1、教材分析天津市红桥区教育中天津市红桥区教育中心心 李新花李新花1.1.稳态与环境稳态与环境的设计思路的设计思路 有助于学生认识发生在有助于学生认识发生在生物生物体内部和生物与体内部和生物与环境环境之间的相互作用，理解生命系统的之间的相互作用，理解生命系统的稳态稳态，认，认识识生命系统生命系统结构和功能的结构和功能的整体整体性；领悟系统分析性；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、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。应用；形成生态学观点和可持续发展的观念。引自课程标准引自课程标准P4 课程设计思路课程设计思路l系统论的思想系统论的思想
2、本模块涉及的是多层本模块涉及的是多层次生命系统，与次生命系统，与分子与细胞分子与细胞模块将模块将“细胞作为基本的生命系统细胞作为基本的生命系统”，在系统，在系统论思想方面是一致的。论思想方面是一致的。l控制论的思想控制论的思想反馈是控制论的核心。反馈是控制论的核心。控制论认为，生物界和人类行为中，几控制论认为，生物界和人类行为中，几乎所有的达到乎所有的达到“目的目的”的控制活动，都的控制活动，都运用了负反馈原理。运用了负反馈原理。关于系统分析方法关于系统分析方法 教材对系统分析方法的处理教材对系统分析方法的处理 稳态与环境稳态与环境l稳态与环境是本模块的两大核心概念，彼此相互稳态与环境是本模块
3、的两大核心概念，彼此相互关联。关联。l生物个体、种群、群落、生态系统是不同层次的生物个体、种群、群落、生态系统是不同层次的生命系统。生命系统。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，与其环境之间不断进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。行着物质、能量和信息的交流。l在不断变化的环境中，生命系统能够通过自我调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。节实现稳态。稳态与环境稳态与环境模块模块具体内容标准具体内容标准 3.1 植物的激素调节植物的激素调节 3.2 动物生命活动的调节动物生命活动的调节 3.3 人体的内环境与稳态
4、人体的内环境与稳态 3.4 种群和群落种群和群落 3.5 生态系统生态系统 3.6 生态环境的保护生态环境的保护引自课程标准引自课程标准P2022 具体内容标准具体内容标准2.2.稳态与环境稳态与环境模块教育的价值模块教育的价值 本模块选取有关生命活动的调节与稳态的知识本模块选取有关生命活动的调节与稳态的知识，有助于学生理解生命活动的本质，了解系统分，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，提高对生命系统与环境关系的析的思想和方法，提高对生命系统与环境关系的认识，并为学生树立人与自然和谐发展的观念，认识，并为学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。形
5、成生态意识和环境保护意识奠定基础。引自课程标准P19 具体内容标准课标与新教材增加的内容课标与新教材增加的内容 知识方面知识方面 l评述植物激素的应用价值评述植物激素的应用价值l探讨动物激素在生产中的应用探讨动物激素在生产中的应用l关注艾滋病的流行和预防关注艾滋病的流行和预防l概述人体免疫系统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（突出免疫作为稳态调节突出免疫作为稳态调节网络的一部分）网络的一部分）。l举例说出生态系统中的信息传递举例说出生态系统中的信息传递（突出了信息传递是系统的要素之突出了信息传递是系统的要素之一）。一）。方法方面方法方面 l了解系统分析的思想和方法了解系统分
6、析的思想和方法l尝试建立数学模型解释种群的数量变动尝试建立数学模型解释种群的数量变动3.3.教材编写的主线教材编写的主线主线：生物个体、种群、群落和生态系统多层次生主线：生物个体、种群、群落和生态系统多层次生命系统的稳态（或稳定性）的维持。命系统的稳态（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性的干扰和保护两个方面。多层次的生命系统多层次的生命系统系统的系统的“稳态稳态”与与“调节调节”以个体水平以个体水平为主为主系统的结构
7、和功能系统的结构和功能以生态系统为例以生态系统为例内涵内涵系统的视角看生命系统的视角看生命1313章：个体水平章：个体水平4545章：群体水平章：群体水平 本模块从本模块从“细胞细胞”的角度进入个体水平，以和的角度进入个体水平，以和分子与细胞分子与细胞衔接衔接 ；从个体到；从个体到种群、再到群落和生态系统，存在种群、再到群落和生态系统，存在“连接点连接点”，这样就构成了清晰的纵向线索。，这样就构成了清晰的纵向线索。二二.教材内容的解析教材内容的解析“稳态稳态”首先是由内环境提出，因此，先在个体水平解决首先是由内环境提出，因此，先在个体水平解决什么是内环境和稳态。稳态需要通过调节实现，因此，接着
8、什么是内环境和稳态。稳态需要通过调节实现，因此，接着安排机体生命活动的调节。植物没有安排机体生命活动的调节。植物没有“稳态稳态”的提法，植物的提法，植物的激素调节难以成为贯穿始终的线索，不宜开篇就学习。的激素调节难以成为贯穿始终的线索，不宜开篇就学习。稳态是生命系统的共同特征，在前述基础上，接着学习群体稳态是生命系统的共同特征，在前述基础上，接着学习群体水平水平种群、群落、生态系统相应内容。种群、群落、生态系统相应内容。种群、群落最终组成生态系统，生态系统作为宏观层次的重种群、群落最终组成生态系统，生态系统作为宏观层次的重点，可以以系统的思想贯穿。在了解生态系统的基础上，再点，可以以系统的思想
9、贯穿。在了解生态系统的基础上，再学习生态环境的保护。学习生态环境的保护。科学家访谈科学家访谈l是对传统教科书绪论的突破是对传统教科书绪论的突破l见人、见事、见精神见人、见事、见精神l有知识、有过程、有方法，还有对中学生殷有知识、有过程、有方法，还有对中学生殷殷的嘱托殷的嘱托孙先生谈幼年有趣的事情，对于中学生增加对生物的孙先生谈幼年有趣的事情，对于中学生增加对生物的兴趣有一定的影响兴趣有一定的影响知识：第知识：第3页页“生态学是研究生物与环境间相互作用生态学是研究生物与环境间相互作用关系的科学关系的科学”等等过程：孙先生研究的过程过程：孙先生研究的过程方法：他谈到所用生物统计学的方法方法：他谈到
10、所用生物统计学的方法整个谈话都能看出他对待科研的态度整个谈话都能看出他对待科研的态度对中学生的嘱托：韶光易逝，劝君惜取少年时！对中学生的嘱托：韶光易逝，劝君惜取少年时！课标要求课标要求说明稳态的生理意义说明稳态的生理意义举例说明神经、体液调节在维举例说明神经、体液调节在维持稳态中的作用持稳态中的作用概述人体免疫系统在维持稳态概述人体免疫系统在维持稳态中的作用中的作用关注艾滋病的流行与预防关注艾滋病的流行与预防新增的内容新增的内容现代稳态的概念现代稳态的概念实验：生物体维持实验：生物体维持pH稳定的机制稳定的机制现代观点：神经现代观点：神经体液体液免疫调免疫调节网络结构是机体维持稳态的主节网络结
11、构是机体维持稳态的主要机制要机制稳态不局限于内环境的范畴，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本概念。分子水平上有基因表达的稳态调节、酶活性的稳态达的稳态调节、酶活性的稳态调节，器官水平上如血压、心调节，器官水平上如血压、心率的稳态，宏观水平上如种群率的稳态，宏观水平上如种群数量的稳态、生态系统的稳态。数量的稳态、生态系统的稳态。l（1）神经、内分泌、免疫系统各自的活性物）神经、内分泌、免疫系统各自的活性物质分别是神经递质（或神经肽）、激素和细胞质分别是神经递质（或神经肽）、激素和细胞因子。因子。l（2 2）神经内分泌系统的神
12、经递质、激素与免）神经内分泌系统的神经递质、激素与免疫系统的细胞因子的作用方式，都是直接与受疫系统的细胞因子的作用方式，都是直接与受体接触。体接触。l（3 3）某些类型的细胞如含嗜铬颗粒蛋白细胞，）某些类型的细胞如含嗜铬颗粒蛋白细胞，是神经内分泌和免疫系统所共有的。是神经内分泌和免疫系统所共有的。神经、内分泌与免疫系统具有的共同的化学语言构成了三大系统之间神经、内分泌与免疫系统具有的共同的化学语言构成了三大系统之间相互联系的分子基础相互联系的分子基础 l在实验的基础上，类在实验的基础上，类比推理生物体是如何比推理生物体是如何维持维持pH稳态的。稳态的。l既应考虑如何做实验，既应考虑如何做实验，
13、也应考虑如何对结果也应考虑如何对结果进行分析：运用什么进行分析：运用什么方法，如何进行解释。方法，如何进行解释。增加实验增加实验课标要求课标要求概述人体神经调节的结构和调概述人体神经调节的结构和调节的过程节的过程描述人脑的高级功能描述人脑的高级功能描述动物激素的调节描述动物激素的调节描述动物激素在生产中的应用描述动物激素在生产中的应用描述体温调节、水盐调节、血描述体温调节、水盐调节、血糖调节糖调节新增内容新增内容模型的建构：建立血糖调节的模型的建构：建立血糖调节的模式模式促胰液素的发现史促胰液素的发现史神经调节和体液调节的协调神经调节和体液调节的协调安排了一连串问题，以引安排了一连串问题，以引
14、导学生一步步地深入思考；导学生一步步地深入思考；提供的资料更为详细，提供的资料更为详细，“搭桥搭桥”之处增多。之处增多。教学主线囿于定论的沃泰默另辟蹊径的斯他林和贝里斯巴浦洛夫的感慨教材主线一个新问题的出现 两种不同的思维 深信神经调节的作用 大胆跳出“神经反射”传统概念的框框 开辟了一个新领域 一条深刻的教训 第第2节节 通过激素的调节通过激素的调节模型建构活动：一方面是为了让学生通过模型建构活动：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
15、，也是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。理解和把握有关的生物学概念。模型方法：是以研究模型来揭模型方法：是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的示原型的形态、特征和本质的方法，是以简化和直观的形式方法，是以简化和直观的形式来显示复杂事物或过程的手段。来显示复杂事物或过程的手段。神经调节和体液调节的协神经调节和体液调节的协调：增加内容较多。安排调：增加内容较多。安排了了“资料分析资料分析”活动，活动，以体温调节和水盐调节为以体温调节和水盐调节为例，让学生分析神经调节例，让学生分析神经调节和体液
16、调节如何协调。之和体液调节如何协调。之后，对二者关系作总结。后，对二者关系作总结。在这节内容中，教材注意在这节内容中，教材注意突出神经调节和体液调节突出神经调节和体液调节对于稳态的贡献，并注意对于稳态的贡献，并注意将教材内容与现实生活中将教材内容与现实生活中的健康问题相联系。的健康问题相联系。l课程标准课程标准“描述描述体温调节、水盐调节、血体温调节、水盐调节、血糖调节糖调节”，血糖调节在，血糖调节在“激素调节激素调节”中解中解决了，体温调节、水盐调节则作为神经调决了，体温调节、水盐调节则作为神经调节和体液调节协调作用的例子在本节安排。节和体液调节协调作用的例子在本节安排。（了解水平了解水平）
17、课标要求课标要求 免疫系统的组成免疫系统的防卫功能免疫系统的防卫功能重点和难点重点和难点l免疫系统的防卫功能免疫系统的防卫功能本节的重点和难点本节的重点和难点资料分析资料分析艾滋病艾滋病，说明免疫系统受损后危害的严重，说明免疫系统受损后危害的严重性，从而突出了免疫调节的作用；性，从而突出了免疫调节的作用；关于体液免疫和细胞免疫，不需要进一步深入；关于体液免疫和细胞免疫，不需要进一步深入；免疫系统功能过强或过弱均不好免疫系统功能过强或过弱均不好需要全面、辩证地分需要全面、辩证地分析问题。析问题。l免疫学的应用免疫学的应用 免疫学的进步，使得人类在预防传染性疾病、进行疾病的免疫学的进步，使得人类在
18、预防传染性疾病、进行疾病的诊断，以及成功进行器官移植等方面有了长足的进步，但是，诊断，以及成功进行器官移植等方面有了长足的进步，但是，科学技术并不能解决所有问题。例如，要解决可移植器官短科学技术并不能解决所有问题。例如，要解决可移植器官短缺的问题，就既需要科学技术的进步，也需要人文精神的提缺的问题，就既需要科学技术的进步，也需要人文精神的提升。升。重视基本概念、原理和规律重视基本概念、原理和规律知识性内容围绕生物学基本概知识性内容围绕生物学基本概念、原理和规律展开，避免过多事实性知念、原理和规律展开，避免过多事实性知识的罗列堆砌和单纯描述，在认识识的罗列堆砌和单纯描述，在认识“是什是什么么”的
19、基础上，更多地探讨的基础上，更多地探讨“如何如何”和和“为什么为什么”。比如关于激素的调节（重点：。比如关于激素的调节（重点：激素的激素的反馈调节反馈调节和分级调节）和分级调节）关于反馈调节关于反馈调节l来自于工程学的自动控制理论来自于工程学的自动控制理论l控制论的定义：控制论的定义：来自受控部分的、反映输出变来自受控部分的、反映输出变量变化的信息量变化的信息,传向控制部分传向控制部分,称为反馈称为反馈 （feedbackfeedback）l生物系统的稳态与工程学中的自动控制有不少生物系统的稳态与工程学中的自动控制有不少相似之处，但前者要复杂、精细得多相似之处，但前者要复杂、精细得多反馈的基本
20、形式反馈的基本形式（1）前馈）前馈l前馈的作用是在输出变量不发出反馈信息的情况下，由监测装置检前馈的作用是在输出变量不发出反馈信息的情况下，由监测装置检测到干扰信息后发出信息，作用于控制系统，调整控制信息，以对测到干扰信息后发出信息，作用于控制系统，调整控制信息，以对抗干扰信息对受控系统的作用，使输出变量保持稳定。通过超前洞抗干扰信息对受控系统的作用，使输出变量保持稳定。通过超前洞察动因，及时作出适应性反应。察动因，及时作出适应性反应。例子例子1：条件反射：条件反射 例子例子2：消化液的头期分泌（当食物尚未入口，唾液就开始分泌，：消化液的头期分泌（当食物尚未入口，唾液就开始分泌，胃肠道出现运动
21、和分泌，为食物的消化与吸收作了准备。胃肠道出现运动和分泌，为食物的消化与吸收作了准备。）例子例子3：人们进入冬泳场所或高温车间，那里的环境和气氛就会：人们进入冬泳场所或高温车间，那里的环境和气氛就会通过感官刺激和条件反射活动早早地做好适应环境的准备。通过感官刺激和条件反射活动早早地做好适应环境的准备。反馈的基本形式反馈的基本形式（2）后馈：又可分为正反馈和负反馈）后馈：又可分为正反馈和负反馈l正反馈：如果受控部分发出的信息与控制信息的作用相同，从而正反馈：如果受控部分发出的信息与控制信息的作用相同，从而促进和加强控制部分的活动，这种反馈称为正反馈。一旦正反馈促进和加强控制部分的活动，这种反馈称
22、为正反馈。一旦正反馈过程启动过程启动,就逐步增强，不可逆地进行直至反应完成。就逐步增强，不可逆地进行直至反应完成。例子：神经冲动的传播、血液凝固过程、排尿反射、分娩以例子：神经冲动的传播、血液凝固过程、排尿反射、分娩以及月经周期中黄体生成素的释放及月经周期中黄体生成素的释放l负反馈：如果受控部分发出的反馈信息与控制信息的作用相反，负反馈：如果受控部分发出的反馈信息与控制信息的作用相反，制约或减弱了控制部分的活动，制约或减弱了控制部分的活动，“纠正纠正”了控制信息，这种反馈了控制信息，这种反馈称为负反馈。称为负反馈。负反馈的重要性似乎远大于正反馈，一是因为它在生理活动负反馈的重要性似乎远大于正反
23、馈，一是因为它在生理活动中的数量大、涉及面广；二是它不断中的数量大、涉及面广；二是它不断“纠正纠正”控制信息，从而在控制信息，从而在维持稳态上发挥了巨大作用。维持稳态上发挥了巨大作用。负反馈调节的不足负反馈调节的不足l滞后性：负反馈必须在输出信号出现偏滞后性：负反馈必须在输出信号出现偏差后才起作用，即总是要滞后一段时间差后才起作用，即总是要滞后一段时间才去纠正才去纠正“偏差偏差”。l波动性：纠正偏差又不可能一步到位，波动性：纠正偏差又不可能一步到位，难免出现忽强忽弱的波动，通过逐步调难免出现忽强忽弱的波动，通过逐步调整才达到预定的稳定目标。整才达到预定的稳定目标。增加的内容增加的内容l第第3
24、3节节 其他植物激其他植物激素素课标要求课标要求概述植物生长素的发现和作用概述植物生长素的发现和作用举例其他植物激素举例其他植物激素评述植物激素的应用价值评述植物激素的应用价值提示注意提示注意l生长素的发现过程强调了生长素的发现过程强调了“科学重视实证科学重视实证”，也强调也强调逻辑推理过程逻辑推理过程，同时在技能训练中予，同时在技能训练中予以练习以练习l老教材的许多优点都还在，没有涉及与到外老教材的许多优点都还在，没有涉及与到外界环境的关系（与植物学界的提法一致），界环境的关系（与植物学界的提法一致），但要让学生明白植物的调节不光是激素调节，但要让学生明白植物的调节不光是激素调节，因此教材在因此教材在P54有一段楷体字提醒注意有一段楷体字提醒注意
