高中生物 从《稳态与环境》的某些特征把握的教学思考（刘桦）课件人教版必修三.ppt

向各位老师问好 从 稳态与环境 的某些特征把握必修三的教学思考 华南师大附中刘桦广州第47中梁丽华 一 稳态与环境 模块的一点理解 1 稳态与环境 模块的地位 关键词 稳态 环境与 反馈 调节 多层次生命系统的关系 知识主线 稳态环境 反馈 调节 是本模块的三大核心概念 引导学生围绕这些概念建立 良好的知识结构 从系统的视角认识生命活动的规律和本质 何谓 稳态 1 稳定与稳态 例1 桌面上的硬币 稳定 不稳定 但是值得注意的是以往的认识依据了以下的观点 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 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 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 稳态即为动态稳定 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 体液 免疫调节网络 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 2 环境的概念 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 强调所有的生命系统都存在于一定的环境之中 在不断变化的环境条件下 维持其稳态需要依靠自我调节机制 控制论的定义 来自受控部分的 反映输出变量变化的信息 传向控制部分 称为反馈 feedback 3 反馈调节 反馈调节 在一个系统中 系统本身的输出 反过来调节该系统的输入的方式 来自于工程学的自动控制理论 生命系统 输入 输出 正反馈 负反馈 下丘脑 垂体 甲状腺 寒冷等刺激 促甲状腺激素释放激素 trh 促甲状腺激素 tsh 甲状腺激素 促进 促进 抑制 抑制 新陈代谢 抵御寒冷 案例1 案例2 寒冷 炎热 冷觉感受器 温觉感受器 体温调节中枢 下丘脑 血管收缩 血流 皮肤 散热 立毛肌收缩 骨骼肌战栗 产热 体温恒定 传入神经 传出神经 血管舒张 血流 散热 汗液 皮肤 传出神经 甲状腺 代谢 垂体 甲状腺素 传入神经 二 教学中 科学方法 的教育 1 系统分析方法2 模型方法 1 系统分析方法 2002年3月 美国 周刊 周刊登载了生物学专辑 该专辑导论中的第一句话这样写道 如果对当前流行的 时髦的关键词进行一番分析 那么人们会发现 系统 高居在排行榜上 系统生物学的灵魂 整合 系统科学的核心思想 整体 部分之和 整合的层面 1 系统内不同性质的构成要素 基因 mrna 蛋白质 生物小分子等等 的整合2 从基因到细胞 到组织 到个体的各个层次的整合3 研究思路和研究方法的整合4 学科的整合 系统生物学的基础 信息生物信息的交流方向 dna mrna 蛋白质 蛋白质相互作用网络 细胞 器官 个体 群体 注意 每个层次信息都对理解生命系统的运行提供有用的视角 因此 系统生物学的重要任务就是要尽可能地获得每个层次的信息并将它们进行整合 系统分析方法根据系统论的观点 构成系统的关键 不是其组成的物质 而是组成部分的相互作用或部分之间的关系 这些相互作用或者关系 从本质上说就是 一方面要了解生命系统的结构组成 一方面是要揭示系统的行为方式 信息 生命系统是开放系统 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 系统分析一般步骤 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 系统分析实例 35 2007广东生物 近年来在防治稻田虫害方面进行了多种尝试 如 构建稻一萍一鱼生态系统 在该系统中 虽有危害水稻的病菌 害虫和杂草 但鱼的活动可起到除虫 松土和增氧的作用 红萍叶片内的蓝藻固氮可促进红萍和水稻生长 培育转bt基因抗虫水稻 减少虫害 此外 一些水稻遭遇虫害时会释放某些物质 引来天敌消灭害虫 科学家称之为稻田三重营养关系 根据上述材料 请回答下列问题 4 画出稻一萍一鱼生态系统的能量流动图 不考虑与人的联系 立意 考查考生对生态系统基本知识的掌握 考查构建知识网络 运用分析与归纳等方法从材料中获取信息 运用图表精确表达有关生态学现象的能力 正确理解生态学的基本原理 运用所学生态学知识指导农业生产实践的能力 郑小毛老师 30 2007广东生物 目前 一些地区采用人工浮床 如下图 治理水体污染 人工浮床净化水体的机理包 a 植物吸收水中悬浮物 提高水体透明度b 植物吸收水中的n03 po4 等 降低水中氮 磷等含量c 浮床遮光 抑制浮游藻类的生长繁殖 防止水华发生d 浮床下方水体氧浓度升高 减少微生物种类和数量 系统分析实例 系统分析实例 什么是模型方法 模型 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 2 模型方法 模型的形式 物理模型概念模型数学模型 本模块主要让学生学习构建数学模型的方法 物理学 物理现象的观测 数学模型的描述f mae mc2 物理学的描述 生命科学 生命现象的观测 数学模型的描述 生物学的描述 走向真正的科学 既包括静态的结构模型 又包括动态的过程模型 如教材中学生动手构建的减数分裂中染色体变化的模型 血糖调节的模型等 就是动态的物理模型 物理模型 物理模型实例 核心概念 稳态 环境 调节 1 抓好 关节点 2 概念网络化 以 关节点 为纽带 指导学生构建概念图 在用好教材中每章已有的概念图的基础上 设计出更细或更粗的概念图 概念模型 构建概念图 淋巴 人体细胞与外界环境的物质交换模型 概念模型 第6页 技能训练 淋巴 在下面这张概念填图上 填上相应的内容 物理学 物理现象的观测 数学模型的描述f mae mc2 物理学的描述 生命科学 生命现象的观测 数学模型的描述 生物学的描述 走向真正的科学 数学模型方法实例 数学模型 种群增长的数学模型 1 数学方程式法 2 坐标曲线法 与数学方程式相比 曲线图能更直观地反映出种群数量的增长趋势 但不够精确 nn 2n 37 2007江苏 5分 正常情况下 人体内血液 组织液和细胞内液中k 的含量能够维持相对稳定 1 尝试构建人体内k 离子的动态平衡模型 在图形框中用箭头表示 不考虑血细胞 血管壁细胞等特殊细胞 请在答题卡指定位置作答 三 本模块教学案例分析和建议 课程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 一 学习目标 知识目标 理解生物个体是如何在不断变化的环境中 通过自我调节机制维持自身的稳态的 理解生物与生物之间 生物与无机环境之间又是怎样形成一个统一的整体的 能力目标 了解系统分析的思想和方法 逐步培养整体性思维的习惯 培养初步建立数学模型的能力 提高分析和解决问题的能力 情感态度与价值观目标 提高学生对生物与环境关系的认识 树立人与自然和谐发展的观念 养成生态意识和环保意识 对于个体水平的稳态与调节 内容比较抽象 仅凭教师讲述 学生很难真正理解 教师应在教学中组织开展活动 通过活动来建构知识 教师可设计资料分析 模型建构 思考与讨论等活动 让学生通过各种丰富多彩的活动来完成知识的建构 学生分析人们对激素的认识过程来建构激素的概念通过联系日常生活的实例 如饭后大量的葡萄糖吸收到体内 而血糖浓度只是一定范围内的短时间升高 很快就能恢复正常的现象 教师引导学生讨论血糖到哪里去了 是谁在起调节作用 为胰岛素等知识的出现做铺垫 然后做模型建构活动 用不同颜色的卡片代表葡萄糖 糖元 胰岛素 胰高血糖素 以小组为单位模拟吃饭后和运动后体内葡萄糖 糖原 胰岛素 胰高血糖素的变化规律 建构血糖调节模型 案例1 关于动物的激素调节 血糖平衡的调节 食物 血糖 血糖 氧化分解 co2 h2o 能量 肝糖原 胰岛b细胞 胰岛a细胞 非糖物质 肌糖原 胰高血糖素 尿糖 胰岛素 消化吸收 案例2 群落的演替 紧紧抓住 演替的动态发展观 实施教学 1 群落是一个动态的系统 它时刻都在发生着生物与生物之间 生物与环境之间的相互作用 这就是群落演替的本质 2 群落有自我调节能力 演替总是向着群落恢复相对稳定状态的方向进行 引入 从学生熟悉的事例出发 引导出群落演替的各个阶段 动态发展观引发学生对演替的本质进行思考 一 问题探讨 引出 演替 的概念 二 要求学生阅读课文回答 本节聚焦 中的问题 学生都能够在书上找到正确的答案 并准确回答 三 完成思考讨论题 学生很难答不上来 老师给出参考答案 为什么 是讨论题太难了吗 第4章种群和群落 问题设置的三个层次 1 是什么 了解 2 为什么 理解 3 怎么样 理解或应用 教材 本节聚焦 群落演替有那些类型 演替的大致阶段如何 人类活动对群落演替有什么影响 我国为什么要实行退耕还林 还草 还湖 阐明群落的演替 关注课标 把握教学尺度 没有关注课标 教学目标不明确 教学过程太简单化了 但是 具体内容标准与教材并不是一一对应的关系 因此还要具体分析教材内容 在此基础上 还要根据学生的实际情况 确定教学目标的尺度 课程标准中的具体内容标准是确定具体教学目标的依据 教师教学用书中每一节都列出了 教学目标 教材中每节都有 本节聚焦 这些都可以作为教师确定教学目标的参考 教师教学用书 一 教学目标 阐明群落的演替过程 说明人类活动对群落演替的影响 关注我国实行退耕还林 还草 还湖 退牧还草的政策二 教学重点和难点群落的演替过程 教材 本节聚焦 群落演替有那些类型 演替的大致阶段如何 人类活动对群落演替有什么影响 我国为什么要实行退耕还林 还草 还湖 1 能说出 初生演替 和 次生演替 的相同点和不同点 以及演替的大致阶段2 能用系统分析法解释群落演替的原因3 说出人类活动对群落演替有什么影响 认同我国相关政策 初步形成可持续发展观 群落的演替 教学目标 1 全面性 三维目标 可有所侧重 2 具体 可测性 表述尽量使用课程标准中列出的行为动词 如 说出 例举 等 制定要点 根据教学目标设计教学活动 主要策略 采用问题驱动 引导思考和自主探究 老师 火山爆发 50后生物繁茂起来 长白山次生林 引出学生 问题探讨 老师 上述变化有什么共同点 学生 归纳群落演替的概念 随时间的推移 一个群落被一个群落代替的过程老师 上述变化有什么不同点 学生 分析演替的类型 初生演替和次生演替老师 光裸的岩石上是怎样长出森林的呢 群落发生演替的原因是什么 可以分为哪几个阶段 学生 阅读教材 完成 思考与讨论 归纳总结老师 自然因素的影响可造成群落演替 有没有人为因素影响的 学生 学生举例 书中内容交相辉映 通过 思考与讨论 学习 人类活动对群落演替的影响 老师