摘要 教育部2003年頒布的《普通高中生物課程標準（實驗）》，將“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”作為高中生物學課程中3個必修模塊之一。本文闡述了本模塊的價值和地位，分析了本模塊的內(nèi)容特點，對如何搞好本模塊的教學提出了建議。
    關鍵詞 穩(wěn)態(tài)  環(huán)境  反饋  調(diào)節(jié)  知識  能力  科學方法  情感態(tài)度價值觀

本模塊實際上包括兩大部分：一是個體水平上生命活動的調(diào)節(jié)；二是群體水平上生物與環(huán)境的關系。具體包括以下內(nèi)容：植物的激素調(diào)節(jié)、動物生命活動的調(diào)節(jié)、人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)、種群和群落、生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境的保護。

1 學生學習本模塊的目的和意義

在知識方面，學生通過本模塊的學習，可以理解生物個體是如何在不斷變化的環(huán)境中，通過自我調(diào)節(jié)機制維持自身的穩(wěn)態(tài)的；生物與生物之間、生物與無機環(huán)境之間又是怎樣通過復雜的相互作用形成一個統(tǒng)一的整體的。

在能力方面，學生通過本模塊的學習，可以了解系統(tǒng)分析的思想和方法，逐步形成整體性思維的習慣，初步學會建立數(shù)學模型，提高從內(nèi)因和外因相互作用的角度分析事物發(fā)展變化的能力。

在情感態(tài)度與價值觀方面，學生通過本模塊的學習，可以提高對生命系統(tǒng)與環(huán)境關系的認識，為樹立人與自然和諧發(fā)展的觀念，形成生態(tài)意識和環(huán)境保護意識奠定基礎。

2 本模塊在高中生物課程中的地位

作為高中生物課程中三個必修模塊之一，本模塊具有獨特的地位和作用。

第1，本模塊對學生理解生物學至關重要。生物學是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學。在我國的中學生物學課程中，初中階段側(cè)重于讓學生了解生命現(xiàn)象，高中階段側(cè)重于讓學生理解生命活動的本質(zhì)和規(guī)律。生命世界從細胞到個體，從個體到群體，以至生態(tài)系統(tǒng)，都是不同層次的生命系統(tǒng)。生命系統(tǒng)有著自身的物質(zhì)基礎和結(jié)構基礎，有著自身的發(fā)生、發(fā)展和衰亡的規(guī)律。《分子與細胞》模塊側(cè)重于使學生在細胞水平認識生命系統(tǒng)的物質(zhì)基礎和結(jié)構基礎；《遺傳和進化》模塊側(cè)重于使學生在基因水平認識生命系統(tǒng)的發(fā)生和發(fā)展；本模塊則側(cè)重于使學生在個體和群體水平認識生命系統(tǒng)內(nèi)部的調(diào)節(jié)機制以及與環(huán)境的關系。生命系統(tǒng)是開放系統(tǒng)，它們與外界環(huán)境之間不斷進行著物質(zhì)交流、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞，這就決定了生命系統(tǒng)時刻處于動態(tài)變化過程中。生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)變化都是在一定的范圍內(nèi)進行的，否則就會解體，導致系統(tǒng)的崩潰。也就是說，穩(wěn)態(tài)是生命系統(tǒng)能夠獨立存在的必要條件。生物體內(nèi)的各種代謝過程，都是將維持自身的穩(wěn)態(tài)作為目標。穩(wěn)態(tài)的維持靠的是生命系統(tǒng)內(nèi)部的自動調(diào)節(jié)機制。本模塊中關于這種調(diào)節(jié)機制，在個體水平上主要闡述動物體和植物體的生命活動的調(diào)節(jié)，在群體水平上主要闡述生態(tài)系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)�？梢�，就理解生命活動的本質(zhì)和規(guī)律來說，本模塊具有其他模塊不可取代的價值。

第2，本模塊對于學生了解生物學在生活和生產(chǎn)中的應用十分重要。人體的許多疾病都與內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的失調(diào)有關。例如，血糖的穩(wěn)定是穩(wěn)態(tài)的重要方面，它是通過胰島素等激素的調(diào)節(jié)而實現(xiàn)的，胰島素分泌失調(diào)就會導致糖尿��；注射胰島素就會使這類糖尿病患者得到治療。生產(chǎn)中應用或產(chǎn)生的激素類似物若大量釋放到環(huán)境中，又會對人體產(chǎn)生不良影響。本模塊還安排了人體的水鹽調(diào)節(jié)、體溫調(diào)節(jié)、免疫調(diào)節(jié)等內(nèi)容，這些內(nèi)容都與人體健康密切相關。植物激素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及現(xiàn)代生物技術中都有著廣泛的應用，種群數(shù)量的變化、群落的演替、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、生物多樣性的保護等內(nèi)容，更是與人類的經(jīng)濟生產(chǎn)活動和社會的可持續(xù)發(fā)展密切相關。

第3，本模塊對于學生認識生物與環(huán)境是一個統(tǒng)一的整體，進而樹立人與自然和諧發(fā)展的觀點十分重要，可以為學生形成環(huán)境保護意識打下理性的基礎。

第4，本模塊對于學生全面領悟科學方法十分重要�！斗肿优c細胞》模塊和《遺傳與進化》模塊，可以幫助學生領悟觀察—歸納、假說—演繹等方法，本模塊可以幫助學生領悟系統(tǒng)分析、建立數(shù)學模型、取樣調(diào)查等方法。

3 對本模塊內(nèi)容要求的分析

3.1 本模塊內(nèi)容設計的基本思路  本模塊內(nèi)容包括生命活動的調(diào)節(jié)和生物與環(huán)境兩大方面，但是，它并不是這部分內(nèi)容的簡單合并，而是由穩(wěn)態(tài)這一核心概念統(tǒng)領的個體和群體兩個研究水平的內(nèi)容。本模塊內(nèi)容構建的基本思路是：將生物的個體和群體看作不同層次的生命系統(tǒng)，它們都在與外界環(huán)境的相互作用中，通過自身的調(diào)節(jié)機制維持穩(wěn)態(tài)（如下圖）。

穩(wěn)態(tài)的概念源于人體內(nèi)環(huán)境的研究。1857年，法國生理學家貝爾納（C. Bernard,1813—1878）首先指出，細胞外液是機體細胞直接生活于其中的外環(huán)境，也就是身體的內(nèi)環(huán)境。雖然機體的外部環(huán)境經(jīng)常變化，但內(nèi)環(huán)境基本不變，從而給細胞提供了一個比較穩(wěn)定的理化環(huán)境。貝爾納認為，“內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定是獨立自由的生命的條件。”失去了這些條件，代謝活動就不能正常進行，細胞的生存就會出現(xiàn)危機。1926年，美國生理學家坎農(nóng)（W.B.Cannon,1871—1945）發(fā)展了內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的概念，指出內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定狀態(tài)只有通過細致地協(xié)調(diào)各種生理過程才能達成。內(nèi)環(huán)境的任何變化都會引起機體自動調(diào)節(jié)組織和器官的活動，產(chǎn)生一些反應來減少內(nèi)環(huán)境的變化。他將這種由代償性調(diào)節(jié)反應所形成的穩(wěn)定狀態(tài)稱為穩(wěn)態(tài)（homeostasis）。他認為穩(wěn)態(tài)并不意味著穩(wěn)定不變，而是指一種可變的相對穩(wěn)定的狀態(tài)，這種狀態(tài)是靠完善的調(diào)節(jié)機制抵抗外界環(huán)境的變化來維持的。

在坎農(nóng)之后，隨著生物學的發(fā)展，以及系統(tǒng)論和控制論的思想方法對生物學的影響，穩(wěn)態(tài)的概念突破了生理學范疇，延伸至生命科學的各個領域，成為整個生命科學的一大基本概念。人們認識到，不僅人體的內(nèi)環(huán)境存在穩(wěn)態(tài)，各個層次的生命系統(tǒng)都存在穩(wěn)態(tài)。在微觀領域，細胞內(nèi)的各種理化性質(zhì)也是大致維持穩(wěn)定的，各種酶促反應的進行受到反饋調(diào)節(jié)；基因表達過程中同樣存在穩(wěn)態(tài)。在宏觀領域，種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)都存在穩(wěn)態(tài)。就人體的穩(wěn)態(tài)而言，通過神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)而實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)的觀點也得到進一步發(fā)展，提出穩(wěn)態(tài)是通過神經(jīng)、內(nèi)分泌和免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡來維持的，強調(diào)免疫調(diào)節(jié)在穩(wěn)態(tài)維持中的作用。

綜上所述，穩(wěn)態(tài)是生命系統(tǒng)的重要特征，是生命系統(tǒng)在與外界環(huán)境的物質(zhì)、能量和信息交流過程中，通過自身的調(diào)節(jié)機制而維持的相對穩(wěn)定狀態(tài)。理解生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)，一是要將生命系統(tǒng)放在與外界環(huán)境的相互作用中來理解，二是要理解不同生命系統(tǒng)內(nèi)部的自動調(diào)節(jié)機制。這也正是本模塊標題定為“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”的基本考慮。

3.2 本模塊內(nèi)容在知識、方法和情感態(tài)度價值觀方面的側(cè)重點  在知識方面，本模塊的核心概念是穩(wěn)態(tài)和反饋。系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)是通過反饋調(diào)節(jié)機制而實現(xiàn)的。在一個系統(tǒng)中，系統(tǒng)本身工作的效果，反過來又作為信息調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作，這種調(diào)節(jié)方式叫做反饋調(diào)節(jié)。人體內(nèi)血糖含量升高時，刺激胰島B細胞，促進它分泌胰島素，同時作用于胰島A細胞，使之減少胰高血糖素的分泌。當胰島素隨血液運輸?shù)礁魏图∪獾绕鞴倩蚪M織時，能促進細胞對葡萄糖的攝取和利用，還可促進肝細胞和肌肉細胞將葡萄糖合成為糖原儲存起來，從而使血糖含量下降。當血糖含量降低到一定程度時，就會抑制胰島素的分泌，增加胰高血糖素的分泌，從而促進肝糖原的分解，形成較多的葡萄糖，使血糖含量升高�？梢娨葝u素的作用結(jié)果會反過來影響胰島素的分泌，胰高血糖素也是如此。這就是反饋調(diào)節(jié)。在生態(tài)系統(tǒng)中，當氣候適宜時，植物生長茂盛，為植食性動物提供了充足的食物，植食性動物的數(shù)量會增加；植食性動物數(shù)量的增長，會吃掉大量的植物，同時也會使肉食性動物數(shù)量增加，這兩方面的變化又都導致植食性動物數(shù)量的增長趨勢得到遏制。這也是反饋調(diào)節(jié)。這只是兩個關于反饋調(diào)節(jié)的簡化的例子，在生物體和生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部，實際上都存在復雜的反饋調(diào)節(jié)網(wǎng)絡，穩(wěn)態(tài)是通過網(wǎng)絡化的反饋調(diào)節(jié)而實現(xiàn)的。

學生要建構穩(wěn)態(tài)和反饋的概念需要一定的生物學事實做基礎。與此有關的生物學事實內(nèi)容很多，課程標準在內(nèi)容的選取上有主有次。在個體水平上，本模塊重點是人體的穩(wěn)態(tài)，動物生命活動的調(diào)節(jié)也大都以人體為例。在群體水平上，本模塊重點是生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。

在科學方法方面，本模塊重在系統(tǒng)分析和建構模型的方法。系統(tǒng)分析是明確系統(tǒng)的邊界后，在分析系統(tǒng)組成要素、層次結(jié)構的基礎上，分析系統(tǒng)各組分間相互影響的定量關系，建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，并利用計算機對系統(tǒng)結(jié)構優(yōu)化，使系統(tǒng)具有功能整合作用的問題分析方法。一般包括四個階段：第一階段是定性分析，包括劃分系統(tǒng)邊界、確定系統(tǒng)組分、分析系統(tǒng)層次、明確問題及研究目標；第二階段為定量研究階段，包括定量研究各組分間的影響關系、建立系統(tǒng)數(shù)學模型；第三階段為模型分析階段，是在認識系統(tǒng)動態(tài)規(guī)律的基礎上，確定系統(tǒng)模型的參數(shù)，進行模型試驗，優(yōu)化系統(tǒng)功能；第四階段為系統(tǒng)結(jié)構優(yōu)化階段，是通過模擬分析，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構，實行系統(tǒng)調(diào)控，使系統(tǒng)具有系統(tǒng)功能整合特性，實現(xiàn)優(yōu)化的系統(tǒng)功能。限于高中學生的發(fā)展水平和需要，本模塊并不要求學生掌握如此完整的系統(tǒng)分析方法，而是重在領悟系統(tǒng)方法的思想，初步學會從系統(tǒng)的整體出發(fā)，分析整體與局部、部分與部分、整體與外部環(huán)境之間的相互關系。在進行有關系統(tǒng)分析的探究活動時，主要做系統(tǒng)分析的第一階段的工作，有些活動可深入到第二階段，比如建立種群增長的數(shù)學模型。

在情感態(tài)度價值觀方面，一是關注生物科學的發(fā)展與社會的關系，如“評述植物激素的應用價值”、“探討動物激素在生產(chǎn)中的應用”、“關注艾滋病的流行和預防”；二是形成環(huán)境保護意識，樹立人與自然和諧發(fā)展的觀念，如“關注全球性生態(tài)環(huán)境問題”、“形成環(huán)境保護需要從我做起的意識”等。

4 對教學策略、教學活動的建議

4.1 關于基本概念和原理的教學，教師應積極組織學生開展相關活動，通過活動來建構知識  個體水平的調(diào)節(jié)與穩(wěn)態(tài)，內(nèi)容比較抽象，如果僅憑教師講述，學生很難真正理解�？梢栽O計資料分析、模型建構、思考與討論等活動，讓學生通過探究性學習活動，來完成知識的建構。例如，關于動物的激素調(diào)節(jié)，可以讓學生分析人們對激素的認識過程，從而建構激素的概念；再聯(lián)系日常生活中的實例，如飯后大量的葡萄糖吸收到體內(nèi)，但血液中的葡萄糖濃度只有短暫的升高，很快就恢復正常，讓學生討論吸收到體內(nèi)的大量的葡萄糖到哪里去了，為引出胰島素的知識做鋪墊；然后做模型建構活動：用不同顏色的卡片代表葡萄糖、糖原、胰島素、胰高血糖素，以小組為單位模擬吃飯后和運動后體內(nèi)葡萄糖、糖原、胰島素、胰高血糖素的變化，建構血糖調(diào)節(jié)模型。

種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)容，屬于宏觀生物學范疇，教師應當多聯(lián)系生產(chǎn)和生活實際，比如，聯(lián)系有關蝗災的報到，讓學生討論蝗災大發(fā)生的原因是什么；聯(lián)系漁業(yè)生產(chǎn)中合理捕撈量的確定問題，引導學生討論種群數(shù)量的變化規(guī)律。教師還應當提供較多的考察當?shù)胤N群、群落和生態(tài)系統(tǒng)的機會。比如關于課程標準中規(guī)定的“討論某一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構”，教師可組織學生實地考察一個生態(tài)系統(tǒng)，如一個池塘、一塊農(nóng)田等，然后引導學生討論這個生態(tài)系統(tǒng)的組成成分以及各組分之間的關系。課程標準的活動建議中提出的“探究培養(yǎng)液中酵母種群數(shù)量的動態(tài)變化”等，應當積極指導學生完成。

4.2 應當通過各種活動讓學生領悟有關科學方法  本模塊涉及的科學方法主要有以下幾個方面：系統(tǒng)分析的方法、建構數(shù)學模型的方法、取樣調(diào)查的方法以及實驗方法等。對于這些內(nèi)容，教師應當避免將方法論當做知識來講授，應當讓學生通過活動來領悟。比如關于取樣調(diào)查的方法，常見的有樣方法和標志重捕法等。樣方法應當讓學生通過實地調(diào)查來體會和運用，標志重捕法可以通過模擬活動讓學生領悟。

4.3 應當落實科學、技術、社會相互關系的教育  本模塊中個體和群體水平的穩(wěn)態(tài)與環(huán)境的內(nèi)容，都與人們的日常生活和生產(chǎn)實踐有著密切的關系，比如，人體的許多疾病都是穩(wěn)態(tài)失調(diào)的結(jié)果，諸多環(huán)境問題又是生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)失調(diào)的結(jié)果�？茖W技術成果的運用，在滿足人們某些愿望的同時，往往又帶來一些始料不及的問題，如環(huán)境激素的問題、生物多樣性銳減的問題、臭氧層破壞的問題等。教師應當鼓勵學生親自調(diào)查或廣泛搜集資料，再通過課堂討論，加深對科學、技術、社會相互關系的認識，提高參與社會事務的討論和公眾決策的能力。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/144460.html

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