《稳态与环境》模块教材介绍

1、赵占赵占良良2005年l生物个体、种群、群落、生态系统是不生物个体、种群、群落、生态系统是不同层次的生命系统。同层次的生命系统。l生命系统都存在稳态。生命系统都存在稳态。l生命系统都是开放的系统，与其环境之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。间不断进行着物质、能量和信息的交流。l在不断变化的环境中，生命系统能够通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。过自我调节实现稳态。l稳态与环境是本模块的两大核心概念。稳态与环境是本模块的两大核心概念。彼此又相互关联。彼此又相互关联。 贝尔纳（贝尔纳（1857）：）： 细胞外液是细胞生活的直接环境，细胞外液是

2、细胞生活的直接环境，其整体构成机体的内环境。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内环境稳定是机体各种生理活动的共同目标。共同目标。坎农（坎农（1926）：）： 内环境并不是处于静止的、固定不变的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，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代偿性调节反应所形成的稳定状态称为稳态（稳态（hom

3、eostasis).并指出稳定的相对性。并指出稳定的相对性。稳态的现代概念稳态的现代概念： 稳态不局限于内环境的范畴，而是适用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，宏观水平上如种群数量的稳态、生态系统的稳态。态系统的稳态。稳态稳态通过调节而实现：通过调节而实现： 贝尔纳贝尔纳：主要通过神经调节主要通过神经调节 坎农坎农：神经调节和体液调节共同作用。：神经调节和

4、体液调节共同作用。 控制论控制论：探测器、控制中心和受控部：探测器、控制中心和受控部分。控制中心和受控部分间有反馈调节分。控制中心和受控部分间有反馈调节作用。作用。 现代观点现代观点：神经免疫内分泌调节网络：神经免疫内分泌调节网络稳态稳态通过调节而实现：通过调节而实现： 普通高中生物课程标准普通高中生物课程标准：“所有所有的生命系统都存在于一定的环境中，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，依靠自在不断变化的环境条件下，依靠自我调节机制维持其稳态我调节机制维持其稳态”。l生物学词典（科学出版社）： 主体存在的场所，即把某个主体的主体存在的场所，即把某个主体的外界称为这个主体的

5、环境。外界称为这个主体的环境。 主体一般是指个体或个体的集群，主体一般是指个体或个体的集群，此外，把单个的细胞、组织等当作此外，把单个的细胞、组织等当作主体来研究也是不少的。主体来研究也是不少的。l课程标准中课程标准中“设计思路设计思路”： 本模块有助于学生认识发生在生物体内本模块有助于学生认识发生在生物体内部和生物与环境之间的相互作用，理解部和生物与环境之间的相互作用，理解生命系统的稳态，认识生命系统结构和生命系统的稳态，认识生命系统结构和功能的整体性；领悟系统分析、建立数功能的整体性；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学模型等科学方法及其在科学研究中的应用；形成生态学观

6、点和可持续发展的应用；形成生态学观点和可持续发展的观念。观念。l课程标准中的“内容标准”： 本模块选取有关生命系统的调节与稳态本模块选取有关生命系统的调节与稳态的知识，有助于学生理解生命活动的本的知识，有助于学生理解生命活动的本质，了解系统分析的思想和方法，提高质，了解系统分析的思想和方法，提高对生命系统与环境关系的认识，并为学对生命系统与环境关系的认识，并为学生树立人与自然和谐发展的观念，形成生树立人与自然和谐发展的观念，形成生态意识和环境保护意识奠定基础。生态意识和环境保护意识奠定基础。l从系统的视角认识生命活动的规律和本质。 个体水平：动物和人体生命活动的调节。 群体水平：生态系统的自我

7、调节。l深入理解稳态、调节、环境等核心概念。l科学方法教育侧重点： 系统分析方法 模型方法 l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，建立系统的数学模型，并利用计算机圣系统结构优化，使系统具有功能整合作用的问题分析方法。l第一阶段：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；l第二阶段：第二阶段：定量研究定量研究各组分间的影响关系，建立系统数学模型；l第三阶段：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l第四阶段：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。l重在领悟系统分析方法

8、的思想，初步学会从系统的整体出发，分析整体与局部、部分与部分、整体与外部环境之间的相互关系。l在进行相关探究活动时，主要做系统分析的第一阶段的工作，有些活动可以深入到第二阶段，如建立种群增长的数学模型。l模型是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。l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。l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。l模型的形式：

9、物理模型、概念模型和数学模型。l本模块主要让学生学习建构数学模本模块主要让学生学习建构数学模型的方法。型的方法。l关注生物科学的发展与社会的关系。l形成环境保护意识，树立人与自然和谐发展的观念。l其他方面：科学态度、科学精神、创新意识、民族自豪感和责任感等。l贯彻落实课程标准的基本理念，根据本模块的具体内容标准，结合学生的年龄特征、认知规律和教学实际，本着便于教和学的原则进行设计。l编排体系的设计l知识内容深广度的把握l强化科学方法教育、培养科学探究能力的途径lSTS教育思想的渗透课和标准中具体内容标准的规定课和标准中具体内容标准的规定 3.1 植物的激素调节 3.2 动物生命活动的调节 3.

10、3 人体的内环境与稳态 3.4 种群和群落 3.5 生态系统 3.6 生态环境的保护l稳态和环境是贯穿整个模块的核心概念。l知识性目标大多属理解水平（61%）l重视实践能力的培养（5项调查、多项探究和设计）。l关注科学技术与社会的联系（STS条目有7项，占27%。l教学内容以生物个体、种群、群落和生态系统各个层次系统的稳态（或稳定性）的维持为展开，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。 系统的组成和结构 稳 态 系 统 内 的 相 互作用 系 统 与 环 境 的相互作用 自我调节 环境 机体细胞+内环境 神经调节、体液调节

11、、免疫调节 稳态与健康 群体水平 种群 群落 生态系统 人 类 活 动 与 生 态环境 稳态与环境 生产和生活 个 体 水 平（以人体为主） l第1节 细胞生活的环境l第2节 内环境稳态的重要性l第1节 通过神经系统的调节l第2节 通过激素的调节l第3节 神经调节与体液调节的关系l第4节 免疫调节 l第1节 植物生长素的发现l第2节 生长素的生理作用l第3节 其他植物激素l第1节 种群的特征l第2节 种群数量的变化l第3节 群落的结构l第4节 群落的演替l第1节 生态系统的结构l第2节 生态系统的能量流动l第3节 生态系统的物质循环l第4节 生态系统的信息传递l第5节 生态系统的稳定性l第1节

12、 人口增长对生态环境的影响l第2节 保护我们共同的家园l深度把握在理解水平。l把握基础性，体现先进性。l突出重点，点面结合，使内容层次分明。l纵横衔接，促进知识网络的形成。l安排丰富多样的科学探究活动：实验（1）（探究（5）、模型建构（1）、资料分析（资料搜集和分析）（11）、思考与讨论（19）、技能训练（4）、调查（课外实践）（4）、制作（1）等。l鼓励学生积极思考和讨论：活动中的讨论题、“问题探讨”、旁栏思考题、想像空间等。l教材展示给学生的生物学，是在先进的技术手段支持下不断成长的生物学，是通过技术而不断转化为生产力的生物学，是在广阔的社会背景中，对人类文明有着巨大的推动作用，同时又可能

13、产生一些负面影响和冲击的生物学。l具体做法： （1）介绍有关生物科学、技术和社会关系的资料。 （2）引导学生深入探讨生物科学、技术和社会之间复杂的互动关系。情感态度价值观情感态度价值观具体内涵具体内涵相应内容举例相应内容举例辩证唯物主义观点相互作用、普遍联系 激素间的相互作用生物与环境之间的相互作用结构与功能相适应局部与整体相统一多样性与共同性相统一神经系统的结构与功能神经和体液的分级调节生态系统的多样性与基本结构的共同性生态学观点种群、群落、生态系统等热爱祖国的情感 关注我国生物资源、人口、环境、科技发展水平生态环境的保护一章关心家乡建设调查当地农田生态系统中的能量流动情况认同我国科技、经济

14、、社会发展的巨大成就我国生态农业的发展 科学精神科学态度敢于质疑 尊重事实严谨、仔细善于反思勇于创新和实践稳态概念的提出和发展促胰液素的发现生长素的发现科学价值观认识科学和技术的性质 促胰液素的发现生长素的发现理解科学、技术和社会的互动乐于参与相关社会事务的讨论评价应用激素类药物的利与弊评述植物生长调节素的应用科技与职业意识神经外科医生、植保员、林业工程师、景观设计师可持续发展观认同人与自然和谐发展的意义教材第四、五、六章保健意识，关爱他人珍爱生命，认同生活方式与健康的关系 拒绝毒品，慎用心理药物艾滋病威胁人类的免疫缺陷病l重视与生活经验的联系，创设问题情景，驱动知识的建构 每节都从“问题探讨”入手。 不