǒng)的層次性。2.本章教學時數(shù)種群和群落種群的特征，2課時（含探究1課時）種群的數(shù)量變化，2課時（含探究1課時）群落的結(jié)構(gòu)，2課時（含探究1課時）群落的演替，1課時1.本章教學指向通過“任何生物都不是孤立存在的1243.本章教學重點（1）列舉種群的特征，群落演替的過程（2）嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學模型，并據(jù)此解釋種群數(shù)量的變化。（3）從結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的角度描述群落的結(jié)構(gòu)特征。關(guān)于（2），要引導學生運用數(shù)學方法將生物學問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題，并據(jù)此提出合理假設(shè)，運用數(shù)學語言進行表達。其間，始終要讓學生認識到數(shù)學語言和數(shù)學模型蘊含的生物學意義，要避免離開生物學討論數(shù)學問題。關(guān)于（3），要與生命系統(tǒng)是一個統(tǒng)一整體思想相聯(lián)系，說明一個群落是共同生活在一個地區(qū)的生物大家庭，具有一定的組成結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)一定的功能。各種生物相互制約，相互依存。3.本章教學重點（1）列舉種群的特征，群落演替的過程關(guān)于（2125第1節(jié)種群的特征基本要求1.舉例說明種群的概念。2.列舉種群的數(shù)量特征。3.探究：用樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度。能根據(jù)探究的問題制訂與實施計劃，學會用五點取樣法、等距取樣法調(diào)查植物種群密度的隨機取樣方法。發(fā)展要求分析影響種群密度變化的因素。說明科學家的故事：“從治蝗專家到生態(tài)學巨匠”，只提供學生閱讀，不要求學生記憶或掌握具體內(nèi)容。第1節(jié)種群的特征基本要求1.舉例說明種群的概念。發(fā)展要求126第2節(jié)種群數(shù)量的變化基本要求1.說明建構(gòu)種群增長模型的方法。2.探究：培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化。能概述數(shù)學建模的一般過程，能利用實驗結(jié)果建立酵母菌種群數(shù)量變化的生物數(shù)學模型。3.舉例說明環(huán)境容納量的概念。發(fā)展要求1.運用數(shù)學模型解釋種群數(shù)量的變化。2.關(guān)注人類活動對種群數(shù)量變化的影響。說明與生物學有關(guān)的職業(yè)：“植保員”只提供學生閱讀，不要求學生記憶或掌握具體內(nèi)容。第2節(jié)種群數(shù)量的變化基本要求1.說明建構(gòu)種群增長模型的方127第3節(jié)群落的結(jié)構(gòu)基本要求1.舉例說明群落的概念。2.描述群落的物種組成。3.說出豐富度的概念。4.舉例說明種間關(guān)系。5.說出群落的空間結(jié)構(gòu)。6.探究：土壤中小動物類群豐富度的研究。能自己確定要探究的科學問題并制訂探究與實施計劃，能熟練運用觀察與分類的方法，能選擇新穎的、有效的觀察思路，能對觀察結(jié)果作獨特的、新穎的分析和解釋，并完成一份符合論文規(guī)范的研究報告。發(fā)展要求說出群落水平研究的問題。說明科學·技術(shù)·社會：“立體農(nóng)業(yè)”，只提供學生閱讀，不要求學生記憶或掌握具體內(nèi)容。第3節(jié)群落的結(jié)構(gòu)基本要求1.舉例說明群落的概念。發(fā)展要求128第4節(jié)群落的演替基本要求1.說明演替的概念和類型。2.舉例說明演替的過程。3.認同國家“退耕還林、還草、還湖，退牧還草”的政策。發(fā)展要求舉例說明人類活動對群落演替的影響。說明與生物學有關(guān)的職業(yè)：“林業(yè)工程師”只提供學生閱讀，不要求學生記憶或掌握具體內(nèi)容。第4節(jié)群落的演替基本要求1.說明演替的概念和類型。發(fā)展要129第1節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)第4節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞第5節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性第1節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1301.本章教學指向本章在本模塊中具有非常重要的地位：——理解生命系統(tǒng)的本質(zhì)——訓練系統(tǒng)論的思維方式——形成生態(tài)意識建議：要引導學生從宏觀的、系統(tǒng)分析的角度認識“結(jié)構(gòu)與能力”、“物質(zhì)”、“能量”、“信息”，以及“穩(wěn)態(tài)”、“環(huán)境”等等概念的內(nèi)涵和相互關(guān)系。2.本章教學時數(shù)生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，1課時生態(tài)系統(tǒng)能量流動，2課時（含調(diào)查1課時）生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)，2課時（含探究1課時）生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，2課時生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞，1課時1.本章教學指向本章在本模塊中具有非常重要的地1313.本章教學重點（1）討論某一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（2）分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點（3）分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)（4）說出信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用（5）闡明生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力關(guān)于（2），在學習“林德曼的研究”時，重點應(yīng)放在如何整理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，進而得出科學結(jié)論上。關(guān)于（3），提示學生注意物質(zhì)循環(huán)時時刻刻發(fā)生在我們自己身上和我們身邊。關(guān)于（5），圍繞本模塊核心“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”，以回顧、總結(jié)的方式揭示生命系統(tǒng)從微觀到宏觀穩(wěn)態(tài)與環(huán)境的內(nèi)涵。3.本章教學重點（1）討論某一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)關(guān)于（2），在學132第1節(jié)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本要求1.舉例說明生態(tài)系統(tǒng)概念。2.概述一般生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。3.舉例說明食物鏈與食物網(wǎng)并說出其中的生物所處的營養(yǎng)級。4.理解人與自然和諧發(fā)展的意義，逐步養(yǎng)成環(huán)境保護的意識和可持續(xù)發(fā)展的觀念。發(fā)展要求嘗試建構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。說明食物鏈重點掌握捕食鏈，其他寄生鏈、碎屑食物鏈只作一般性介紹。

第1節(jié)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本要求1.舉例說明生態(tài)系統(tǒng)概念。發(fā)133第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動基本要求1.分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。2.概述研究能量流動的實踐意義。3.能利用數(shù)學方法對他人的數(shù)據(jù)進行分析和處理。發(fā)展要求嘗試進行分析和處理數(shù)據(jù)。說明科學·技術(shù)·社會：“生態(tài)農(nóng)業(yè)”，只提供學生閱讀，不要求學生記憶或掌握具體內(nèi)容。第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動基本要求1.分析生態(tài)系統(tǒng)能量流134第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)基本要求1.分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。2.嘗試探究土壤微生物的分解作用。能概述完全探究實驗的基本過程，能在觀察、調(diào)查、閱讀等情境中發(fā)現(xiàn)問題，能針對問題選擇取得證據(jù)的途徑和方法，，并重視實驗中各階段的反思和總結(jié)，初步具備獨立或合作進行科學探究的能力。3.體驗物質(zhì)循環(huán)的存在。發(fā)展要求1.說明能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。2.關(guān)注碳循環(huán)平衡失調(diào)與溫室效應(yīng)的關(guān)系。說明1．物質(zhì)循環(huán)重點是碳循環(huán)，其他物質(zhì)循環(huán)不作詳介。2．與生物學有關(guān)的職業(yè)：“景觀設(shè)計師”只提供學生閱讀，不要求學生記憶或掌握具體內(nèi)容。第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)基本要求1.分析生態(tài)系統(tǒng)中的物135第4節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞基本要求1.舉例說出生態(tài)系統(tǒng)中的信息的種類。2.說出信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。3.描述信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。發(fā)展要求說明本部分內(nèi)容是新教材增加的內(nèi)容，該部分內(nèi)容中有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類，只要學生能得出簡單結(jié)論，不必拓展。。第4節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞基本要求1.舉例說出生態(tài)系統(tǒng)中的信136第5節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性基本要求1.簡述提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施。2.認同生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要性，關(guān)注人類活動對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。發(fā)展要求說明1.制作：“設(shè)計并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性”，有條件的學校可由學生分組做,或由興趣小組做展示給學生看。2.科學·技術(shù)·社會：“恢復(fù)生態(tài)學及其應(yīng)用”，只提供學生閱讀，不要求學生記憶或掌握具體內(nèi)容。第5節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性基本要求1.簡述提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的137第1節(jié)

人口增長對生態(tài)環(huán)境的影響第2節(jié)

保護我們共同的家園第1節(jié)

人口增長對生態(tài)環(huán)境的影響1381.本章教學指向?qū)崿F(xiàn)人與自然和諧發(fā)展。建議：運用資料搜集與分析的方法，說明人與自然和諧發(fā)展的意義，樹立生態(tài)意識。唱好壓臺戲。2.本章教學時數(shù)生態(tài)環(huán)境的保護人口增長與生態(tài)環(huán)境的影響，1課時保護我們共同的家園，2課時（課外實踐1課時）1.本章教學指向?qū)崿F(xiàn)人與自然和諧發(fā)展。建議：運1393.本章教學重點（1）探討人口增長對生態(tài)環(huán)境的影響。（2）概述生物多樣性保護的意義和措施。關(guān)于（1），可以結(jié)合“種群數(shù)量變化”一節(jié)的內(nèi)容來理解。關(guān)于（2），最后進一步揭示整體、相互作用、動態(tài)平衡、協(xié)調(diào)發(fā)展思想的內(nèi)涵，體會“天地與我并生，而萬物與我為一”的哲理。在描繪和憧憬人類美好未來的前景之中結(jié)束本模塊的教學。3.本章教學重點（1）探討人口增長對生態(tài)環(huán)境的影響。關(guān)于（140第1節(jié)人口增長對生態(tài)環(huán)境的影響基本要求1．描述我國的人口現(xiàn)狀與前景，認同計劃生育是我國的一項基本國策。2．探討人口增長對生態(tài)環(huán)境的影響。發(fā)展要求運用資料搜集和分析的方法，了解人口增長過快給當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境帶來的影響。說明1．人類各種消費水平的提高對生態(tài)環(huán)境造成的更大壓力，不用拓展。2．資料搜集與分析：“人口增長過快給當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境帶來的哪些影響？”只作搜集與分析的依據(jù)，不要求記憶具體內(nèi)容。第1節(jié)人口增長對生態(tài)環(huán)境的影響基本要求1．描述我國的人141年代“世界環(huán)境日”主題2006年沙漠和荒漠化2005年營造綠色城市,呵護地球家園2004年海洋存亡，匹夫有責2003年水——二十億生命之所系2002年讓地球充滿生機2001年世間萬物，生命之網(wǎng)2000年環(huán)境千年，行動起來年代“世界環(huán)境日”主題2006年沙漠和荒漠化2005年營造綠142第2節(jié)保護我們共同的家園基本要求1．概述保護生物多樣性的意義和措施。2．關(guān)注全球性生態(tài)環(huán)境問題。3．認同可持續(xù)發(fā)展是人類的必然選擇。4．形成環(huán)境保護需要從我做起的意識。發(fā)展要求進行資料搜集，了解我國利用生物技術(shù)保護生物多樣性的進展。說明科學·技術(shù)·社會：“關(guān)注生態(tài)倫理道德”，只提供學生閱讀，不要求學生記憶或掌握具體內(nèi)容。第2節(jié)保護我們共同的家園基本要求1．概述保護生物多樣性的143謝謝謝謝144演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！145教材簡介

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教學分析施憶Shi_yi_28@126.com教材簡介

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教學分析施憶1461.究竟是什麼(本體論問題)3.如何去做？

(方法論問題)2.為什么要這樣做?(價值論問題)側(cè)重：1.究竟是什麼(本體論問題)3.如何去做？(方法論問題)147◆

居高臨下(來源于思考)◆

見微知著(來源于案例)期望：◆居高臨下(來源于思考)◆見微知著(來源于案例)期望148一、解讀《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊⒈《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊地位分子與細胞遺傳與進化穩(wěn)態(tài)與環(huán)境必修三模塊穩(wěn)態(tài)與調(diào)控生物與環(huán)境一、解讀《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊⒈《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊地位分子與細149穩(wěn)態(tài)與環(huán)境引出了一條從生物個體、種群、群落到生態(tài)系統(tǒng)的不同層次上思考“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”的主線。生物個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)是不同層次的生命系統(tǒng)。生命系統(tǒng)都存在穩(wěn)態(tài)。生命系統(tǒng)都是開放的系統(tǒng)，與其環(huán)境之間不斷進行著物質(zhì)、能量和信息的交流。在不斷變化的環(huán)境中，生命系統(tǒng)能夠通過自我調(diào)節(jié)實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)與環(huán)境引出了一條從生物個體、種群、群落到生態(tài)系統(tǒng)150穩(wěn)態(tài)與環(huán)境是本模塊的兩大核心概念。兩者彼此又相互關(guān)聯(lián)。穩(wěn)態(tài)與環(huán)境是本模塊的兩大核心概念。兩者彼此又相互關(guān)聯(lián)。151⒉何謂“穩(wěn)態(tài)”？（1）穩(wěn)定與穩(wěn)態(tài)例1：桌面上的硬幣穩(wěn)定不穩(wěn)定⒉何謂“穩(wěn)態(tài)”？（1）穩(wěn)定與穩(wěn)態(tài)例1：桌面上的硬幣穩(wěn)定不穩(wěn)152

但是值得注意的是以往的認識依據(jù)了以下的觀點:

牛頓第一定律認為：物體在沒有外力作用時，靜者恒靜，動者恒動。穩(wěn)定性是事物固有的，根本屬性；而運動或變化是外力強加的。這是機械的靜態(tài)穩(wěn)定觀，即穩(wěn)定等于無變化。

結(jié)論一：穩(wěn)定性一般是指系統(tǒng)具有的抗干擾性，從而保持自身原狀的性質(zhì)。一個系統(tǒng)抵抗外來的或內(nèi)部的干擾的能力越強，就表示該系統(tǒng)的穩(wěn)定性越強。但是值得注意的是以往的認識依據(jù)了以下的觀點:這是機153例2：反映在生物體上——每天都有成千上萬的微生物進入我們的體內(nèi)，但絕大多數(shù)人都沒有生病?！藗兠刻祜嬎坎煌?，出汗多少不等，但體溫、體內(nèi)的pH值、血液粘稠度等基本上是恒定的。這些事例用靜態(tài)的穩(wěn)定觀都無法解釋！例2：反映在生物體上這些事例用靜態(tài)的穩(wěn)定觀都無法解釋！154“生命體必須處于這樣一種狀態(tài)：不為其周圍的、常常是有害的強大力量所毀壞、溶解或分解。在這種明顯矛盾的情況下，只有機體能對外界刺激發(fā)生興奮并具有改變自己的能力從而調(diào)節(jié)它對刺激的反應(yīng)時，才能保持它的穩(wěn)定。正是因為它是可變的——輕微的不穩(wěn)定，是使機體保持真正穩(wěn)定的必要條件”——來希特（C.Richet）“生命體必須處于這樣一種狀態(tài)：不為其周圍的、常常是有害的強大155結(jié)論二:現(xiàn)代的穩(wěn)定觀不再是牛頓認為的靜態(tài)穩(wěn)定性，而是動態(tài)的穩(wěn)定、發(fā)展狀態(tài)的穩(wěn)定。

靜中有動，動中有靜，是對立統(tǒng)一。結(jié)論二:現(xiàn)代的穩(wěn)定觀不再是牛頓認為的靜態(tài)穩(wěn)定性，而是動態(tài)的穩(wěn)156（2）穩(wěn)態(tài)的概念簡單地理解：穩(wěn)態(tài)即為動態(tài)穩(wěn)定。○穩(wěn)定的概念首先是由貝爾納（C.Bernard）提出的。他認為（1857）：細胞外液是細胞生活的直接環(huán)境，其整體構(gòu)成機體的內(nèi)環(huán)境。內(nèi)環(huán)境具有自我保持穩(wěn)定的特性。內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定是機體各種生理活動的共同目標。（2）穩(wěn)態(tài)的概念簡單地理解：穩(wěn)態(tài)即為動態(tài)穩(wěn)定?！?57○后由坎農(nóng)（W.B.Cannon)進一步明確（1926）：

內(nèi)環(huán)境并不是處于靜止的、固定不變的狀態(tài)，而是動態(tài)的穩(wěn)定。內(nèi)環(huán)境的任何微小變化會觸發(fā)機體調(diào)節(jié)機制的活動，從而消除或減少這些變化。他將這種由代償性調(diào)節(jié)反應(yīng)所形成的穩(wěn)定狀態(tài)稱為穩(wěn)態(tài)（homeostasis).并指出穩(wěn)定的相對性。在1932年坎農(nóng)出版的專著《軀體的智慧》中提出：“這個詞不是表示某種固定不變的事物，表示一種停滯狀態(tài)，它表示這樣一種情況：一種可變的而又保持相對恒定的情況?！薄鸷笥煽厕r(nóng)（W.B.Cannon)進一步明確（1158（3）穩(wěn)態(tài)的普遍性穩(wěn)態(tài)在自然界中普遍存在。在生物學中，穩(wěn)態(tài)也不局限于內(nèi)環(huán)境的范疇，而是適用于生命科學的一大基本概念。分子水平上有基因表達的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)、酶活性的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)，器官水平上如血壓、心率的穩(wěn)態(tài)，宏觀水平上如種群數(shù)量的穩(wěn)態(tài)、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。

貝塔朗菲（L.Bertalanffy）在《一般系統(tǒng)論》一書中說，系統(tǒng)觀的中心問題是對穩(wěn)定性的理解。注意：系統(tǒng)分析方法是本模塊的重要方法。（3）穩(wěn)態(tài)的普遍性穩(wěn)態(tài)在自然界中普遍存在。在生159（4）生物體穩(wěn)態(tài)的機制穩(wěn)態(tài)通過調(diào)節(jié)而實現(xiàn)：貝爾納：主要通過神經(jīng)調(diào)節(jié)坎農(nóng)：神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)共同作用?？刂普摚禾綔y器、控制中心和受控部分?？刂浦行暮褪芸夭糠珠g有反饋調(diào)節(jié)作用。現(xiàn)代觀點：神經(jīng)免疫內(nèi)分泌調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)（4）生物體穩(wěn)態(tài)的機制穩(wěn)態(tài)通過調(diào)節(jié)而實現(xiàn)：160

“所有的生命系統(tǒng)都存在于一定的環(huán)境中，在不斷變化的環(huán)境條件下，依靠自我調(diào)節(jié)機制維持其穩(wěn)態(tài)”。——《普通高中生物課程標準》“所有的生命系統(tǒng)都存在于一定的環(huán)境中，在不斷變化的161（5）環(huán)境的概念主體存在的場所，即把某個主體的外界稱為這個主體的環(huán)境。主體一般是指個體或個體的集群，此外，把單個的細胞、組織等當作主體來研究也是不少的?！渡飳W詞典》（科學出版社）（5）環(huán)境的概念主體存在的場所，即把某個主體的外162二、本模塊的教育價值

本模塊“有助于學生認識發(fā)生在生物體內(nèi)部和生物與環(huán)境之間的相互作用，理解生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)，認識生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的整體性；領(lǐng)悟系統(tǒng)分析、建立數(shù)學模型等科學方法及其在科學研究中的應(yīng)用；形成生態(tài)學觀點和可持續(xù)發(fā)展的觀念。——《普通高中生物課程標準》二、本模塊的教育價值本模塊“有助于學生163⒈知識方向的教育價值（1）從系統(tǒng)的視角認識生命活動的規(guī)律和本質(zhì)。中學生物課程初中階段高中階段側(cè)重于讓學生了解生命現(xiàn)象側(cè)重于讓學生理解生命活動的本質(zhì)和規(guī)律⒈知識方向的教育價值（1）從系統(tǒng)的視角認識生命活動的規(guī)律和本164認識生命活動的本質(zhì)和規(guī)律從細胞水平上認識生命系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)從基因水平上認識生命系統(tǒng)的發(fā)生和發(fā)展從個體和群體水平上認識生命系統(tǒng)內(nèi)部的調(diào)節(jié)機制以及與環(huán)境的關(guān)系《分子與細胞》模塊《遺傳與進化》模塊《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊認識生命活動的本質(zhì)和規(guī)律從細胞水平上認識生命系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)和165

本模塊在幫助學生認識生命活動的本質(zhì)與規(guī)律上，應(yīng)當闡明的要點有：○揭示生命系統(tǒng)是開放系統(tǒng)，與外界環(huán)境之間不斷進行著物質(zhì)交流、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞?！鸾沂旧到y(tǒng)時刻處于動態(tài)變化過程之中，而且動態(tài)變化是在一定范圍內(nèi)進行的，否則就會解體，導致系統(tǒng)崩潰?！鸾沂痉€(wěn)態(tài)是生命系統(tǒng)能夠獨立存在的必要條件。生物體內(nèi)的各種代謝過程都將維持自身的穩(wěn)態(tài)作為目標?！鸾沂痉€(wěn)態(tài)維持靠的是生命系統(tǒng)內(nèi)部的自我調(diào)節(jié)機制。本模塊在幫助學生認識生命活動的本質(zhì)與規(guī)律上，應(yīng)當闡166（2）深入理解穩(wěn)態(tài)、調(diào)節(jié)、環(huán)境等核心概念。

本模塊在深入理解這些核心概念上，應(yīng)當把握的要點有：○穩(wěn)態(tài)并不意味著穩(wěn)定不變，而是指一種可變的相對穩(wěn)定的狀態(tài)。這種狀態(tài)是靠完善的調(diào)節(jié)機抵抗外界環(huán)境的變化來維持的。○各個層次的生命系統(tǒng)都存在穩(wěn)態(tài)?！鹁腿梭w而言，穩(wěn)態(tài)是通過神經(jīng)、內(nèi)分泌和免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)來維持的。這里強調(diào)了免疫調(diào)節(jié)在穩(wěn)態(tài)維持中的作用。（2）深入理解穩(wěn)態(tài)、調(diào)節(jié)、環(huán)境等核心概念。本模塊在167

科學方法教育側(cè)重點：

系統(tǒng)分析方法模型方法

⒉在能力培養(yǎng)方面的價值科學方法教育側(cè)重點：⒉在能力培養(yǎng)方面的價值168什么是系統(tǒng)分析方法什么是系統(tǒng)分析方法169“系統(tǒng)論”是指奧地利科學家貝塔朗菲（L.Bertalanffy）在1970年代創(chuàng)立的“一般系統(tǒng)論”（generalsystemtheory）。盡管貝塔朗菲是以生物學家的身份去思考、研究并提出系統(tǒng)論的，但他的系統(tǒng)論并不僅僅適用于生命科學，而且適用于物理學、心理學、經(jīng)濟學和社會科學等各門學科。系統(tǒng)論“系統(tǒng)論”是指奧地利科學家貝塔朗菲（L.170隨后，系統(tǒng)這一概念逐漸得到了包括生物學家在內(nèi)的許多科學家的認同，喚起了一大批研究者的關(guān)注。2002年3月，美國《科學》周刊登載了系統(tǒng)生物學專集。該專集導論中的第一句話這樣寫道：“如果對當前流行的、時髦的關(guān)鍵詞進行一番分析，那么人們會發(fā)現(xiàn)，‘系統(tǒng)’高居在排行榜上?！?/p>

隨后，系統(tǒng)這一概念逐漸得到了包括生物學家171系統(tǒng)生物學的靈魂——整合

系統(tǒng)科學的核心思想是：“整體大于部分之和”；系統(tǒng)特性是不同組成部分、不同層次間相互作用而“涌現(xiàn)”的新性質(zhì)；對組成部分的分析并不能真正地預(yù)測高層次的行為。

如何通過研究和整合去發(fā)現(xiàn)和理解涌現(xiàn)的系統(tǒng)性質(zhì)，是系統(tǒng)生物學面臨的一個帶根本性的挑戰(zhàn)。系統(tǒng)生物學的靈魂——整合172整合的層面1.系統(tǒng)內(nèi)不同性質(zhì)的構(gòu)成要素（基因、mRNA、蛋白質(zhì)、生物小分子等等）的整合2.從基因到細胞、到組織、到個體的各個層次的整合3.研究思路和方法的整合

4.學科的整合整合的層面1.系統(tǒng)內(nèi)不同性質(zhì)的構(gòu)成要素（基因、mRNA、蛋白173系統(tǒng)生物學的基礎(chǔ)——信息

一般說來，生物信息以這樣的方向進行流動：DNA→mRNA→蛋白質(zhì)→蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)→細胞→器官→個體→群體。

系統(tǒng)生物學的基礎(chǔ)——信息174信息的角度前分子生物學時代生命是活力分子生物學時代生命是機器后基因組時代生命是信息信息的角度前分子生物學時代分子生物學時代后基因組時代175系統(tǒng)分析方法

根據(jù)系統(tǒng)論的觀點，構(gòu)成系統(tǒng)的關(guān)鍵不是其組成的物質(zhì)，而是組成部分的相互作用或部分之間的關(guān)系。這些相互作用或者關(guān)系，從本質(zhì)上說就是信息。系統(tǒng)分析一方面要了解生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，另一方面是要揭示系統(tǒng)的行為方式。

系統(tǒng)分析方法176

傳統(tǒng)的方法假設(shè)一個復(fù)雜的系統(tǒng)可以分割為許多不會互相干擾的子系統(tǒng)，因此只要將子系統(tǒng)研究清楚，就能了解復(fù)雜系統(tǒng)的行為。如果子系統(tǒng)仍然很復(fù)雜，就用同樣的策略在子系統(tǒng)中再繼續(xù)分割，再一一擊破。這一套方法學固然使我們很成功地由分子層次解釋反應(yīng)運作的原理，而造成生物學上的突破。