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摘 要:本文以高中生物学科部分内容的学习为基础,从细胞、个体、种群以及生态系统四个角度出发,分别列举相关案例,举例说明如何在培养学生分析问题、解决问题等能力的同时将稳态与平衡观渗透到生物知识的学习过程,进而帮助学生树立生命观念,发展其生物学核心素养。
关键词:稳态与平衡观;细胞;个体;种群;生态系统
根据新课标的,生物学课程的构建应以发展学生的生物学学科素养,即“生命观念、科学思维、科学探究以及社会责任”为宗旨[1]。其中稳态与平衡观作为生命观念的重要内容,在生物学教学中渗透稳态与平衡观教育,有利于学生系统掌握生物学知识,将各部分知识联系起来,从而真正理解生命的本质,利于学生生物学核心素养的发展。
一、从细胞水平培养学生的稳态与平衡观
教师在讲授细胞器之间的分工合作时:
老师A:细胞内的细胞器在功能上各有分工,但在完成生命活动的过程中往往需要各细胞器之间的协调配合,但是万一某一细胞器出现故障或衰老死亡了,细胞内的系列生命活动还能正常进行吗?
学生1:不能。
老师A:为什么不能正常进行?
学生1:因为衰老死亡的细胞器在细胞质基质中会妨碍个细胞器之间的沟通,甚至阻断某些反应的进行。
学生2:能正常进行,因为细胞内随时都可能会有细胞器衰老或死亡,但是我们的机体并没有因此而受到影响。
老师A:对很好,是可以正常进行的。当细胞内的某个细胞器出现衰老症状时,首先内质网会将其团团围住,形成一个自噬体,之后自噬体会与溶酶体融合,这时溶酶体内的酸性水解酶会将衰老的细胞器消化降解[2]。那如果有外来物质侵入细胞呢?细胞就束手无策了吗?
学生3:溶酶体可以吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。
老师A:很好,无论是细胞内还是细胞外因素造成细胞自身的稳态受到影响时,细胞可利用溶酶体的消化作用来维持细胞的稳态。但如果溶酶体被破坏,将不能维持细胞的稳态与平衡,导致疾病。
从内因和外因两个角度对细胞内环境的干扰出发,以各细胞器的功能和它们之间的协调配合为基础,解释细胞维持内环境稳定的方式及其重要性,帮助学生在细胞水平上,初步理解稳态与平衡的重要性。
二、从个体水平培养学生的稳态与平衡观
教师在讲授体温调节时:
老师B:冬天和夏天你的体温一样吗?
学生1:一样。
学生2:人是恒温动物,体温不随外界温度变化而变化。
教师B:对,在正常条件下人的体温不会发生明显变化,这主要依靠体内的“神经——体液”调节来完成。
教师对人体体温调节的具体过程进行详细讲解。
教师B:人体的体温在任何情况下都能保持恒定吗?
学生3:不会,发烧的时候体温会升高。
教师B:是的,人体确实会出现体温过高或者过低的现象。正常条件下,各器官、系统协调配合维持体温的稳定,保障内环境的稳定。在外界温度正常的情况下,一旦出现体温过高或者过低的现象说明人体出现了明显的病变,如发烧。这时人体会产生酶的活性降低、代谢紊乱等现象,进而影响正常的生命活动。此时便需要药物等措施来调节。由此可见,机体内環境的稳定与平衡是机体进行正常生命活动的重要保障。
以人体内的体温调节模型为例,在“神经—体液”调节机制中,建立稳态的观点,同时以“不稳”时人体不正常状态衬托“稳态”对人体的重要意义。从人体自身出发,便于学生理解,同时突出个体水平上稳态与平衡的重要作用。
三、从种群水平培养学生的稳态与平衡观
教师在讲授种间捕食关系时:
教师E:互为捕食关系的两种生物如蝗虫和杂草,如果由于蝗虫迁徙,使某一范围内的蝗虫数量增加,杂草的数量会发生怎样的变化呢?
学生1:杂草的数量会减少。
教师E:会一直减少吗?
学生2:不会。
学生3:杂草的数量少了,有一部分蝗虫就会饿死,这样蝗虫的数量就会减少,捕食者减少了,杂草的数量就会增加。
学生4:对,蝗虫没有食物还可能飞到别处去,使这一范围内的蝗虫数量减少,这样杂草的数量又会变多,所以不会一直减少。
教师E:同学们分析的很正确。互为捕食关系的两种生物都不会无限的增加或者减少,它们通过这种制约和反馈,使两个种群的数量保持相对平衡,从而保障该群落的稳态。
以种群间捕食关系中种群数量的调节过程为例进行渗透,这种制约与平衡保障了种群数量上的“稳态”,帮助学生理解种群水平上的稳态与平衡观。
四、从生态系统水平培养学生的稳态与平衡观
教师在讲授生态系统的稳定性时:
教师F:草原上的牧民,他们每过一段时间就会带领牛羊群更换放牧地点,同学们知道他们为什么这样做吗?
学生1:因为这一范围内的牧草已经不够牛羊食用了。
学生2:因为过度放牧会对生态环境造成巨大伤害。
教师F:对,过度放牧危害十分巨大,如:草原植被退化、沙漠化等,这些生态问题都是由过度放牧引起的。这又体现了生态系统的什么道理呢?
学生3:生态系统的抵抗力稳定性是有限的。
教师F:很好,生态系统的自我调节能力是有限的,当外界干扰因素过强,超过了生态系统的抵抗力稳定性的调节范围时,生态系统的自我调节能力会急速下降甚至丧失,影响生态系统的稳态。因此生活中我们得时刻保持警惕,避免做出一些破坏生态环境的行为。那这种轮牧制有什么好处呢?
学生4:不至于破坏该地区生态系统的抵抗力稳定性。
学生5:这一地区还可以依靠生态系统的恢复力稳定性重新长出大量牧草。
教师F:对,同学们分析的很正确。这是一种保持草场可持续利用,保障草原生态系统相对平衡和稳定的很好的途径。
通过人类活动对生态系统的影响,体现抵抗力稳定性和恢复力稳定性对生态系统稳态的重要性,突出生态系统的调节能力有限度,在呼吁同学们爱护生态环境的同时建立生态系统水平上的稳态与平衡观。
稳态与平衡观的渗透是贯彻落实生物学教学基本理念的重要内容,其构建过程需要中学教师仔细斟酌、反复探讨。本文也提供给生物学教师一种思路,教师可以在知识的传授过程中注重思路的引导,以学生的疑问和思考过程为出发点,及时提点、总结,从各个角度和方向进行渗透,避免一味地灌输。进而培养学生对生命观念的整体把握,最终上升到学科核心素养的形成与提高。
参考文献
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准:2017年版[M].北京:人民教育出版社,2018:4.
[2] 李振海,李品.高中生物学教学中稳态与平衡观的培养策略[J].中学生物学,2019(Z1):15-18.
关键词:稳态与平衡观;细胞;个体;种群;生态系统
根据新课标的,生物学课程的构建应以发展学生的生物学学科素养,即“生命观念、科学思维、科学探究以及社会责任”为宗旨[1]。其中稳态与平衡观作为生命观念的重要内容,在生物学教学中渗透稳态与平衡观教育,有利于学生系统掌握生物学知识,将各部分知识联系起来,从而真正理解生命的本质,利于学生生物学核心素养的发展。
一、从细胞水平培养学生的稳态与平衡观
教师在讲授细胞器之间的分工合作时:
老师A:细胞内的细胞器在功能上各有分工,但在完成生命活动的过程中往往需要各细胞器之间的协调配合,但是万一某一细胞器出现故障或衰老死亡了,细胞内的系列生命活动还能正常进行吗?
学生1:不能。
老师A:为什么不能正常进行?
学生1:因为衰老死亡的细胞器在细胞质基质中会妨碍个细胞器之间的沟通,甚至阻断某些反应的进行。
学生2:能正常进行,因为细胞内随时都可能会有细胞器衰老或死亡,但是我们的机体并没有因此而受到影响。
老师A:对很好,是可以正常进行的。当细胞内的某个细胞器出现衰老症状时,首先内质网会将其团团围住,形成一个自噬体,之后自噬体会与溶酶体融合,这时溶酶体内的酸性水解酶会将衰老的细胞器消化降解[2]。那如果有外来物质侵入细胞呢?细胞就束手无策了吗?
学生3:溶酶体可以吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。
老师A:很好,无论是细胞内还是细胞外因素造成细胞自身的稳态受到影响时,细胞可利用溶酶体的消化作用来维持细胞的稳态。但如果溶酶体被破坏,将不能维持细胞的稳态与平衡,导致疾病。
从内因和外因两个角度对细胞内环境的干扰出发,以各细胞器的功能和它们之间的协调配合为基础,解释细胞维持内环境稳定的方式及其重要性,帮助学生在细胞水平上,初步理解稳态与平衡的重要性。
二、从个体水平培养学生的稳态与平衡观
教师在讲授体温调节时:
老师B:冬天和夏天你的体温一样吗?
学生1:一样。
学生2:人是恒温动物,体温不随外界温度变化而变化。
教师B:对,在正常条件下人的体温不会发生明显变化,这主要依靠体内的“神经——体液”调节来完成。
教师对人体体温调节的具体过程进行详细讲解。
教师B:人体的体温在任何情况下都能保持恒定吗?
学生3:不会,发烧的时候体温会升高。
教师B:是的,人体确实会出现体温过高或者过低的现象。正常条件下,各器官、系统协调配合维持体温的稳定,保障内环境的稳定。在外界温度正常的情况下,一旦出现体温过高或者过低的现象说明人体出现了明显的病变,如发烧。这时人体会产生酶的活性降低、代谢紊乱等现象,进而影响正常的生命活动。此时便需要药物等措施来调节。由此可见,机体内環境的稳定与平衡是机体进行正常生命活动的重要保障。
以人体内的体温调节模型为例,在“神经—体液”调节机制中,建立稳态的观点,同时以“不稳”时人体不正常状态衬托“稳态”对人体的重要意义。从人体自身出发,便于学生理解,同时突出个体水平上稳态与平衡的重要作用。
三、从种群水平培养学生的稳态与平衡观
教师在讲授种间捕食关系时:
教师E:互为捕食关系的两种生物如蝗虫和杂草,如果由于蝗虫迁徙,使某一范围内的蝗虫数量增加,杂草的数量会发生怎样的变化呢?
学生1:杂草的数量会减少。
教师E:会一直减少吗?
学生2:不会。
学生3:杂草的数量少了,有一部分蝗虫就会饿死,这样蝗虫的数量就会减少,捕食者减少了,杂草的数量就会增加。
学生4:对,蝗虫没有食物还可能飞到别处去,使这一范围内的蝗虫数量减少,这样杂草的数量又会变多,所以不会一直减少。
教师E:同学们分析的很正确。互为捕食关系的两种生物都不会无限的增加或者减少,它们通过这种制约和反馈,使两个种群的数量保持相对平衡,从而保障该群落的稳态。
以种群间捕食关系中种群数量的调节过程为例进行渗透,这种制约与平衡保障了种群数量上的“稳态”,帮助学生理解种群水平上的稳态与平衡观。
四、从生态系统水平培养学生的稳态与平衡观
教师在讲授生态系统的稳定性时:
教师F:草原上的牧民,他们每过一段时间就会带领牛羊群更换放牧地点,同学们知道他们为什么这样做吗?
学生1:因为这一范围内的牧草已经不够牛羊食用了。
学生2:因为过度放牧会对生态环境造成巨大伤害。
教师F:对,过度放牧危害十分巨大,如:草原植被退化、沙漠化等,这些生态问题都是由过度放牧引起的。这又体现了生态系统的什么道理呢?
学生3:生态系统的抵抗力稳定性是有限的。
教师F:很好,生态系统的自我调节能力是有限的,当外界干扰因素过强,超过了生态系统的抵抗力稳定性的调节范围时,生态系统的自我调节能力会急速下降甚至丧失,影响生态系统的稳态。因此生活中我们得时刻保持警惕,避免做出一些破坏生态环境的行为。那这种轮牧制有什么好处呢?
学生4:不至于破坏该地区生态系统的抵抗力稳定性。
学生5:这一地区还可以依靠生态系统的恢复力稳定性重新长出大量牧草。
教师F:对,同学们分析的很正确。这是一种保持草场可持续利用,保障草原生态系统相对平衡和稳定的很好的途径。
通过人类活动对生态系统的影响,体现抵抗力稳定性和恢复力稳定性对生态系统稳态的重要性,突出生态系统的调节能力有限度,在呼吁同学们爱护生态环境的同时建立生态系统水平上的稳态与平衡观。
稳态与平衡观的渗透是贯彻落实生物学教学基本理念的重要内容,其构建过程需要中学教师仔细斟酌、反复探讨。本文也提供给生物学教师一种思路,教师可以在知识的传授过程中注重思路的引导,以学生的疑问和思考过程为出发点,及时提点、总结,从各个角度和方向进行渗透,避免一味地灌输。进而培养学生对生命观念的整体把握,最终上升到学科核心素养的形成与提高。
参考文献
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准:2017年版[M].北京:人民教育出版社,2018:4.
[2] 李振海,李品.高中生物学教学中稳态与平衡观的培养策略[J].中学生物学,2019(Z1):15-18.