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文档简介
理解教材,把握教学一、《稳定与环境》模块的定位二、《稳定与环境》模块的教育价值三、《稳定与环境》模块的核心概念与主要方法四、《稳定与环境》教材设计思路与编写方法五、《稳定与环境》教材教学分析与建议六、案例分析一、《稳态与环境》模块的定位分子与细胞遗传与进化稳态与环境必修三模块稳态与调控生物与环境认识生命活动的本质和规律从细胞水平上认识生命系统的物质基础和结构基础从基因水平上认识生命系统的发生和发展从个体和群体水平上认识生命系统内部的调节机制以及与环境的关系《分子与细胞》模块《遗传与进化》模块《稳态与环境》模块
引出了一条从生物个体、种群、群落到生态系统的不同层次上思考“稳态与环境”的主线。
把握《稳态与环境》模块的关键点是什么?第一,将生物的个体和群体看作不同层次的生命系统,它们都在与外界环境的相互作用中,通过自身的调节机制维持稳态。第二,稳态与环境是两个重要的方面,但它们并不是简单合并,而是由一些核心概念统领,在个体和群体两个水平上的研究。
“稳态与环境”的内容载体:二、《稳定与环境》模块的教育价值
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;形成生态学观点和可持续发展的观念。”
——《普通高中生物课程标准》怎样理解——“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,理解生命系统的稳态,认识生命系统结构和功能的整体性。”——这句话?
——从系统的视角,认识生命活动的规律和本质。
——从开放的视角,揭示生命系统与外界环境之间不断进行着物质交流、能量转换和信息传递。
——从动态的视角,展现生命系统时刻处于动态变化过程之中,而且动态变化是在一定范围内进行的,否则就会解体,导致系统崩溃。
——从反馈的视角,分析稳态是生命系统能够独立存在的必要条件;稳态维持靠的是生命系统内部的自我调节机制。怎样理解——“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。”——这句话?——思想重建:构建系统生物学的思想体系。当代生物学的发展,形成了系统生物学(SystemBiology)。系统生物学的一个重要方面,就是利用系统概念、系统思想和系统方法来理解生物学知识,重新整合原有的生物科学知识体系,这已成为“生物学革命”的内容之一,国际上称为“利用系统方法进行生物学革命”。——内容的重整科学事实:“植物的激素调节”和“动物生命活动的调节”两个单元,它们是建立科学理论的基础和前提。科学概念:“说明稳态的生理意义”和“阐明生态系统的稳定性”,提出了“稳态”的概念;“举例说明神经、体液调节在维持稳态中的作用”、“概述人体免疫系统在维持稳态中的作用”、“举例说出生态系统中的信息传递”等知识点,提出了“调节”和“环境”的概念,科学范例:“描述体温调节、水盐调节、血糖调节”、“描述群落的结构持征”、“阐明群落的演替”、“讨论某一生态系统的结构”等作为应用范例。怎样理解——“形成生态学观点和可持续发展的观念。”——这句话?——关注生物科学的发展与社会的关系。——形成环境保护意识,树立人与自然和谐发展的观念。——其他方面:科学态度、科学精神情感态度价值观具体内涵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、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
三、《稳态与环境》模块的核心概念与主要方法
在本模块中,以“稳态”、“环境”和“调节”三个科学通用概念把生物个体水平和群体水平统一起来。而在这三个概念的后面是本体论的“系统”概念。如何理解“稳态”概念?1.“稳定”与“稳态”例1:桌面上的硬币稳定不稳定
牛顿第一定律认为:物体在没有外力作用时,静者恒静,动者恒动。稳定性是事物固有的,根本属性;而运动或变化是外力强加的。这是机械的静态稳定观,即稳定等于无变化。
结论一:稳定性一般是指系统具有的抗干扰性,从而保持自身原状的性质。一个系统抵抗外来的或内部的干扰的能力越强,就表示该系统的稳定性越强。例2:反映在生物体上——每天都有成千上万的微生物进入我们的体内,但绝大多数人都没有生病。——人们每天饮水量不同,出汗多少不等,但体温、体内的pH值、血液粘稠度等基本上是恒定的。这些事例用静态的稳定观都无法解释!
“生命体必须处于这样一种状态:不为其周围的、常常是有害的强大力量所毁坏、溶解或分解。在这种明显矛盾的情况下,只有机体能对外界刺激发生兴奋并具有改变自己的能力从而调节它对刺激的反应时,才能保持它的稳定。正是因为它是可变的——轻微的不稳定,是使机体保持真正稳定的必要条件”
——来希特(C.Richet)
结论二:现代的稳定观不再是牛顿认为的静态稳定性,而是动态的稳定、发展状态的稳定。
静中有动,动中有静,是对立统一。2.稳态的概念简单地理解:稳态即为动态稳定。
——稳定的概念首先是由贝尔纳(C.Bernard)提出的。他认为(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。——后由坎农(W.B.Cannon)进一步明确(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(homeostasis).并指出稳定的相对性。
在1932年坎农出版的专著《躯体的智慧》中提出:“这个词不是表示某种固定不变的事物,表示一种停滞状态,它表示这样一种情况:一种可变的而又保持相对恒定的情况。”3.稳态的普遍性稳态在自然界中普遍存在。
在生物学中,稳态也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。
贝塔朗菲(L.Bertalanffy)在《一般系统论》一书中说,系统观的中心问题是对稳定性的理解。
注意:系统分析方法是本模块的重要方法。4.生物体稳态的机制
稳态通过调节而实现:贝尔纳:主要通过神经调节坎农:神经调节和体液调节共同作用。控制论: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作用。现代观点:神经免疫内分泌调节网络“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”。
——《普通高中生物课程标准》
“稳态”概念,应当把握的要点有:——稳态并不意味着稳定不变,而是指一种可变的相对稳定的状态。这种状态是靠完善的调节机抵抗外界环境的变化来维持的。——各个层次的生命系统都存在稳态。——就人体而言,稳态是通过神经、内分泌和免疫调节网络来维持的。这里强调了免疫调节在稳态维持中的作用。如何理解“环境”概念?
主体存在的场所,即把某个主体的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,此外,把单个的细胞、组织等当作主体来研究也是不少的。
——《生物学词典》(科学出版社)如何理解“调节”概念?上世纪40年代,通过运用数学和物理学的原理和方法,分析研究各种工程技术的控制和人体的各种功能调节,得出了一些有关调节和控制过程的共同规律,产生了一个新的学科——控制论。
1943年维纳在控制论奠基性文献《行为、目的和目的论》中指出:一切有目的的行为都可以看作需要负反馈的行为。“目的论等于由反馈来控制的目的”。从控制论的观点来分析,控制系统可分为非自动控制系统、反馈控制系统、前馈控制系统。非自动控制系统由控制部分对受控部分发出活动的指令,但受控部分的活动不会影响控制部分的活动。控制方式是单向的,是一个开环系统。在人体正常的生理状态下,这种控制是极为少见的。反馈控制系统由控制部分对受控部分发出活动的信号,而受控部分的活动可被一定的感受装置感受,感受装置再将受控部分的活动作为反馈信号送回到控制部分,使控制部分的活动发生相应的变化,从而对受控部分的活动进行调节,是一个闭环系统。在反馈控制系统中,若反馈调节使受控部分的活动向和它原先活动相反的方向发生改变,称为负反馈(negativefeedback)调节;若反馈调节使受控部分继续加强向原来方向的活动,则称为正反馈(positivefeedback)调节。在人体正常的生理状态下,极大多数情况都是负反馈,少数情况下是正反馈。前馈控制(feed-forwardcontrol)系统:控制部分对受控部分发出活动信号的同时,又通过另一快捷途径向受控部分发出前馈信号,及时的调控受控部分的活动。作用是有更好的预见性和精确性。例如,条件反射就属于一种前馈控制。当食物尚未入口,唾液就开始分泌,胃肠道出现运动和分泌,为食物的消化与吸收作了准备。如何理解“系统”概念?
本世纪中叶以来,以一般系统论等为代表的系统科学作为一个学科群蓬勃发展起来,并在一些复杂问题的处理上取得了有目共睹的成就。系统思想的核心,是强调系统作为一个整体而不是各部分的简单混合而存在。
把握整体性,首要的是理解层次性。从逻辑上说,后者是前者的具体表现。所以,把握好系统的层次性是系统思想的一个基本出发点。层次的产生即“新质”的产生。这不同于传统的还原论的思想(复杂的事物是由比它相对简单的系统结构组成的)。
在本模块中,以系统分析方法、模型方法为科学方法教育的侧重点。“稳态与环境”模块的科学方法
《标准》在“稳态与环境”模块的前言中指出:“本模块选取有关生命活动的调节与稳态的知识、生物与环境的知识,有助于学生理解生命运动的本质,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。”
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,系统结构优化,使系统具有功能整合作用的问题分析方法。1.什么是系统分析系统分析一般步骤第一阶段: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,建立系统数学模型;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。本模块的系统分析方法的侧重点:——重在领悟系统分析方法的思想,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。——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。——系统分析能力是一种非常重要的综合实践能力。
需要把握:一方面对生命系统的要素、结构、边界、环境、性能等系统的基本特征做分析,另一方面对系统的状态及其调控做分析。例如,就生态系统作系统分析要素指组成成分,即生产者、消费者、分解者等生物成分和非生物的物质和能量;结构包括时空结构和营养结构(食物链和食物网);边界指系统的范围,生态系统是模糊集合,其边界是一个模糊概念,根据研究的需要划定;环境指一个生态系统的外部环境条件,系统与环境之间具有物质、能量和信息的交流,两者相互联系、相互影响,并共同组成一个更大的系统;性能指系统整体的特性和功能,系统的整体特性表现为该系统与其他系统的区别,系统的功能则反映了系统与外部环境相互作用的程度,或系统获取输入、予以变换而产生输出的能力。以上这些方面构成了一个生态系统的基个特征。
生态系统的状态都是开放系统,系统的稳态就是生态平衡状态。生态系统状态的重要指标是它的生产量,包括输入、输出、净生产量和效率。每个生态系统都具有一定的自动调节能力,在不断变化的环境条件下,依靠自我调节机制维持其稳态,实现物质循环和能量流动的相对稳定。
本模块中渗透和利用系统分析的思想和方法进行教学的有:
“描述群落的结构特征”“讨论某一生态系统的结构”“阐明群落的演替”“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”“阐明生态系统的稳定性”“探讨人口增长对生态环境的影响”“关注全球性环境问题”
“利用计算机辅助教学软件模拟人体某方面稳态的维持”“调查当地自然群落中若干种生物的生态位”“调查或探讨一个农业生态系统中的能量流动”“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”系统分析实例系统分析实例系统分析实例2.
模型和模型方法
什么是“模型”?
模型即为模拟原型(所要研究的系统的结构形态或运动形态)的形式。它不再包括原型的全部特征,但能描述原型的本质特征。
模型方法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。
什么是模型方法?
模型方法是指以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法,是逻辑方法的一种特有形式。
《标准》依据国际科学教育的发展,将模型和模型方法列入了课程目标。
美国《国家科学教育标准》把模型和科学事实、概念、原理、理论并列为科学主题的重点,并将构建、修改、分析、评价模型作为高中学生的基本科学探究能力。
在高中生物课程中经常使用模型方法有:
物质模型。分为两类:实物模型如生物体结构的模式标本;模拟模型如细胞结构模型、各种组织器官的立体结构模型等。思想模型。分为两类:一类是以形象化方法(或称为意象思维方法)构建的具象模型,它是人们在思维中通过对生物原型的简化和纯化而构思出来的。具象模型具有一定的形态结构特征,如DNA分子双螺旋结构模型、生物膜液态镶嵌模型等。它能使研究对象直观化,既可以促进研究,又可以简略描述研究成果,使之便于理解和传播。另一类是以理想化方法(或称抽象思维方法)构建的模型,是人们抽象出生物原型某些方面的本质属性而构思出来的,例如呼吸作用过程图解、光合作用过程图解等过程理想模型,食物链和食物网等系统理想模型。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。模型方法实例模型方法实例探究活动:“探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替”“设计并制作生态瓶”
例如,“设计并制作生态瓶”制作的是一个活体实物模型,运用这个模型进行的是对生态系统运行的模拟实验。
在科学研究中,有时受客观条件的限制,不能对某些自然现象进行直接实验,这时就要人为地创造一定的条件和因素,在模拟的条件下进行实验。利用活体实物模型进行的模拟实验,在生命科学研究中被广泛应用,但具有一定的复杂性。因为变量较多,而且变量之间的关系,除因果决定性因素,还存在许多非因果决定性的因素,所以需要做系统分析。就本案例来说,一方面需要对生态瓶的组成成分、结构、环境、性能等做分析,另一方面需要对系统的能量转换和物质流动状态及其调控做分析。这对学生深入理解生态系统的结构、生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用、生态系统中的信息传递、生态系统的稳定性等,无疑具有重要的教育价值。但也正因为生命系统的复杂,所以活体生物模型与实际事物相比,存在较大差异。这是需要讲清楚的。3.数学方法
数学方法指运用数学语言表述事物的状态、关系和过程,并加以推导、演算和分析,以形成对问题的解释、判断和预测的方法。目前,数学在生物学、医学等领域正起着越来越重要的作用,甚至医生做手术之前都可以先进行数学模拟以预知各种方案可能出现的后果,再依据个人的经验来选择手术方案。数学方法在科学教育中的价值更是不言而喻,本模块对数学方法的使用,包括以下4个方面。
(1)定义概念。以数学方法揭示事物的本质及其发展变化规律,为研究工作提供一种简明精确的形式语言,具有重要的科学认识论价值和方法论价值。“稳态与环境”模块没有明确要求用数学式定义概念,但“列举种群的特征”这个知识点中种群密度,年龄结构和性别结构,出生率和死亡率等,那就是用数学式定义的概念。
(2)对生命现象的空间关系和数量关系进行描述、分析和计算。例如,以条形图、曲线图、统计图等来表现某一生命现象的统计数字大小及其变化,这在生物课程中已广泛应用。
(3)统计方法的运用。“稳态与环境”模块中有两个活动建议:“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”和“土壤中动物类群丰富度的研究”。前者是用描述统计方法表达大数过程的规律性,后者是用选取统计方法进行从样本到总体的推理。
(4)用数学模型来表现生物学现象、特征和状况。对数学模型,“稳态与环境”模块中安排了一个要求:“尝试建立数学模型解释种群的数量变动。”四、《稳定与环境》教材设计思路与编写方法
(一)设计思路1.编排体系的设计(1)依据课程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
3.3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(2)教材编排的基本框架教学内容以生物个体、种群、群落和生态系统各个层次系统稳态的维持为展开,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。
多层次生命系统细胞······个体种群群落生态系统生命系统的层次:把握点:(3)知识内容深广度的把握具体内容标准中:了解水平(举例说出,描述,列举):6项理解水平(阐明,说明,概述,搜集,举列说明):11项应用水平(分析):1项
由此可见:知识性目标大多属理解水平(61%),这就要求在教学中要把握概念内在的逻辑关系,并与已有知识建立联系,进行解释、推理、区分、扩展、提供证据,收集和整理信息等等。提供丰富多样的科学活动: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)等等。(4)重视实践能力的培养活动类型活动内容所在章节实验生物体维持pH稳定的机制第1章第2节探究探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度第3章第2节用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度第4章第1节培养液中酵母菌种群数量的变化第4章第2节土壤中小动物类群丰富度的研究第4章第3节土壤微生物的分解作用第5章第3节调查体温的日变化规律第1章第2节调查当地农田生态系统中的能量流动情况第5章第2节模型建构建立血糖调节的模型第2章第2节制作设计并制作生态缸,观察其稳定性第5章第5节课外实践设计实验,证明性外激素的作用第5章第4节搜集我国利用生物技术保护生物多样性的资料第6章第2节主要科学活动内容科学活动类型特点能力目标实验说明材料用具、方法步骤等,由学生按提示操作培养操作技能和观察能力探究学生自行制订探究方案,自主探究全面提高科学探究能力模型建构提供一定的指导,由学生动手动脑建构模型领悟和运用建构模型的方法资料分析提供让学生分析的资料培养信息处理能力资料搜集和分析让学生搜集资料培养信息搜集和处理能力思考与讨论提出问题,让学生围绕问题展开讨论培养思维能力技能训练就科学探究的某一环节创设情境,提出问题训练过程技能调查提出要求和提示,让学生到自然界或社会中进行调查培养操作能力制作提供较详细的指导,由学生动手制作培养操作能力课外实践提出要求,让学生从事实践活动培养操作能力科学活动特点与能力目标资料分析具体做法:(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。(5)渗透STS教育思想(二)教材编写方法
1.重视与生活经验的联系,创设问题情景,驱动知识的建构(问题驱动式学习)主要方式有:每节都从“问题探讨”入手。不少章节采取问题串的形式2.加强内容的引导性和开放性,促进探究性学习
主要方式有:
——有些问题不直接给出答案,让学生通过活动来寻求答案。
——让学生自己搜集信息。
——“探究”的写法重在引导。
——介绍未解决的问题或存在的争议
——有些习题的答案不惟一。3.改进教材编写模式,促进三维教学目标的达成。主要方式有:
问题探讨、正文主栏、正文副栏、练习。正文中灵活安排“相关信息”、“知识链接”、“想像空间”、“?”等,有的节后有“技能训练”或课外阅读。栏目名称栏目功能本节聚焦提出本节要探讨的问题,明确学习目标旁栏思考题深入理解正文主栏内容,活跃思维,培养求异思维和发散思维相关信息正文主栏内容的补充和延伸,一般不要求记忆知识链接不同章节前后呼应,形成概念间的逻辑联系学科交叉体现生物学与其他学科的交叉渗透,利于知识综合,形成知识网络想像空间体现知识迁移,培养想像能力技能训练训练科学探究技能,有时相当于作业各栏目的主要功能课外阅读栏目栏目功能科学、技术、社会反映科学、技术和社会的互动,体现科学和技术的价值科学家的故事介绍科学家的研究过程、研究方法和成果,给学生以科学方法、科学态度等方面的启迪科学史话介绍科学某一领域发展的历史,帮助理解科学的本质与生物学有关的职业体现生物学与职业的联系,提高人生规划能力课外阅读栏目功能4.重视对学生的形成性评价。检测类型检测功能节后练习基础题巩固对基本概念和原理的理解拓展题培养知识迁移和发散思维能力,供学有余力的学生选做自我检测概念检测检测概念理解的准确性,分析概念之间的逻辑联系知识迁移运用所学知识分析和解决新情境中的问题,特别是来自生产和生活实际的问题技能应用训练科学探究技能思维拓展在本章内容基础上进一步拓展,进行更深入、更广阔的思考,培养求异思维和发散思维等能力附:概念图(ConceptMap)——一种可视化的学习方法
所谓“概念图”,是指利用图示的方法来表达人们头脑中的概念、思想和理论等,是把人脑中隐形知识显性化、可视化,便于思考、交流和表达。
概念图是一种表达知识的网络图形化技术,知识图由概念网络构成,网络包括节点和连线,节点代表概念,连线代表概念之间的联系。概念图可以帮助学生:1、澄清思路2、加强理解3、内化新知识,知识系统化4、激发创造性思维概念图用于概念教学概念图用于探究活动五、《稳定与环境》教材教学分析与建议《标准》中提出了七条教学建议:——深化对课程理念的认识——全面落实课程目标——组织好探究性学习——加强实验和其他实践活动的教学——注意学科间的联系——注重生物科学史的学习稳态与环境分子与细胞生物科学与社会现代生物科技专题人体的器官移植生物技术药物与疫苗生物科学与环境保护生态工程模块间联系第1节
细胞生活的环境第2节
内环境稳态的重要性引出稳态和环境的概念,提出要从稳态和环境相互的角度来思考生命系统。从内环境(老教材中已有)来认识稳态的调节机制,同时引出生命活动的调节。1.本章教学指向
建议:本章教学可以从3张题图照片,提出问题,引发学生思考开始2.本章教学时数人体的内环境与稳态细胞生活的环境,1课时内环境稳态的重要性,2课时(含实验1课时)3.本章教学重点(1)说明内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介(2)说明内环境稳态及其意义关于(1),建议联系模块1中“物质进入细胞”的知识,以及初中学过的消化、呼吸、循环、泌尿系统等知识,使建立新旧知识的联系,以问题驱动展开教学。关于(2),可以先举一些事例让学生形成稳态的感性认识,在此基础上建立起稳态的概念;结合学生自主探讨“生物体维持pH稳定的机制”,进一步使学生理解稳态这一概念。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
引导学生认识神经、体液、免疫调节在维持个体层次生命系统稳态中的作用。引导学生认识反馈调节的原理,并会建立血糖调节的模型。1.本章教学指向2.本章教学时数动物和人体生命活动的调节通过神经系统的调节,2课时免疫调节,2课时通过激素的调节,2课时神经调节与体液调节的关系,1课时建议:可以从回顾初中相关知识展开教学。3.本章教学重点(1)说明兴奋在神经纤维上传导和在神经元之间的传递(2)运用建模型的方法,建立血糖调节的模型(3)说出神经调节与体液调节之间的协调关系(4)概述免疫系统在维持稳态中的作用关于(1),由于该知识相对比较抽象,不容易理解,故是本章教学的难点。教材在介绍这部分内容时,采取了简化处理的方式,图文相配。教师要把握好难度,到位而不越位,不要过多涉及原理的介绍。关于(4),免疫内容多而复杂,教学中要抓住“稳态”这个中心,以“艾滋病问题”为切入口,让学生通过资料分析艾滋病的死因等问题。第1节植物生长素的发现第2节生长素的生理作用第3节其他植物激素1.本章教学指向通过生长素的发现过程,引导学生思考科学研究中的逻辑推理的严密性。建议:教学中要让学生体会逻辑推理的严密性和科学的想象力。围绕发现了什么问题?实验解决了什么问题?尚未解决的问题是什么?如何设计实验?开展教学2.本章教学时数植物激素调节植物生长素的发现,1课时生长素的生理作用,1课时其他植物激素,1课时3.本章教学重点(1)体验发现生长素的过程和方法(2)尝试探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度。(3)评述植物生长调节剂的应用关于(1),教师要时刻以科学发现中折射出逻辑严密性和科学探究的精神为主线,激发学生的探究欲望,体会其中的科学方法。关于(2),建议教师提出做本实验的预实验,这样可以避免实验时间的浪费。第1节种群的特征第2节种群数量的变化第3节群落的结构第4节群落的演替1.本章教学指向通过“任何生物都不是孤立存在的”这句话,将学习引到群体水平上,理解“整体大于部分之和”的道理。建议:通过具体事例展开讨论来从宏观水平上认识生命系统的层次性。2.本章教学时数种群和群落种群的特征,2课时(含探究1课时)种群的数量变化,2课时(含探究1课时)群落的结构,2课时(含探究1课时)群落的演替,1课时3.本章教学重点(1)列举种群的特征,群落演替的过程(2)尝试建构种群增长的数学模型,并据此解释种群数量的变化。(3)从结构与功能相统一的角度描述群落的结构特征。关于(2),要引导学生运用数学方法将生物学问题转化为数学问题,并据此提出合理假设,运用数学语言进行表达。其间,始终要让学生认识到数学语言和数学模型蕴含的生物学意义,要避免离开生物学讨论数学问题。关于(3),要与生命系统是一个统一整体思想相联系,说明一个群落是共同生活在一个地区的生物大家庭,具有一定的组成结构,体现一定的功能。各种生物相互制约,相互依存。第1节生态系统的结构第2节生态系统的能量流动第3节生态系统的物质循环第4节生态系统的信息传递第5节生态系统的稳定性1.本章教学指向本章在本模块中具有非常重要的地位:——理解生命系统的本质——训练系统论的思维方式——形成生态意识建议:要引导学生从宏观的、系统分析的角度认识“结构与能力”、“物质”、“能量”、“信息”,以及“稳态”、“环境”等等概念的内涵和相互关系。2.本章教学时数生态系统及其稳定性生态系统结构,1课时生态系统能量流动,2课时(含调查1课时)生态系统物质循环,2课时(含探究1课时)生态系统的稳定性,2课时生态系统信息传递,1课时3.本章教学重点(1)讨论某一生态系统的结构(2)分析生态系统能量流动的过程和特点(3)分析生态系统中的物质循环(4)说出信息传递在生态系统中的作用(5)阐明生态系统的自我调节能力关于(2),在学习“林德曼的研究”时,重点应放在如何整理数据、分析数据,进而得出科学结论上。关于(3),提示学生注意物质循环时时刻刻发生在我们自己身上和我们身边。关于(5),围绕本模块核心“稳态与环境”,以回顾、总结的方式揭示生命系统从微观到宏观稳态与环境的内涵。第1节
人口增长对生态环境的影响第2节
保护我们共同的家园1.本章教学指向实现人与自然和谐发展。建议:运用资料搜集与分析的方法,说明人与自然和谐发展的意义,树立生态意识。唱好压台戏。2.本章教学时数生态环境的保护人口增长与生态环境的影响,1课时保护我们共同的家园,2课时(课外实践1课时)3.本章教学重点(1)探讨人口增长对生态环境的影响。(2)概述生物多样性保护的意义和措施。关于(1),可以结合“种群数量变化”一节的内容来理解。关于(2),最后进一步揭示整体、相互作用、动态平衡、协调发展思想的内涵,体会“天地与我并生,而万物与我为一”的哲理。在描绘和憧憬人类美好未来的前景之中结束本模块的教学。六、案例分析第2节内环境稳态的重要性
一、教学目标的确定
《标准》中的具体内容标准:“说明内环境稳态的生理意义”。
1.什么是内环境稳态。引出“稳态”的概念和稳态的重要性由于这些内容都很抽象,学生要做到真正理解有一定难度,因而也是本节教学内容的难点。
2.稳态调节机制。这一内容在后面章节中要逐步展开、深化,在本节仅做简要概述,因此达到了解水平即可。
3.说明内环境稳态的生理意义。每一个人的健康都与内环境的稳态有关,几乎所有人都亲历过诸如发烧等稳态失调引起的疾病。通过学习有关内环境稳态的内容,可以帮助学生结合生活体验构建概念,经过思想认同强化自我保健的意识。二、教学设计思路
三、教学实施的程序
学生活动教师的组织和引导教学意图
课下完成调查。
上次课结束前布置作业:按照课本上的要求完成“体温日的变化规律”的调查。
学生体验体温的相对稳定情况。
学生汇报调查结果,回答问题。请同学汇报体温调查的结果,并根据调查结果回答下面的问题:1.同一个人在一日内的体温变化有何特点?2.不同的人(年龄、性别不同)体温变化有何异同?3.人体温的日变化与当地气温的日变化有何差异?总结:健康人的体温始终接近37℃,处于动态平衡中。
讲述:像体温的变化情况一样,健康人内环境的每一种成分和理化性质都处于动态平衡之中,这种动态平衡称之为稳态,内环境的稳定是机体进行正常生命活动的必要条件。这节课我们一起来学习“第2节内环境稳态的重要性”。
引出本节课的课题。
学生尝试列举事实。
体温是内环境理化性质的一个方面,调查结果证明体温处于动态平衡中。那么有哪些事实可以证明内环境的pH和渗透压也处于动态平衡中呢?
启发学生思考回忆已有知识。
学生观察,回答问题:甲试管中血浆pH变化不明显;乙试管中水的pH变化明显。可见血浆pH处于动态平衡中。下面我们首先来观察一个演示实验。教师演示实验过程,引导学生观察实验现象。取甲乙两个洁净试管,向甲内加入血浆,乙内加入等量蒸馏水,用pH试纸检测。然后,向甲、乙内各滴入等量的几滴HCl或NaOH,摇匀后,再用pH试纸检测。教师展示实验结果,提问:甲、乙两支试管在加入酸或碱后的pH变
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