人教版必修3稳态与环境

• 系统论的创始人是美籍奥地利生物学家贝塔朗菲。 • 所谓系统，即由相互作用和相互依赖的若干组成 部分结合成的、具有特定功能的有机整体。
• 贝塔朗菲认为一切生命都处于积极运动状态，有机体作 为一个系统能够保持动态稳定是系统向环境充分开放， 获得物质、信息、能量交换的结果。
控制论
• 控制论是著名美国数学家维纳（Wiener N） 同他的合作者适应近代科学技术中不同门类 相互渗透与相互融合的发展趋势而创始的。 • 控制论是研究系统的状态、功能、行为方式 及变动趋势，控制系统的稳定，揭示不同系 统的共同的控制规律，使系统按预定目标运 行的技术科学。
• 深入理解稳态、调节和环境等核心概念
– 本模块最核心的概念是稳态。 – 由于系统所处的环境是不断变化的，因此需 要通过一定的调节机制才能实现系统的稳态。 – 系统的稳态是通过反馈调节机制而实现的。
• 在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又 作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫做 反馈调节。 • 在生物体和生态系统内部，实际上都存在复杂的 反馈调节网络，稳态是通过网络化的反馈调节而 实现的。
• 2.在能力方面，学生通过本模块的学习， 可以：
– 了解系统分析的思想和方法，逐步形成整体 性思维的习惯，初步学会建立数学模型，提 高从内因和外因相互作用的角度分析事物发 展变化的能力。
•系统分析方法
– 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。
• 为什么先要以人体细胞为例讲述生命活动的 稳态与调控？
– 一、与必修1衔接。 ， – 二、从科学发展史的角度来看“稳态概念的提 出和发展”是贝尔纳首先提出内环境的概念， 而他的研究对象是动物体，并在此基础上稳态 的概念不断发展。 – 三、以植物生命活动的调节为教材主线，无法 将生物生命活动的稳态与调节的全貌展现。因 为植物生命活动的调节相对简单。
– 关注科学、技术、社会之间的相互关系（STS）：
• P77（立体农业）、 • P113（恢复生态学及其应用） • P129（关注生态伦理道德）
教材中蕴含情感态度价值观的内容总汇1
情感态度 价值观 具体内涵 相互作用、普遍联系 结构与功能相适应 辩证唯物 局部与整体相统一 主义观点 多样性与共同性相统一 生物与环境是统一的整体 相应内容举例 激素间的相互作用 神经系统的结构与功能
– 可全面提高实验操作技能、收集处理信息的 能力、科学探究能力。
教材中的探究活动
探究活动类型 实验 探究 特点 能力目标侧重点 说明材料用具、方法步骤等，由学生 培养操作技能和观察能力 按提示操作 学生自行制订探究方案 全面提高科学探究能力
模型建构
资料分析 资料搜集分析 思考与讨论 技能训练 调查
• 教材中体现控制论思想的实例
– 人体血糖平衡的调节、甲状腺激素 分泌的分级调节 – 人体的体温调节、水盐调节
– 生态系统的自我调节能力
（四）探究活动与科学方法
1.探究活动特点：
– 时间和空间跨度大、类型丰富、数量较多。
• 实验1、探究5、模型构建1、调查2、课外实践2、资料 （搜集）分析12、思考与讨论18、技能训练4、制作1。
神经和体液的分Байду номын сангаас调节
生态系统多样性与基本结 构的共同性 种群、群落、生态系统等
教材中蕴含情感态度价值观的内容总汇2
– 生物与生物之间、生物与无机环境之间又是 怎样通过复杂的相互作用形成一个统一的整 体的。
• 从系统的视角认识生命活动的本质和规律
– 生命系统是开放系统 – 生命系统时刻处于动态变化过程中 – 生态系统的动态变化都是在一定的范围内进 行的 – 稳态是生命系统能够独立存在的必要条件 – 稳态的维持靠的是生命系统内部的自动调节 机制
• 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，形成 生态意识和环境保护意识奠定基础。 ——《课标》内容标准
• 1.在知识方面：学生通过本模块的学习， 可以理解：
– 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；
– 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。 • 例：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。
• 第4章“种群和群落”
– 先介绍相对简单的一定自然区域内，同 种生物群体和不同种的生物群体的生命 系统的特征和发展变化，为讲解更宏观 的生命系统——生态系统打基础。 – 在章引言中讲解了种群、群落的概念。 – 人类活动对种群、群落的存在和发展产 生重大影响，了解种群、群落的特征和 发展规律是本章重点介绍的内容。
提供一定指导，由学生动手动脑建构 领悟和运用建构模型的方法 模型
提供让学生分析的资料 让学生搜集资料 提出问题，让学生讨论 培养信息处理的能力 培养信息收集和处理能力 培养思维、表达能力
就科学探究的某一环节创设情境，提 训练过程技能 出问题 提出要求和提示，让学生到自然界或 培养实践能力 社会中进行调查
必修3 稳态与环境
• 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
一、本模块学习的目的和意义
• 《分子与细胞》模块侧重于使学生在细胞水
平认识生命系统的物质基础和结构基础；
• 教材对系统分析方法的处理
– 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。
必修2： 遗传与进化
必修3： 稳态与环境
二、教材的编排体系
（一）本模块内容的设计思路
1.核心概念：
– 本模块的内容包括生命活动的调节和生 物与环境两大方面，但是，它并不是这 些内容的简单合并，而是由稳态这一最 重要的核心概念统领的个体和群体两个 研究水平的内容。
2.基本思路：
– 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。
制作
课外实践
提供较详细的指导，由学生动手操作 培养实际操作能力
提出要求，让学生从事实践活动 培养实践能力
2．本模块的科学方法教育既有侧重点， 又是全方位的。
– 通过科学史的介绍和探究活动（包括技 能训练）的安排，学生可以在逻辑推理 的训练、实验材料的选择、实验数据的 处理等方面得到全面提高。 – 科学方法侧重：模型方法、系统分析的 方法
侧重点是人 体的稳态
侧重点是生态 系统的稳态
（二）教材的章节编排体系
• 主线：
– 生物个体、种群、群落和生态系统等 多层次生命系统的稳态（或稳定性） 的维持。
1~3章：个体水平的生命系统的稳态及其维持
• 第1章“人体的内环境与稳态”
– 任何一个开放的系统都必然要与周围环境相 互作用，否则该系统就无法生存。 – 以人体细胞为例，研究细胞与其周围环境间 的相互作用及关系，引出内环境的概念，并 通过人体的调节实现内环境的稳态。
• 3.在情感态度与价值观方面，学生 通过本模块的学习，可以：
– 提高对生命系统与环境关系的认识， 为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。
情感态度价值观方面 必修1： 分子与细胞
科学地理解生命的本质，形成辩证唯物 主义自然观。
理解遗传和变异在物种繁衍过程中的对 立统一，生物的遗传变异与环境变化在 进化过程中的对立统一，形成生物进化 观点。 形成生态学观点和可持续发展的观念。
（三）贯穿本模块教材的思想
• 系统论的思想——本模块涉及的是多层次 生命系统，与《分子与细胞》模块将“细 胞作为基本的生命系统”，在系统论思想 方面是一致的。 • 控制论的思想——反馈是控制论的核心。 控制论认为，生物界和人类行为中，几乎 所有的达到“目的”的控制活动，都运用 了负反馈原理。
系统论
• 本模块对于学生全面领悟科学方法十分重要
科学方法教育的侧重点
必修1： 分子与细胞
必修2： 遗传与进化
领悟观察、实验、比较、分析和综合等 科学方法及其在科学研究过程中的应用；
领悟假说演绎、建立模型等科学方法及 其在科学研究中的应用； 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；
必修3： 稳态与环境
模型方法
– 模型：人们为了认识自然界中某一复杂的 事物（ 如微小的细胞），或发生的过程、 规律等，常用形象化的具体实物，或抽象 的语言文字、图表、数学公式等进行模拟 或简化描述。
• 包括物理模型、概念模型和数学模型等。
– 模型方法：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。
• 《遗传与进化》模块侧重于使学生在基因水
平认识生命系统的发生和发展过程及原因； • 《稳态与环境》模块则侧重于使学生在个体 和群体水平认识生命系统内部的调节机制以 及与环境的关系。
（二）学习本模块的意义
• 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。 ——《课标》―课程设计思路”