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文檔簡(jiǎn)介

理解教材,把握教學(xué)一、《穩(wěn)定與環(huán)境》模塊的定位二、《穩(wěn)定與環(huán)境》模塊的教育價(jià)值三、《穩(wěn)定與環(huán)境》模塊的核心概念與主要方法四、《穩(wěn)定與環(huán)境》教材設(shè)計(jì)思路與編寫方法五、《穩(wěn)定與環(huán)境》教材教學(xué)分析與建議六、案例分析一、《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊的定位分子與細(xì)胞遺傳與進(jìn)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)境認(rèn)識(shí)生命活動(dòng)的本質(zhì)和規(guī)律從細(xì)胞水平上認(rèn)識(shí)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(rèn)識(shí)生命系統(tǒng)的發(fā)生和發(fā)展從個(gè)體和群體水平上認(rèn)識(shí)生命系統(tǒng)內(nèi)部的調(diào)節(jié)機(jī)制以及與環(huán)境的關(guān)系《分子與細(xì)胞》模塊《遺傳與進(jìn)化》模塊《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊

引出了一條從生物個(gè)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。

把握《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊的關(guān)鍵點(diǎn)是什么?第一,將生物的個(gè)體和群體看作不同層次的生命系統(tǒng),它們都在與外界環(huán)境的相互作用中,通過自身的調(diào)節(jié)機(jī)制維持穩(wěn)態(tài)。第二,穩(wěn)態(tài)與環(huán)境是兩個(gè)重要的方面,但它們并不是簡(jiǎn)單合并,而是由一些核心概念統(tǒng)領(lǐng),在個(gè)體和群體兩個(gè)水平上的研究。

“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”的內(nèi)容載體:二、《穩(wěn)定與環(huán)境》模塊的教育價(jià)值

本模塊“有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)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(rèn)識(shí)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(xué)模型等科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用;形成生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)和可持續(xù)發(fā)展的觀念?!?/p>

——《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》怎樣理解——“有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)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(rèn)識(shí)生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的整體性?!薄@句話?

——從系統(tǒng)的視角,認(rèn)識(shí)生命活動(dòng)的規(guī)律和本質(zhì)。

——從開放的視角,揭示生命系統(tǒng)與外界環(huán)境之間不斷進(jìn)行著物質(zhì)交流、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞。

——從動(dòng)態(tài)的視角,展現(xiàn)生命系統(tǒng)時(shí)刻處于動(dòng)態(tài)變化過程之中,而且動(dòng)態(tài)變化是在一定范圍內(nèi)進(jìn)行的,否則就會(huì)解體,導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。

——從反饋的視角,分析穩(wěn)態(tài)是生命系統(tǒng)能夠獨(dú)立存在的必要條件;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(jī)制。怎樣理解——“領(lǐng)悟系統(tǒng)分析、建立數(shù)學(xué)模型等科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用?!薄@句話?——思想重建:構(gòu)建系統(tǒng)生物學(xué)的思想體系。當(dāng)代生物學(xué)的發(fā)展,形成了系統(tǒng)生物學(xué)(SystemBiology)。系統(tǒng)生物學(xué)的一個(gè)重要方面,就是利用系統(tǒng)概念、系統(tǒng)思想和系統(tǒng)方法來理解生物學(xué)知識(shí),重新整合原有的生物科學(xué)知識(shí)體系,這已成為“生物學(xué)革命”的內(nèi)容之一,國(guó)際上稱為“利用系統(tǒng)方法進(jìn)行生物學(xué)革命”?!獌?nèi)容的重整科學(xué)事實(shí):“植物的激素調(diào)節(jié)”和“動(dòng)物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)”兩個(gè)單元,它們是建立科學(xué)理論的基礎(chǔ)和前提??茖W(xué)概念:“說明穩(wěn)態(tài)的生理意義”和“闡明生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”,提出了“穩(wěn)態(tài)”的概念;“舉例說明神經(jīng)、體液調(diào)節(jié)在維持穩(wěn)態(tài)中的作用”、“概述人體免疫系統(tǒng)在維持穩(wěn)態(tài)中的作用”、“舉例說出生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞”等知識(shí)點(diǎn),提出了“調(diào)節(jié)”和“環(huán)境”的概念,科學(xué)范例:“描述體溫調(diào)節(jié)、水鹽調(diào)節(jié)、血糖調(diào)節(jié)”、“描述群落的結(jié)構(gòu)持征”、“闡明群落的演替”、“討論某一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”等作為應(yīng)用范例。怎樣理解——“形成生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)和可持續(xù)發(fā)展的觀念。”——這句話?——關(guān)注生物科學(xué)的發(fā)展與社會(huì)的關(guān)系?!纬森h(huán)境保護(hù)意識(shí),樹立人與自然和諧發(fā)展的觀念?!渌矫妫嚎茖W(xué)態(tài)度、科學(xué)精神情感態(tài)度價(jià)值觀具體內(nèi)涵相應(yīng)內(nèi)容舉例辯證唯物主義觀點(diǎn)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(jí)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(xué)觀點(diǎn)種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)等熱愛祖國(guó)的情感

關(guān)注我國(guó)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(hù)一章關(guān)心家鄉(xiāng)建設(shè)調(diào)查當(dāng)?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)情況認(rèn)同我國(guó)科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的巨大成就我國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展

科學(xué)精神科學(xué)態(tài)度敢于質(zhì)疑尊重事實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)、仔細(xì)善于反思勇于創(chuàng)新和實(shí)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(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)科學(xué)價(jià)值觀認(rèn)識(shí)科學(xué)和技術(shù)的性質(zhì)

促胰液素的發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)理解科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的互動(dòng)樂于參與相關(guān)社會(huì)事務(wù)的討論評(píng)價(jià)應(yīng)用激素類藥物的利與弊評(píng)述植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)素的應(yīng)用科技與職業(yè)意識(shí)神經(jīng)外科醫(yī)生、植保員、林業(yè)工程師、景觀設(shè)計(jì)師可持續(xù)發(fā)展觀認(rèn)同人與自然和諧發(fā)展的意義教材第四、五、六章保健意識(shí),關(guān)愛他人珍愛生命,認(rèn)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

三、《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊的核心概念與主要方法

在本模塊中,以“穩(wěn)態(tài)”、“環(huán)境”和“調(diào)節(jié)”三個(gè)科學(xué)通用概念把生物個(gè)體水平和群體水平統(tǒng)一起來。而在這三個(gè)概念的后面是本體論的“系統(tǒng)”概念。如何理解“穩(wěn)態(tài)”概念?1.“穩(wěn)定”與“穩(wěn)態(tài)”例1:桌面上的硬幣穩(wěn)定不穩(wěn)定

牛頓第一定律認(rèn)為:物體在沒有外力作用時(shí),靜者恒靜,動(dòng)者恒動(dòng)。穩(wěn)定性是事物固有的,根本屬性;而運(yùn)動(dòng)或變化是外力強(qiáng)加的。這是機(jī)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(gè)系統(tǒng)抵抗外來的或內(nèi)部的干擾的能力越強(qiáng),就表示該系統(tǒng)的穩(wěn)定性越強(qiáng)。例2:反映在生物體上——每天都有成千上萬的微生物進(jìn)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!

“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(qiáng)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(jī)體能對(duì)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(duì)刺激的反應(yīng)時(shí),才能保持它的穩(wěn)定。正是因?yàn)樗强勺兊摹p微的不穩(wěn)定,是使機(jī)體保持真正穩(wěn)定的必要條件”

——來希特(C.Richet)

結(jié)論二:現(xiàn)代的穩(wěn)定觀不再是牛頓認(rèn)為的靜態(tài)穩(wěn)定性,而是動(dòng)態(tài)的穩(wěn)定、發(fā)展?fàn)顟B(tài)的穩(wěn)定。

靜中有動(dòng),動(dòng)中有靜,是對(duì)立統(tǒng)一。2.穩(wěn)態(tài)的概念簡(jiǎn)單地理解:穩(wěn)態(tài)即為動(dòng)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(rèn)為(1857):細(xì)胞外液是細(xì)胞生活的直接環(huán)境,其整體構(gòu)成機(jī)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(jī)體各種生理活動(dòng)的共同目標(biāo)?!笥煽厕r(nóng)(W.B.Cannon)進(jìn)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(dòng)態(tài)的穩(wěn)定。內(nèi)環(huán)境的任何微小變化會(huì)觸發(fā)機(jī)體調(diào)節(jié)機(jī)制的活動(dòng),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(duì)性。

在1932年坎農(nóng)出版的專著《軀體的智慧》中提出:“這個(gè)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(duì)恒定的情況?!?.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(xué)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(xué)的一大基本概念。分子水平上有基因表達(dá)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(duì)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。4.生物體穩(wěn)態(tài)的機(jī)制

穩(wěn)態(tài)通過調(diào)節(jié)而實(shí)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。控制論:探測(cè)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?,F(xiàn)代觀點(diǎn):神經(jīng)免疫內(nèi)分泌調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)“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(jī)制維持其穩(wěn)態(tài)”。

——《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》

“穩(wěn)態(tài)”概念,應(yīng)當(dāng)把握的要點(diǎn)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(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。這種狀態(tài)是靠完善的調(diào)節(jié)機(jī)抵抗外界環(huán)境的變化來維持的?!鱾€(gè)層次的生命系統(tǒng)都存在穩(wěn)態(tài)?!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(qiáng)調(diào)了免疫調(diào)節(jié)在穩(wěn)態(tài)維持中的作用。如何理解“環(huán)境”概念?

主體存在的場(chǎng)所,即把某個(gè)主體的外界稱為這個(gè)主體的環(huán)境。主體一般是指?jìng)€(gè)體或個(gè)體的集群,此外,把單個(gè)的細(xì)胞、組織等當(dāng)作主體來研究也是不少的。

——《生物學(xué)詞典》(科學(xué)出版社)如何理解“調(diào)節(jié)”概念?上世紀(jì)40年代,通過運(yùn)用數(shù)學(xué)和物理學(xué)的原理和方法,分析研究各種工程技術(shù)的控制和人體的各種功能調(diào)節(jié),得出了一些有關(guān)調(diào)節(jié)和控制過程的共同規(guī)律,產(chǎn)生了一個(gè)新的學(xué)科——控制論。

1943年維納在控制論奠基性文獻(xiàn)《行為、目的和目的論》中指出:一切有目的的行為都可以看作需要負(fù)反饋的行為。“目的論等于由反饋來控制的目的”。從控制論的觀點(diǎn)來分析,控制系統(tǒng)可分為非自動(dòng)控制系統(tǒng)、反饋控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)。非自動(dòng)控制系統(tǒng)由控制部分對(duì)受控部分發(fā)出活動(dòng)的指令,但受控部分的活動(dòng)不會(huì)影響控制部分的活動(dòng)??刂品绞绞菃蜗虻模且粋€(gè)開環(huán)系統(tǒng)。在人體正常的生理狀態(tài)下,這種控制是極為少見的。反饋控制系統(tǒng)由控制部分對(duì)受控部分發(fā)出活動(dòng)的信號(hào),而受控部分的活動(dòng)可被一定的感受裝置感受,感受裝置再將受控部分的活動(dòng)作為反饋信號(hào)送回到控制部分,使控制部分的活動(dòng)發(fā)生相應(yīng)的變化,從而對(duì)受控部分的活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié),是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。在反饋控制系統(tǒng)中,若反饋調(diào)節(jié)使受控部分的活動(dòng)向和它原先活動(dòng)相反的方向發(fā)生改變,稱為負(fù)反饋(negativefeedback)調(diào)節(jié);若反饋調(diào)節(jié)使受控部分繼續(xù)加強(qiáng)向原來方向的活動(dòng),則稱為正反饋(positivefeedback)調(diào)節(jié)。在人體正常的生理狀態(tài)下,極大多數(shù)情況都是負(fù)反饋,少數(shù)情況下是正反饋。前饋控制(feed-forwardcontrol)系統(tǒng):控制部分對(duì)受控部分發(fā)出活動(dòng)信號(hào)的同時(shí),又通過另一快捷途徑向受控部分發(fā)出前饋信號(hào),及時(shí)的調(diào)控受控部分的活動(dòng)。作用是有更好的預(yù)見性和精確性。例如,條件反射就屬于一種前饋控制。當(dāng)食物尚未入口,唾液就開始分泌,胃腸道出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和分泌,為食物的消化與吸收作了準(zhǔn)備。如何理解“系統(tǒng)”概念?

本世紀(jì)中葉以來,以一般系統(tǒng)論等為代表的系統(tǒng)科學(xué)作為一個(gè)學(xué)科群蓬勃發(fā)展起來,并在一些復(fù)雜問題的處理上取得了有目共睹的成就。系統(tǒng)思想的核心,是強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)作為一個(gè)整體而不是各部分的簡(jiǎn)單混合而存在。

把握整體性,首要的是理解層次性。從邏輯上說,后者是前者的具體表現(xiàn)。所以,把握好系統(tǒng)的層次性是系統(tǒng)思想的一個(gè)基本出發(fā)點(diǎn)。層次的產(chǎn)生即“新質(zhì)”的產(chǎn)生。這不同于傳統(tǒng)的還原論的思想(復(fù)雜的事物是由比它相對(duì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的)。

在本模塊中,以系統(tǒng)分析方法、模型方法為科學(xué)方法教育的側(cè)重點(diǎn)?!胺€(wěn)態(tài)與環(huán)境”模塊的科學(xué)方法

《標(biāo)準(zhǔn)》在“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”模塊的前言中指出:“本模塊選取有關(guān)生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)與穩(wěn)態(tài)的知識(shí)、生物與環(huán)境的知識(shí),有助于學(xué)生理解生命運(yùn)動(dòng)的本質(zhì),了解系統(tǒng)分析的思想和方法,提高對(duì)生命系統(tǒng)與環(huán)境關(guān)系的認(rèn)識(shí)。”

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(xué)模型,并利用計(jì)算機(jī),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。1.什么是系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析一般步驟第一階段:定性分析——?jiǎng)澐诌吔?,確定組分,分析層次、明確問題及研究目標(biāo);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(xué)模型;第三階段:模型分析——確定系統(tǒng)模型的參數(shù),進(jìn)行模型實(shí)驗(yàn),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(shí)行系統(tǒng)調(diào)控,實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的系統(tǒng)功能。本模塊的系統(tǒng)分析方法的側(cè)重點(diǎn):——重在領(lǐng)悟系統(tǒng)分析方法的思想,初步學(xué)會(huì)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?!谶M(jìn)行相關(guān)探究活動(dòng)時(shí),主要做系統(tǒng)分析的第一階段的工作,有些活動(dòng)可以深入到第二階段,如建立種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型?!到y(tǒng)分析能力是一種非常重要的綜合實(shí)踐能力。

需要把握:一方面對(duì)生命系統(tǒng)的要素、結(jié)構(gòu)、邊界、環(huán)境、性能等系統(tǒng)的基本特征做分析,另一方面對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)及其調(diào)控做分析。例如,就生態(tài)系統(tǒng)作系統(tǒng)分析要素指組成成分,即生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者等生物成分和非生物的物質(zhì)和能量;結(jié)構(gòu)包括時(shí)空結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)(食物鏈和食物網(wǎng));邊界指系統(tǒng)的范圍,生態(tài)系統(tǒng)是模糊集合,其邊界是一個(gè)模糊概念,根據(jù)研究的需要?jiǎng)澏ǎ画h(huán)境指一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的外部環(huán)境條件,系統(tǒng)與環(huán)境之間具有物質(zhì)、能量和信息的交流,兩者相互聯(lián)系、相互影響,并共同組成一個(gè)更大的系統(tǒng);性能指系統(tǒng)整體的特性和功能,系統(tǒng)的整體特性表現(xiàn)為該系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的區(qū)別,系統(tǒng)的功能則反映了系統(tǒng)與外部環(huán)境相互作用的程度,或系統(tǒng)獲取輸入、予以變換而產(chǎn)生輸出的能力。以上這些方面構(gòu)成了一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的基個(gè)特征。

生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)都是開放系統(tǒng),系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)就是生態(tài)平衡狀態(tài)。生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)的重要指標(biāo)是它的生產(chǎn)量,包括輸入、輸出、凈生產(chǎn)量和效率。每個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都具有一定的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力,在不斷變化的環(huán)境條件下,依靠自我調(diào)節(jié)機(jī)制維持其穩(wěn)態(tài),實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的相對(duì)穩(wěn)定。

本模塊中滲透和利用系統(tǒng)分析的思想和方法進(jìn)行教學(xué)的有:

“描述群落的結(jié)構(gòu)特征”“討論某一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”“闡明群落的演替”“分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的基本規(guī)律及其應(yīng)用”“闡明生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”“探討人口增長(zhǎng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響”“關(guān)注全球性環(huán)境問題”

“利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件模擬人體某方面穩(wěn)態(tài)的維持”“調(diào)查當(dāng)?shù)刈匀蝗郝渲腥舾煞N生物的生態(tài)位”“調(diào)查或探討一個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)”“調(diào)查當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境中的主要問題,提出保護(hù)建議或行動(dòng)計(jì)劃”系統(tǒng)分析實(shí)例系統(tǒng)分析實(shí)例系統(tǒng)分析實(shí)例2.

模型和模型方法

什么是“模型”?

模型即為模擬原型(所要研究的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形態(tài)或運(yùn)動(dòng)形態(tài))的形式。它不再包括原型的全部特征,但能描述原型的本質(zhì)特征。

模型方法是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所做的一種簡(jiǎn)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(shí)物或其他形象化的手段,有的則通過抽象的形式來表達(dá)。

什么是模型方法?

模型方法是指以研究模型來揭示原型的形態(tài)、特征和本質(zhì)的方法,是邏輯方法的一種特有形式。

《標(biāo)準(zhǔn)》依據(jù)國(guó)際科學(xué)教育的發(fā)展,將模型和模型方法列入了課程目標(biāo)。

美國(guó)《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》把模型和科學(xué)事實(shí)、概念、原理、理論并列為科學(xué)主題的重點(diǎn),并將構(gòu)建、修改、分析、評(píng)價(jià)模型作為高中學(xué)生的基本科學(xué)探究能力。

在高中生物課程中經(jīng)常使用模型方法有:

物質(zhì)模型。分為兩類:實(shí)物模型如生物體結(jié)構(gòu)的模式標(biāo)本;模擬模型如細(xì)胞結(jié)構(gòu)模型、各種組織器官的立體結(jié)構(gòu)模型等。思想模型。分為兩類:一類是以形象化方法(或稱為意象思維方法)構(gòu)建的具象模型,它是人們?cè)谒季S中通過對(duì)生物原型的簡(jiǎn)化和純化而構(gòu)思出來的。具象模型具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征,如DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、生物膜液態(tài)鑲嵌模型等。它能使研究對(duì)象直觀化,既可以促進(jìn)研究,又可以簡(jiǎn)略描述研究成果,使之便于理解和傳播。另一類是以理想化方法(或稱抽象思維方法)構(gòu)建的模型,是人們抽象出生物原型某些方面的本質(zhì)屬性而構(gòu)思出來的,例如呼吸作用過程圖解、光合作用過程圖解等過程理想模型,食物鏈和食物網(wǎng)等系統(tǒng)理想模型。模型建構(gòu)活動(dòng):一方面是為了讓學(xué)生通過活動(dòng),領(lǐng)悟模型方法簡(jiǎn)化問題、抽象出本質(zhì)的作用,并在以后的學(xué)習(xí)和生活中懂得適當(dāng)應(yīng)用這一重要方法;另一方面,也是為了讓學(xué)生通過自主的探究過程,更好地理解和把握有關(guān)的生物學(xué)概念。模型方法實(shí)例模型方法實(shí)例探究活動(dòng):“探究水族箱(或魚缸)中群落的演替”“設(shè)計(jì)并制作生態(tài)瓶”

例如,“設(shè)計(jì)并制作生態(tài)瓶”制作的是一個(gè)活體實(shí)物模型,運(yùn)用這個(gè)模型進(jìn)行的是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行的模擬實(shí)驗(yàn)。

在科學(xué)研究中,有時(shí)受客觀條件的限制,不能對(duì)某些自然現(xiàn)象進(jìn)行直接實(shí)驗(yàn),這時(shí)就要人為地創(chuàng)造一定的條件和因素,在模擬的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。利用活體實(shí)物模型進(jìn)行的模擬實(shí)驗(yàn),在生命科學(xué)研究中被廣泛應(yīng)用,但具有一定的復(fù)雜性。因?yàn)樽兞枯^多,而且變量之間的關(guān)系,除因果決定性因素,還存在許多非因果決定性的因素,所以需要做系統(tǒng)分析。就本案例來說,一方面需要對(duì)生態(tài)瓶的組成成分、結(jié)構(gòu)、環(huán)境、性能等做分析,另一方面需要對(duì)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)及其調(diào)控做分析。這對(duì)學(xué)生深入理解生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的基本規(guī)律及其應(yīng)用、生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等,無疑具有重要的教育價(jià)值。但也正因?yàn)樯到y(tǒng)的復(fù)雜,所以活體生物模型與實(shí)際事物相比,存在較大差異。這是需要講清楚的。3.數(shù)學(xué)方法

數(shù)學(xué)方法指運(yùn)用數(shù)學(xué)語言表述事物的狀態(tài)、關(guān)系和過程,并加以推導(dǎo)、演算和分析,以形成對(duì)問題的解釋、判斷和預(yù)測(cè)的方法。目前,數(shù)學(xué)在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域正起著越來越重要的作用,甚至醫(yī)生做手術(shù)之前都可以先進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬以預(yù)知各種方案可能出現(xiàn)的后果,再依據(jù)個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)來選擇手術(shù)方案。數(shù)學(xué)方法在科學(xué)教育中的價(jià)值更是不言而喻,本模塊對(duì)數(shù)學(xué)方法的使用,包括以下4個(gè)方面。

(1)定義概念。以數(shù)學(xué)方法揭示事物的本質(zhì)及其發(fā)展變化規(guī)律,為研究工作提供一種簡(jiǎn)明精確的形式語言,具有重要的科學(xué)認(rèn)識(shí)論價(jià)值和方法論價(jià)值?!胺€(wěn)態(tài)與環(huán)境”模塊沒有明確要求用數(shù)學(xué)式定義概念,但“列舉種群的特征”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)中種群密度,年齡結(jié)構(gòu)和性別結(jié)構(gòu),出生率和死亡率等,那就是用數(shù)學(xué)式定義的概念。

(2)對(duì)生命現(xiàn)象的空間關(guān)系和數(shù)量關(guān)系進(jìn)行描述、分析和計(jì)算。例如,以條形圖、曲線圖、統(tǒng)計(jì)圖等來表現(xiàn)某一生命現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)數(shù)字大小及其變化,這在生物課程中已廣泛應(yīng)用。

(3)統(tǒng)計(jì)方法的運(yùn)用?!胺€(wěn)態(tài)與環(huán)境”模塊中有兩個(gè)活動(dòng)建議:“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化”和“土壤中動(dòng)物類群豐富度的研究”。前者是用描述統(tǒng)計(jì)方法表達(dá)大數(shù)過程的規(guī)律性,后者是用選取統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行從樣本到總體的推理。

(4)用數(shù)學(xué)模型來表現(xiàn)生物學(xué)現(xiàn)象、特征和狀況。對(duì)數(shù)學(xué)模型,“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”模塊中安排了一個(gè)要求:“嘗試建立數(shù)學(xué)模型解釋種群的數(shù)量變動(dòng)?!彼摹ⅰ斗€(wěn)定與環(huán)境》教材設(shè)計(jì)思路與編寫方法

(一)設(shè)計(jì)思路1.編排體系的設(shè)計(jì)(1)依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)中具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定

3.1植物的激素調(diào)節(jié)

3.2動(dòng)物生命活動(dòng)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(hù)(2)教材編排的基本框架教學(xué)內(nèi)容以生物個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)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(shí)強(qiáng)化人體穩(wěn)態(tài)的調(diào)控和健康,以及人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的干擾和保護(hù)兩個(gè)方面。

多層次生命系統(tǒng)細(xì)胞······個(gè)體種群群落生態(tài)系統(tǒng)生命系統(tǒng)的層次:把握點(diǎn):(3)知識(shí)內(nèi)容深廣度的把握具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中:了解水平(舉例說出,描述,列舉):6項(xiàng)理解水平(闡明,說明,概述,搜集,舉列說明):11項(xiàng)應(yīng)用水平(分析):1項(xiàng)

由此可見:知識(shí)性目標(biāo)大多屬理解水平(61%),這就要求在教學(xué)中要把握概念內(nèi)在的邏輯關(guān)系,并與已有知識(shí)建立聯(lián)系,進(jìn)行解釋、推理、區(qū)分、擴(kuò)展、提供證據(jù),收集和整理信息等等。提供豐富多樣的科學(xué)活動(dòng):實(shí)驗(yàn)(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(xùn)練(4)調(diào)查(課外實(shí)踐)(4)制作(1)等等。(4)重視實(shí)踐能力的培養(yǎng)活動(dòng)類型活動(dòng)內(nèi)容所在章節(jié)實(shí)驗(yàn)生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制第1章第2節(jié)探究探索生長(zhǎng)素類似物促進(jìn)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(dòng)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(dāng)?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)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(jì)并制作生態(tài)缸,觀察其穩(wěn)定性第5章第5節(jié)課外實(shí)踐設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),證明性外激素的作用第5章第4節(jié)搜集我國(guó)利用生物技術(shù)保護(hù)生物多樣性的資料第6章第2節(jié)主要科學(xué)活動(dòng)內(nèi)容科學(xué)活動(dòng)類型特點(diǎn)能力目標(biāo)實(shí)驗(yàn)說明材料用具、方法步驟等,由學(xué)生按提示操作培養(yǎng)操作技能和觀察能力探究學(xué)生自行制訂探究方案,自主探究全面提高科學(xué)探究能力模型建構(gòu)提供一定的指導(dǎo),由學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦建構(gòu)模型領(lǐng)悟和運(yùn)用建構(gòu)模型的方法資料分析提供讓學(xué)生分析的資料培養(yǎng)信息處理能力資料搜集和分析讓學(xué)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(xué)生圍繞問題展開討論培養(yǎng)思維能力技能訓(xùn)練就科學(xué)探究的某一環(huán)節(jié)創(chuàng)設(shè)情境,提出問題訓(xùn)練過程技能調(diào)查提出要求和提示,讓學(xué)生到自然界或社會(huì)中進(jìn)行調(diào)查培養(yǎng)操作能力制作提供較詳細(xì)的指導(dǎo),由學(xué)生動(dòng)手制作培養(yǎng)操作能力課外實(shí)踐提出要求,讓學(xué)生從事實(shí)踐活動(dòng)培養(yǎng)操作能力科學(xué)活動(dòng)特點(diǎn)與能力目標(biāo)資料分析具體做法:(1)介紹有關(guān)生物科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)關(guān)系的資料。(2)引導(dǎo)學(xué)生深入探討生物科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)之間復(fù)雜的互動(dòng)關(guān)系。(5)滲透STS教育思想(二)教材編寫方法

1.重視與生活經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)系,創(chuàng)設(shè)問題情景,驅(qū)動(dòng)知識(shí)的建構(gòu)(問題驅(qū)動(dòng)式學(xué)習(xí))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2.加強(qiáng)內(nèi)容的引導(dǎo)性和開放性,促進(jìn)探究性學(xué)習(xí)

主要方式有:

——有些問題不直接給出答案,讓學(xué)生通過活動(dòng)來尋求答案。

——讓學(xué)生自己搜集信息。

——“探究”的寫法重在引導(dǎo)。

——介紹未解決的問題或存在的爭(zhēng)議

——有些習(xí)題的答案不惟一。3.改進(jìn)教材編寫模式,促進(jìn)三維教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。主要方式有:

問題探討、正文主欄、正文副欄、練習(xí)。正文中靈活安排“相關(guān)信息”、“知識(shí)鏈接”、“想像空間”、“?”等,有的節(jié)后有“技能訓(xùn)練”或課外閱讀。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(xué)習(xí)目標(biāo)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(bǔ)充和延伸,一般不要求記憶知識(shí)鏈接不同章節(jié)前后呼應(yīng),形成概念間的邏輯聯(lián)系學(xué)科交叉體現(xiàn)生物學(xué)與其他學(xué)科的交叉滲透,利于知識(shí)綜合,形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)想像空間體現(xiàn)知識(shí)遷移,培養(yǎng)想像能力技能訓(xùn)練訓(xùn)練科學(xué)探究技能,有時(shí)相當(dāng)于作業(yè)各欄目的主要功能課外閱讀欄目欄目功能科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)反映科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的互動(dòng),體現(xiàn)科學(xué)和技術(shù)的價(jià)值科學(xué)家的故事介紹科學(xué)家的研究過程、研究方法和成果,給學(xué)生以科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度等方面的啟迪科學(xué)史話介紹科學(xué)某一領(lǐng)域發(fā)展的歷史,幫助理解科學(xué)的本質(zhì)與生物學(xué)有關(guān)的職業(yè)體現(xiàn)生物學(xué)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4.重視對(duì)學(xué)生的形成性評(píng)價(jià)。檢測(cè)類型檢測(cè)功能節(jié)后練習(xí)基礎(chǔ)題鞏固對(duì)基本概念和原理的理解拓展題培養(yǎng)知識(shí)遷移和發(fā)散思維能力,供學(xué)有余力的學(xué)生選做自我檢測(cè)概念檢測(cè)檢測(cè)概念理解的準(zhǔn)確性,分析概念之間的邏輯聯(lián)系知識(shí)遷移運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決新情境中的問題,特別是來自生產(chǎn)和生活實(shí)際的問題技能應(yīng)用訓(xùn)練科學(xué)探究技能思維拓展在本章內(nèi)容基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓展,進(jìn)行更深入、更廣闊的思考,培養(yǎng)求異思維和發(fā)散思維等能力附:概念圖(ConceptMap)——一種可視化的學(xué)習(xí)方法

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

概念圖是一種表達(dá)知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)圖形化技術(shù),知識(shí)圖由概念網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成,網(wǎng)絡(luò)包括節(jié)點(diǎn)和連線,節(jié)點(diǎn)代表概念,連線代表概念之間的聯(lián)系。概念圖可以幫助學(xué)生:1、澄清思路2、加強(qiáng)理解3、內(nèi)化新知識(shí),知識(shí)系統(tǒng)化4、激發(fā)創(chuàng)造性思維概念圖用于概念教學(xué)概念圖用于探究活動(dòng)五、《穩(wěn)定與環(huán)境》教材教學(xué)分析與建議《標(biāo)準(zhǔn)》中提出了七條教學(xué)建議:——深化對(duì)課程理念的認(rèn)識(shí)——全面落實(shí)課程目標(biāo)——組織好探究性學(xué)習(xí)——加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和其他實(shí)踐活動(dòng)的教學(xué)——注意學(xué)科間的聯(lián)系——注重生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)穩(wěn)態(tài)與環(huán)境分子與細(xì)胞生物科學(xué)與社會(huì)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(xué)與環(huán)境保護(hù)生態(tài)工程模塊間聯(lián)系第1節(jié)

細(xì)胞生活的環(huán)境第2節(jié)

內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性引出穩(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(rèn)識(shí)穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機(jī)制,同時(shí)引出生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)。1.本章教學(xué)指向

建議:本章教學(xué)可以從3張題圖照片,提出問題,引發(fā)學(xué)生思考開始2.本章教學(xué)時(shí)數(shù)人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)細(xì)胞生活的環(huán)境,1課時(shí)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性,2課時(shí)(含實(shí)驗(yàn)1課時(shí))3.本章教學(xué)重點(diǎn)(1)說明內(nèi)環(huán)境是細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)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(jìn)入細(xì)胞”的知識(shí),以及初中學(xué)過的消化、呼吸、循環(huán)、泌尿系統(tǒng)等知識(shí),使建立新舊知識(shí)的聯(lián)系,以問題驅(qū)動(dòng)展開教學(xué)。關(guān)于(2),可以先舉一些事例讓學(xué)生形成穩(wěn)態(tài)的感性認(rèn)識(shí),在此基礎(chǔ)上建立起穩(wěn)態(tài)的概念;結(jié)合學(xué)生自主探討“生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制”,進(jìn)一步使學(xué)生理解穩(wěn)態(tài)這一概念。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)

引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)神經(jīng)、體液、免疫調(diào)節(jié)在維持個(gè)體層次生命系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)中的作用。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)反饋調(diào)節(jié)的原理,并會(huì)建立血糖調(diào)節(jié)的模型。1.本章教學(xué)指向2.本章教學(xué)時(shí)數(shù)動(dòng)物和人體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié),2課時(shí)免疫調(diào)節(jié),2課時(shí)通過激素的調(diào)節(jié),2課時(shí)神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)的關(guān)系,1課時(shí)建議:可以從回顧初中相關(guān)知識(shí)展開教學(xué)。3.本章教學(xué)重點(diǎn)(1)說明興奮在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)和在神經(jīng)元之間的傳遞(2)運(yùn)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(shí)相對(duì)比較抽象,不容易理解,故是本章教學(xué)的難點(diǎn)。教材在介紹這部分內(nèi)容時(shí),采取了簡(jiǎn)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(xué)中要抓住“穩(wěn)態(tài)”這個(gè)中心,以“艾滋病問題”為切入口,讓學(xué)生通過資料分析艾滋病的死因等問題。第1節(jié)植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)第2節(jié)生長(zhǎng)素的生理作用第3節(jié)其他植物激素1.本章教學(xué)指向通過生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過程,引導(dǎo)學(xué)生思考科學(xué)研究中的邏輯推理的嚴(yán)密性。建議:教學(xué)中要讓學(xué)生體會(huì)邏輯推理的嚴(yán)密性和科學(xué)的想象力。圍繞發(fā)現(xiàn)了什么問題?實(shí)驗(yàn)解決了什么問題?尚未解決的問題是什么?如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?開展教學(xué)2.本章教學(xué)時(shí)數(shù)植物激素調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn),1課時(shí)生長(zhǎng)素的生理作用,1課時(shí)其他植物激素,1課時(shí)3.本章教學(xué)重點(diǎn)(1)體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)素的過程和方法(2)嘗試探索生長(zhǎng)素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度。(3)評(píng)述植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用關(guān)于(1),教師要時(shí)刻以科學(xué)發(fā)現(xiàn)中折射出邏輯嚴(yán)密性和科學(xué)探究的精神為主線,激發(fā)學(xué)生的探究欲望,體會(huì)其中的科學(xué)方法。關(guān)于(2),建議教師提出做本實(shí)驗(yàn)的預(yù)實(shí)驗(yàn),這樣可以避免實(shí)驗(yàn)時(shí)間的浪費(fèi)。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1.本章教學(xué)指向通過“任何生物都不是孤立存在的”這句話,將學(xué)習(xí)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(rèn)識(shí)生命系統(tǒng)的層次性。2.本章教學(xué)時(shí)數(shù)種群和群落種群的特征,2課時(shí)(含探究1課時(shí))種群的數(shù)量變化,2課時(shí)(含探究1課時(shí))群落的結(jié)構(gòu),2課時(shí)(含探究1課時(shí))群落的演替,1課時(shí)3.本章教學(xué)重點(diǎn)(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(zhǎng)的數(shù)學(xué)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(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)方法將生物學(xué)問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,并據(jù)此提出合理假設(shè),運(yùn)用數(shù)學(xué)語言進(jìn)行表達(dá)。其間,始終要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)語言和數(shù)學(xué)模型蘊(yùn)含的生物學(xué)意義,要避免離開生物學(xué)討論數(shù)學(xué)問題。關(guān)于(3),要與生命系統(tǒng)是一個(gè)統(tǒng)一整體思想相聯(lián)系,說明一個(gè)群落是共同生活在一個(gè)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。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(dòng)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1.本章教學(xué)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(xùn)練系統(tǒng)論的思維方式——形成生態(tài)意識(shí)建議:要引導(dǎo)學(xué)生從宏觀的、系統(tǒng)分析的角度認(rèn)識(shí)“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(xué)時(shí)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(shí)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng),2課時(shí)(含調(diào)查1課時(shí))生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán),2課時(shí)(含探究1課時(shí))生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,2課時(shí)生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞,1課時(shí)3.本章教學(xué)重點(diǎn)(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(dòng)的過程和特點(diǎn)(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(xué)習(xí)“林德曼的研究”時(shí),重點(diǎn)應(yīng)放在如何整理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù),進(jìn)而得出科學(xué)結(jié)論上。關(guān)于(3),提示學(xué)生注意物質(zhì)循環(huán)時(shí)時(shí)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。第1節(jié)

人口增長(zhǎng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響第2節(jié)

保護(hù)我們共同的家園1.本章教學(xué)指向?qū)崿F(xiàn)人與自然和諧發(fā)展。建議:運(yùn)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(shí)。唱好壓臺(tái)戲。2.本章教學(xué)時(shí)數(shù)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)人口增長(zhǎng)與生態(tài)環(huán)境的影響,1課時(shí)保護(hù)我們共同的家園,2課時(shí)(課外實(shí)踐1課時(shí))3.本章教學(xué)重點(diǎn)(1)探討人口增長(zhǎng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。(2)概述生物多樣性保護(hù)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(jìn)一步揭示整體、相互作用、動(dòng)態(tài)平衡、協(xié)調(diào)發(fā)展思想的內(nèi)涵,體會(huì)“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(xué)。六、案例分析第2節(jié)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性

一、教學(xué)目標(biāo)的確定

《標(biāo)準(zhǔn)》中的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn):“說明內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的生理意義”。

1.什么是內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。引出“穩(wěn)態(tài)”的概念和穩(wěn)態(tài)的重要性由于這些內(nèi)容都很抽象,學(xué)生要做到真正理解有一定難度,因而也是本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的難點(diǎn)。

2.穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制。這一內(nèi)容在后面章節(jié)中要逐步展開、深化,在本節(jié)僅做簡(jiǎn)要概述,因此達(dá)到了解水平即可。

3.說明內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的生理意義。每一個(gè)人的健康都與內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)有關(guān),幾乎所有人都親歷過諸如發(fā)燒等穩(wěn)態(tài)失調(diào)引起的疾病。通過學(xué)習(xí)有關(guān)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的內(nèi)容,可以幫助學(xué)生結(jié)合生活體驗(yàn)構(gòu)建概念,經(jīng)過思想認(rèn)同強(qiáng)化自我保健的意識(shí)。二、教學(xué)設(shè)計(jì)思路

三、教學(xué)實(shí)施的程序

學(xué)生活動(dòng)教師的組織和引導(dǎo)教學(xué)意圖

課下完成調(diào)查。

上次課結(jié)束前布置作業(yè):按照課本上的要求完成“體溫日的變化規(guī)律”的調(diào)查。

學(xué)生體驗(yàn)體溫的相對(duì)穩(wěn)定情況。

學(xué)生匯報(bào)調(diào)查結(jié)果,回答問題。請(qǐng)同學(xué)匯報(bào)體溫調(diào)查的結(jié)果,并根據(jù)調(diào)查結(jié)果回答下面的問題:1.同一個(gè)人在一日內(nèi)的體溫變化有何特點(diǎn)?2.不同的人(年齡、性別不同)體溫變化有何異同?3.人體溫的日變化與當(dāng)?shù)貧鉁氐娜兆兓泻尾町悾靠偨Y(jié):健康人的體溫始終接近37℃,處于動(dòng)態(tài)平衡中。

講述:像體溫的變化情況一樣,健康人內(nèi)環(huán)境的每一種成分和理化性質(zhì)都處于動(dòng)態(tài)平衡之中,這種動(dòng)態(tài)平衡稱之為穩(wěn)態(tài),內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的必要條件。這節(jié)課我們一起來學(xué)習(xí)“第2節(jié)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性”。

引出本節(jié)課的課題。

學(xué)生嘗試列舉事實(shí)。

體溫是內(nèi)環(huán)境理化性質(zhì)的一個(gè)方面,調(diào)查結(jié)果證明體溫處于動(dòng)態(tài)平衡中。那么有哪些事實(shí)可以證明內(nèi)環(huán)境的pH和滲透壓也處于動(dòng)態(tài)平衡中呢?

啟發(fā)學(xué)生思考回憶已有知識(shí)。

學(xué)生觀察,回答問題:甲試管中血漿pH變化不明顯;乙試管中水的pH變化明顯。可見血漿pH處于動(dòng)態(tài)平衡中。下面我們首先來觀察一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。教師演示實(shí)驗(yàn)過程,引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。取甲乙兩個(gè)潔凈試管,向甲內(nèi)加入血漿,乙內(nèi)加入等量蒸餾水,用pH試紙檢測(cè)。然后,向甲、乙內(nèi)各滴入等量的幾滴HCl或NaOH,搖勻后,再用pH試紙檢測(cè)。教師展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果,提問:甲、乙兩支試管在加入酸或堿后的pH變

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