人教版教学素材稳态与环境-模块教材分析及教学建议.ppt

教材分析 及教学建议 吴成军 人民教育出版社生物室 （100054）,一、理解教材的知识体系和设计意图 二、教材重点知识的说明及教学要求,三、充分利用教材资源，对学生科学方法的训练,四、 依据课课标准准确定位教学目标,问 题,1、什么是稳态？ 2、稳态与环境是一种什么样的关系？ 3、为什么该模块称为稳态与环境？,一、理解教材的知识体系和设计意图,1、什么是稳态,稳态的概念是一个逐步发展的过程 贝尔纳（1857）： 细胞外液是细胞生活的直接环境，其整体构成机体的内环境。 内环境具有自我保持稳定的特性。 内环境稳定是机体各种生理活动的共同目标。,一、理解教材的知识体系和设计意图,坎农（1926）： 内环境并不是处于静止的、固定不变的状态，而是动态的稳定。内环境的任何微小变化会触发机体调节机制的活动，从而消除或减少这些变化。他将这种由代偿性调节反应所形成的稳定状态称为稳态.并指出稳定的相对性。,稳态的现代概念： 稳态不局限于内环境的范畴，而是适用于生命科学的一大基本概念。分子水平上有基因表达的稳态调节、酶活性的稳态调节，器官水平上如血压、心率的稳态，宏观水平上如种群数量的稳态、生态系统的稳态。,稳态是生命系统的基本特征之一,生命系统的稳态需要通过调节而实现 面,2、稳态与环境是一种什么样的关系？,所有的生命系统都存在于一定的环境中，在不断变化的环境条件下，依靠自我调节机制维持其稳态。 总结：稳态离不开环境，生命系统的稳态通过调节在环境中实现。,稳态与调节、生物与环境 稳态是生命系统的基本特征之一,一、理解教材的知识体系和设计意图,3、为什么该模块称为稳态与环境？,各个层次的生命系统在相应的环境中进行调节而实现稳态，这是生命系统的共同的基本特征之一。既然稳态离不开环境，因而可以用它来统领本模块的主体和思想体系。 生物个体、种群、群落、生态系统是不同层次的生命系统。 生命系统都是开放的系统，与其环境之间不断进行着物质、能量和信息的交流。 在不断变化的环境中，生命系统能够通过自我调节实现稳态。 稳态与环境是本模块的两大核心概念。彼此又相互关联。,一、理解教材的知识体系和设计意图,稳态与环境 科学家访谈 生物与环境是一个统一的整体 第1章 人体的内环境与稳态 第2章 动物和人体生命活动的调节 第3章 植物的激素调节 第4章 种群和群落 第5章 生态系统及其稳定性 第6章 生态环境的保护,第1章 人体的内环境与稳态,1、首先要出稳态的概念 2、稳态有各个层次的稳态，其中以个体的稳态最好理解 3、个体中人体最为典型 4、人体是由细胞组成的，细胞是生物体的基本单位，也是最基本的生命系统 5、细胞所生活的内环境是一个相对稳定的状态，是理解稳态的最好载体 6、细胞所生活的内环境的稳态的实现是其他生命系统的基础，也是学习其他生命系系统的基础,一、理解教材的知识体系和设计意图,第2章 动物和人体生命活动的调节,1、稳态的实现是通过调节来实现 2、内环境中生活的是细胞，是基础，细胞组成组织、器官、系统，这些生命系统的稳态的实现主要体现为调节 3、神经调节、激素调节、免疫调节是是动物和人体实现稳态的主要方式,一、理解教材的知识体系和设计意图,第1章 人体的内环境与稳态 第2章 动物和人体生命活动的调节 第3章 植物的激素调节 第4章 种群和群落 第5章 生态系统及其稳定性 第6章 生态环境的保护,13章：个体水平 45章：群体水平,一、理解教材的知识体系和设计意图,教材编写的主线,主线：生物个体、种群、群落和生态系统各个层次系统的稳态（或稳定性）的维持。 突出生命系统稳态与环境的关系，同时强化人体稳态的调控和健康，以及人类活动对生态系统稳定性的干扰和保护两个方面 。,一、理解教材的知识体系和设计意图,二、教材重点知识的说明及教学要求,第1节 通过神经系统的调节 第2节 通过激素的调节 第3节 神经调节与体液调节的关系 第4节 免疫调节,第1节 通过神经系统的调节,1.通过思考与讨论，认识反射弧的基本结构。,2.兴奋在神经纤维上的传导，增加证明神经冲动以电信号形式传导的实验证据 P17； 机理问题（如钠钾通道），教材用了楷体小字处理 。,问题1 神经冲动在神经纤维上传导的机理是否讲清楚？,涉及一些基本名词的处理 如人体内环境联系起来（细胞生活的液体环境） 与物质运输方式（专一、特殊）联系 顾名思义理解名词,总的原则 视学生情况来定教学的深浅度 教学时要注意分析和理解，防止死记硬背 如：外正内负，局部电流 与前面已学的内容联系起来,以图示和资料分析的形式引导学生讨论“神经系统不同中枢对排尿反射的控制”认识神经系统的分级调节 P18-20,3.为什么要增加神经系统的分级调节？,课标 概述人体神经调节的结构基础和调节过程。,书写语言中枢 （W区）,运动语言中枢 （S区）,视觉语言中枢（V区）,听觉语言中枢 （H区）,Not Speak Write View Hear,4.人脑的离级功能中介绍言语区时增加了W区和V区,第2节 通过激素的调节,与原大纲教材有很大的区别： 1.未列表详细罗列各种激素分泌器官、作用部位和生理作用。 2.增加了激素调节的发现（促胰液素的发现的资料分析） 3.通过两个实例血糖平衡的调节和甲状腺激素分泌的分级节说明了激素调节的方式（分级调节和反馈调控）,目的,呈现激素的发现过程，从中学习科学方法和科学精神，激发学习兴趣； 避免过多事实性知识的罗列堆砌和单纯描述，在认识“是什么” 的基础上，更多地探讨事物的本质规律； 激素的反馈调节和分级调节是一个重要的生命现象，也是社会事物的普通规律，是学生分析和认识事物的重要方法之一。,P24,认真引导学生分析促胰液素的发现 培养学生分析实验和设计对照实验的能力,例题：（2004年春季高考试题）为了研究胰腺的胰液分泌调节，某人从实验狗甲的一段小肠上刮下黏膜，将该黏膜放入稀盐酸中浸泡，把过滤后的提取液注入实验狗乙的静脉，结果引起实验狗乙的胰液大量分泌，并由此得出“小肠黏膜中存在促进胰液分泌的某种物质”的结论。 分析这一实验与结论，回答下列问题： 仅根据上述实验能否得出该结论，为什么？ 【解析】本题是，这是一道对实验设计进行评价的试题。本题主要涉及实验的对照性原则。此题要求的答案很简单。 【答案】不能，因为缺少对照实验，不能排除盐酸的作用。 本题没有要求如何做对照，如果要求设计对照实验，问题就难多了。应该把稀盐酸分成相等的两份，一份如题干所述的实验组，另一份除了不放入小肠上刮下的黏膜外，其他所做均与实验组相同的实验过程，以做对照。但是，做对照实验一定要在实验组的实验以后间隔一段时间，要把实验时注入静脉的物质完全排除以后才能进行。若对照组的实验狗乙不能分泌大量胰液，排除了盐酸的作用，则可做出上述结论。若实验狗乙的胰液也大量分泌，则对上述结论予以否定。又因为小肠液为碱性环境，实验组的稀盐酸中加入了一段小肠上刮下的黏膜，pH值必然发生小的改变，如果对照组能调一下pH值，使之与实验组相同，则实验的设计更为精确。 也可以用另外一条与实验狗乙品种、大小、体重、性别等完全相同的实验狗丙进行对照实验，就可以与实验狗甲同时进行实验，作为对照。 注：促胰液素属于胃肠道激素，含有27个氨基酸，相对分子质量3056，它与胰岛a细胞中释放的胰高血糖素在结构上有14个相同的氨基酸处于相同的位置，二者同抑胃肽、舒血管肠肽和肠高血糖素被认为属于同一族，它们的生理作用近似，可以是彼此促进或抑制，起到调节作用。它们可以调节消化腺的分泌、促进胰岛素的分泌等。,可图示激素的分级调节和反馈调节,第3节 神经调节和体液调节的关系,以资料分析的形式，将体温调节和水盐调节的大致过程以图解形式呈现，引导学生来分析，从而认识神经调节和体液调节的协调作用。,神经调节和体液调节的比较：列表比较，与原教材相似。 神经调节和体液调节的协调：增加内容较多。安排了 “资料分析”活动，以体温调节和水盐调节为例，让学生分析神经调节和体液调节如何协调。之后，对二者关系作总结。在这节内容中，教材注意突出神经调节和体液调节对于稳态的贡献，并注意将教材内容与现实生活中的健康问题相联系。 课程标准“描述体温调节、水盐调节、血糖调节”，血糖调节在“激素调节”中解决了，体温调节、水盐调节则是作为神经调节和体液调节协调作用的例子在本节安排，并不是为了强调体温和水盐的调节的重要作用。 主要突出了二者协调在维持内环境稳态中的作用。,编写说明,体液免疫和细胞免疫部分内容更新,现行大纲教材和课标教材的描述：“大多数病原体经过吞噬细胞的摄取和处理，暴露出这种病原体所特有的抗原，将抗原传递给T细胞；T细胞将抗原传递给B细胞。少数抗原直接刺激B细胞。B细胞受到刺激后，开始一系列的” 现行大纲教材讲到细胞免疫的效应阶段时，“激活靶细胞内的溶酶体酶，”,体液免疫和细胞免疫部分内容更新,“大多数病原体经过吞噬细胞等的摄取和处理，暴露出这种病原体所特有的抗原，将抗原传递给T细胞，T细胞分泌淋巴因子；少数抗原直接刺激B细胞，B细胞受到刺激后，在淋巴因子的协助下，开始一系列的” “效应T细胞可以与被抗原入侵的宿主细胞密切接触，使这些细胞裂解死亡。”,问题,为什么免疫反应的过程没有按三个阶段来划分？ 教学中如何把握深度？,免疫调节是作为生命个体调节的一种方式出现，而不是做为人体免疫知识的专门介绍，因此不易增加太多内容。,课标要求：概述人体免疫系统在维持稳态中的作用,教学要求 帮助学生认真理解免疫的作用本质,学生问题 1.抗原被天噬细胞处理后为什么还称为抗原？ 2.吞噬细胞的作用是什么？为什么会出现两次吞噬细胞？ 3.只有体液免疫中才出现抗体吗？ 4.抗体的作用是什么？,抗体的作用可以归纳为三个方面： 一是沉淀和凝集。 如果抗原是可溶性蛋白质分子，这种结合就可以使抗原分子失去溶解性而沉淀；如果抗原是细菌，这种结合就会使细菌凝集成团失去繁殖能力或是失去对宿主细胞的黏附能力；如果抗原是病毒，抗体与病毒结合后，可以使病毒失去侵染和破坏宿主细胞的能力。在这之后，吞噬细胞就会将抗原抗体反应形成的沉淀或细胞集团吞噬消化。 二是补体反应。当抗原抗体结合形成复合物或沉淀时，就会激活血清中一组具有酶活性的补体蛋白质，当补体被激活时就会产生破膜复合物，使细菌等抗原因外膜穿孔而死亡。另外，抗体还能促进血液中的杀伤细胞的活性，杀伤细胞能与抗原表面相结合，从而将抗原消灭掉。,关于靶细胞的死亡途径,效应T细胞诱导靶细胞死亡主要通过释放多种介质和细胞因子介导的。 （1）穿孔素（perforin，成孔蛋白）对靶细胞打孔； （2）颗粒酶：一组丝氨酸酯酶，进入靶细胞胞浆，使靶细胞凋亡； （3）TNF（肿瘤坏死因子），与靶细胞表面受体结合，启动caspase程序，使靶细胞凋亡。,分子与细胞观察和实验 遗传与进化假说演绎 稳态与环境系统分析、 建立数学模型,领悟系统分析、建立数学模型等科学方法及其在科学研究中的应用,三、充分利用教材资源，对学生科学方法的训练,什么是系统分析,系统分析是明确系统的边界后，在分析系统组成要素的基础上，分析系统各组分间相互影响的定量关系，建立系统的模型，并利用计算机对系统结构优化，使系统具有功能整合作用的问题分析方法。,第一阶段：定性分析划分边界，确定组分，分析层次、明确问题及研究目标； 第二阶段：定量研究定量研究各组分间的影响关系，建立系统模型； 第三阶段：模型分析确定系统模型的参数，进行模型实验，优化功能 第四阶段：结构优化优化系统结构，实行系统调控，实现优化的系统功能。,第一阶段：定性分析划分边界，确定组分，分析层次、明确问题及研究目标； 第二阶段：定量研究定量研究各组分间的影响关系，建立系统模型； 第三阶段：模型分析确定系统模型的参数，进行模型实验，优化功能 第四阶段：结构优化优化系统结构，实行系统调控，实现优化的系统功能。,实例：种群增长的曲线模型,什么地方的种群，种群中的大小个体、年龄情况（老年、中年、幼年）、出生率、死亡率、迁出和迁入的比率等，如一个水塘中鲤鱼的种群,根据其数量关系，建立增长曲线，既建立系统的数量模型,种群什么时候增长最快、什么时候停止增长等，进行实证,对种群曲线进行修正和优化，并在适当的时期内进行调控，为人类生活和生产服务,教材对系统分析方法的处理,教材考虑到高中生的特点，并不要求学生掌握如此完整的系统分析方法，而是重在引导学生领悟系统方法的思想，初步学会从系统的整体出发，分析部分与部分、部分与整体、整体与外部环境之间的相互关系，而不是孤立、片面地看待事物。 在进行有关系统分析的探究活动时，主要做系统分析的第一阶段的工作，有些活动可深入到第二阶段，比如建立种群增长的数学模型。 系统分析的方法在教材中是内含的，没有外显。,P,P71 以池塘群落为例，介绍系统分析的基本方法,P93 第2节 生态系统的能量流动 加强了生态系统内部结构的能量分析，建立能量流动的金字塔模型,什么是模型方法？,模型的定义：人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的描述。这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。美国国家科学教育标准中的表述：模型是与真实物体、单一事件或一类事物对应的而且具有解释力的试探性体系或结构。,模型的类型： 物理模型（细胞立体结构图，细胞膜结构的实物模型、DNA 双螺旋结构模型、能量金字塔等） 数学模型（能量金字塔、种群增长曲线等） 概念模型：将不熟悉事物与熟悉事物通过隐喻和类推而建立起来的联系。 （细胞、染色体、纺锤体、有丝分裂的概念等）,本模块主要让学生学习建构数学模型的方法。 模型建构活动：一方面是为了让学生通过活动，领悟模型方法简化问题、抽象出问题本质的作用，并在以后的学习和生活中懂得适当应用这一重要方法；另一方面，也是为了让学生通过自主的探究过程，更好地理解和把握有关的生物学概念,模型的价值：能够解释事物是如何运转的或可能运转的。模型的方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是以简化和直观的形式来显示复杂事物或过程的手段。,P65 数学模型种群增长的数学模型，不仅讲数学模型，还介绍建立数学模型的方法。,教材是什么？,教材是按照课程标准的要求人为编制的一种学习资源。 教材符合课程标准的要求 教材是一种主要的学习资源 教材集中了许多的心血，具有一定的权威性。,四、 依据课课标准准确定位教学目标,1.知识内容教学应突出重点 教材中的知识内容不必讲述得面面俱到。应当认真研究课标的要求，分析不同教学内容的难易程度和教育价值，确定教学重点和难点。知识内容的讲授集中在突出重点、突破难点上。要突出主干知识，突出核心的概念和原理。枝节性知识、学生自己读书即可明白的知识，可以略讲或不讲，可以让学生自学。,做与不做 做的方式,根据课标的具体内容标准和活动建议来确定. 根据学校课程资源条件来确定. 根据不同探究活动的教育价值来确定. 不同的探究活动应采取不同的处理方式。 如下页.,(1)对探究活动的取舍,2、对实验内容的取舍,通过血糖平衡的调节的分析和模型建构，说明激素的反馈调节,3.注意加强课标和教材中应出现的内容的教学,评述植物激素的应用价值P54 涉及的赤霉素、乙烯等,试题考核 P53 P58,背景：感染赤霉菌而患恶苗病的水稻植株，要比周围的健康植株高50%以上，患病植株结实率很低。,假设：,赤霉菌可能产生了某种物质，这种物质促进了患恶苗病的水稻植株比健康植株长得更高，结实率很低。,设计实验：,1、配制等量的培养赤霉菌的液体培养基两份，并灭菌处理。,2、将赤霉菌接种到一份液体培养基上，并置于适宜的条件下培养。另一份液体培养基不进行接种处理。,5、定期将甲液喷施到A组水稻的幼苗上，将乙液喷施到B组水稻的幼苗上，而C组水稻幼苗不作处理，将三组水稻幼苗放在适宜的同等条件生长。,6、定期观察水稻幼苗的生长状况，测量、记录三组水稻的平均株高和结实率。,3、一段时间后，分别过滤得到两份液体培养基的滤液，其中接种了赤霉菌的滤液为甲液，未接种赤霉菌的滤液为乙液。,4、选取生长状况基本相同的水稻幼苗若干，平均分成A、B、C三组。,预测结果：,A组水稻幼苗的平均株高要比B组和C组水稻幼苗的平均株高要高，结实率要低；B组和C组水稻幼苗的平均株高基本相同，结实率基本相同。,3.注意加强课标和教材中应出现的内容的教学,评述植物激素的应用价值P54 涉及的赤霉素、乙烯等 概述人体神经调节的结构基础和调节过程 探讨动物激素在生产中的应用（情感经历水平） 阐明群落的演替 举例说出生态系统中的信息传递,4、对教材栏目的取舍 用与不用 用的位置 用的方式,教材各种栏目如何运用,问题探讨:上课导入时可用,意图是思维热身,不一定马上讨论出答案. 本节聚焦:本节重点,教师清楚即可,不必写在黑板上. 资料分析和思考与讨论:在课堂教学中灵活穿插,不一定严格按照教材上的位置，也不一定都做. 练习:基础题是所有学生必做的.拓展题是选做的,意在活跃思维,并且不都追求统一答案. 旁栏思考题:感兴趣的同学思考，不要求都做。 相关信息、知识链接、学科交叉等不做必学要求。 自我检测：概念检测、知识迁移和技能应用是必做的，思维拓展是选做的。,问题：教学过程和活动都是教师严密控制的程序吗？,现象： （1）幻灯一张接一张，问题一个接一个 （2）内容无论难易都平均用力和用时 （3）讲课45分钟从上课铃开始到下课铃声结束 （4）教学活动是一种严密的程序性活动,谢 谢 大 家 ！,本章特点：,1. 科学方法的教育十分突出 调查种群密度的方法：样方法、标志重捕法 学习建构种群增长的数学模型的方法 P65 用系统分析的方法分析群落的结构 P71,几个概念,取样调查法：样方法（植物） 标志重捕法（活动能力强、活动范围大的动物） 取样器取样法：土壤中有较强活动能力，身体微小的动物 抽样调查法：遗传病几率调查（家族遗传病除外） 抽样检测法：微生物的计数 原则：随机取样,3.6 生态环境的保护 具体内容标准 探讨人口增长对生态环境的影响。 关注全球性生态环境问题。 概述生物多样性保护的意义和措施。 形成环境保护需要从我做起的意识。 活动建议 调查当地生态环境中的主要问题，提出保护建议或行动计划。 搜集应用生物技术保护生物多样性的实例。,。,3.1 植物激素的调节,3.3 人体的内环境与稳态,说明稳态的生理意义。 举例说明神经、体液调节在维持稳态中的作用。 描述体温调节、水盐调节、血糖调节。 概述人体免疫系统在维持稳态中的作用。 关注艾滋病的流行和预防。,3.4 种群和群落 具体内容标准 列举种群的特征。 尝试建立数学模型解释种群的数量变动。 描述群落的结构特征。 阐明群落的演替。 活动建议 探究培养液中酵母种群数量的动态变化。 土壤中动物类群丰富度的研究。 调查当地自然群落中若干种生物的生态位。 探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替。 3,3.5 生态系统 具体内容标准 讨论某一生态系统的结构。 分析生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用。 举例说出生态系统中的信息传递。 阐明生态系统的稳定性。 活动建议 设计并制作生态瓶。 调查或探讨一个农业生态系统中的能量流动。 3.,关于抗原,抗原：可广泛用于指被B细胞或（和）T细胞表面抗原受体（即一些膜结合抗体）所识别的任何分子。 分类（根据产生抗体时是否需要T细胞的参与 ） TD抗原：在刺激B细胞产生抗体时需要T细胞的辅助，在T细胞缺乏时不能诱导抗体产生，故又称为胸腺依赖性抗原，主要为蛋白质类抗原。 刺激T细胞产生细胞免疫反应。 TI抗原：主要是非蛋白质类抗原，如多糖、脂类、核酸等，它们诱导的抗体反应无须T细胞的辅助。能诱导初次免疫应答，但无记忆细胞产生，所产生的抗体主要是IgM抗体。TI抗原不刺激T细胞产生细胞免疫反应。,主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex, MHC）,MHC是存在于所有脊椎动物（除无颌类以外）细胞膜表面的一组与免疫排斥反应有关的蛋白质。 它在胚胎发育中产生，所有的细胞上都存在。 免疫系统正是通过MHC来识别“自我”与“非我”成分的 。 人类的MHC称为HLA（人类白细胞抗原），其基因位于第6号染色体短臂。,抗原递呈细胞（antigen-presenting cell, APC）,能摄取和在细胞内加工处理抗原，并将抗原信息递呈给T细胞的细胞称为抗原递呈细胞，它是一组特化的细胞群体。 包括单核细胞、各种巨噬细胞、B细胞、树突状细胞（是体内抗原递呈功能最强的APC）、内皮细胞等。其中最重要的是树突状细胞、单核-巨噬细胞和B细胞。 树突状细胞可刺激初始T细胞活化、增殖，分化为效应T细胞，B细胞和单核-巨噬细胞只能将抗原递呈给效应T、B细胞，不能刺激初始T细胞。 在细胞免疫中，主要是巨噬细胞将抗原递呈给T细胞；在体液免疫中，B细胞是主要的抗原递呈细胞。,T细胞的类群,根据T细胞的分化状态、表达的细胞表面分子以及功能的不同 初始T细胞：没有接触过抗原刺激的成熟T细胞，处于细胞周期的G0期，存活期短； 效应T细胞：执行机体免疫效应功能的细胞； 记忆性T细胞：维持机体免疫记忆功能，处于G0期，存活时间很长，可达数年，甚至几十年。 根据T细胞在免