高中生物教学中渗透“稳态与平衡观”探索
2020-07-04马妮徐杰伍春莲
马妮 徐杰 伍春莲
摘 要:文章以高中生物必修3教材(人教版)《稳态与环境》为例,挖掘和筛选有关“稳态与平衡观”的内容,将其归纳为不同的层次,分析如何将“稳态与平衡观”渗透于高中生物课堂,使学生在理解与构建“稳态与平衡观”的基础上内化生物知识,最终理解生命本质,树立生命观念,提升学科核心素养。
关键词:高中生物课堂;教材;稳态与平衡观;生命观念
中图分类号:G633.91 文献标志码:A文章编号:1008-3561(2020)16-0108-02
生命观念、科学思维、科学探究和社会责任为生物学的核心素养内容,其中生命观念是生物学核心素养的基础和支柱,“稳态与平衡观”是生命观念中的一个关键能力。高中生物课堂渗透稳态与平衡观,有助于学生形成生命观念,从而提升生物学核心素养。现以必修3《稳态与环境》教材为例,分析如何将稳态与平衡观渗透于高中生物课堂,如何将理论知识与生活实例相结合,使学生将稳态与平衡观内化于心。
一、挖掘和筛选教材中的“稳态与平衡观”素材
“稳态与平衡观”强调生命系统是一个稳态和平衡的系统, 稳态和平衡是通过调节来实现的。高中生物必修3《稳态与环境》中有许多涉及稳态与平衡的内容,笔者将其归纳为个体、群体、生态系统三个层次,而教材中并不是所有内容都涉及稳态与平衡观,这就需要教师去挖掘和筛选。
《稳态与环境》中与“稳态与平衡观”相关章节如下:(1)个体——第1章第2节“内环境稳态的重要性”,第2章第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”。(2)群体——第4章第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”。(3)生态系统——第5章第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”。
二、理解与构建“稳态与平衡观”
(1)个体层次。人体内环境的稳态是在“神经—体液——免疫”网络调节机制下,通过机体各种器官、系统分工合作、协调统一而实现的。要先从整体上理解人体的平衡与稳态是由多种调节机制共同协作完成的,然后再分别阐述神经调节、体液调节、免疫调节是如何维持人体稳态的,从整体到部分使学生建立个体层次的稳态与平衡观。
以第2章第4节“免疫调节”为例,免疫调节是维持机体内环境稳态的重要调节方式之一,用于对付病原体和体内出现的异常细胞,免疫调节是依赖免疫系统来实现的。免疫系统的防卫功能包括非特异性免疫的第一、二道防线,特异性免疫的第三道防线,通过这三道防线抵御病原体的攻击,从而维持机体内环境的稳定。教师可以将这三道防线形象解释:“进入火车站经过身份识别之后,首先要经过人工以及安检机这两道防线,检查是否携带违禁物品,并不识别人的身份,不具备特异性;而在上火车前需要拿出证件检查是否为本人及本车次,具备特异性,通过这些环节来保障乘车安全。”结合生活中常见的事例,使学生更加形象地理解免疫系统的防卫功能,从而构建稳态与平衡观。
除此之外,动物体的各项生命活动常常同时受神经和体液的调节,正是由于这两种调节方式的协调,内环境的稳态才得以维持,机体才能适应环境的不断变化。这些都是在个体层次上将“稳态与平衡观”渗透于高中生物课堂的内容。
(2)群体层次。任何生物个体的生存和发展,离不开同种或异种的其他生物个体,个体之间通过某种联系组成群体,而群体的生存和发展就涉及稳态与平衡。因此,教师要在群体层次上将稳态与平衡观渗透于课堂。
以第4章第1节“种群的特征”为例,种群密度直接影响种群数量,而出生率和死亡率决定着种群密度,当出生率等于死亡率时,种群的数量保持相对稳定。如随着生活水平的提高和医疗条件的改善,我国人口的死亡率在不断降低。那么要控制人口过度增长,保持数量的相对稳定,必须降低出生率。然而由于计划生育的实施以及社会生存压力的增大等原因,导致人口出生率降低,并且老年化趋势日益严重,因此国家于2016年实行全面开放二孩政策,目的在于增加人口出生率,优化人口结构,缓解人口老龄化压力,促进社会的稳步可持续发展。将稳态与平衡观与国家政策联系,有利于学生辩证理解国家施行的政策。
(3)生态系统层次。生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体,叫做生态系统。在环境未遭到严重破坏的情况下,生态系统能维持相对稳定,这说明生态系统自身也存在着稳态与平衡。因此,教师需要在生态系统层次上,将稳态与平衡观渗透于生物教学,使学生在个体和群体层次之上进一步理解与构建生态系统层次的稳态与平衡观。生态系统包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。缺少其中任何一个部分,都不利于生态系统的稳定与平衡。任何生态系统都需要通过能量流动与物质循环的方式维持其稳态与平衡。
以第5章第5节“生态系统的稳定性”为例,生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力。生态系统的这种稳定性表现在两个方面:生态系统受到干扰时,抵抗干扰,维持原有平衡的能力称之为抵抗力稳定性;生态系统受到干扰,遭到破坏后,恢复到原有平衡状态的能力称之为恢复力稳定性。讲完相关的理论知识之后,教师可设置师生互动环节从实践中帮助学生理解,请两位同学上台,双手拉紧,然后教师施加一个外力,向学生们展示两位同学的双手没有被分开,说明抵抗住了外界的干扰,此时具备的是抵抗力稳定性;如果两位同学的双手被分开了之后又重新互相拉紧,说明在受到破坏后恢复了原有平衡状态,此时具备的是恢复力稳定性;如果两位同学的双手被分开之后沒有再重新拉紧,则说明超出了他们的自我调节能力,不能再维持相对稳定。理论与实践相结合,使学生在构建生态系统的稳定与平衡观时更有体验感。
三、理解生命本质,树立生命观念,肩负社会责任
生物教学要让学生理解生命的本质,树立生命观念,肩负社会责任。教师要在教学过程中渗透生命观念,使学生形成珍爱生命、人与自然和谐共处以及可持续发展的观念,养成保护环境、维护生态平衡的行为习惯等,肩负起作为公民的社会责任。
以第5章第5节“生态系统的稳定性”为例,生态系统的自我调节能力是有限的,然而现实生活中仍然存在乱砍滥伐,大量燃烧煤炭、石油等化学燃料,随意将污水排入河流等行为,当这些外界干扰因素的强度超过了生态系统的自我调节能力时,生态系统就会难以恢复。因此,教师需要将生命观念渗透到课堂教学中,并引导学生树立保护环境和资源、维护生态平衡、实现可持续发展的社会责任意识。
总之,“稳态与平衡观”作为生命观念的一种,对于学生强化生物学科核心素养必不可少。教师需要结合具体的生活实例促使学生巩固内化“稳态与平衡观”,理解生命本质,树立生命观念,肩负社会责任,为今后的学习与生活打下坚实的基础。
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