资源简介

第5单元 生物圈中的稳定与协调
一、本单元的编写指导思想和意图
第5单元的核心内容是生物圈中的稳定与协调，它包括微观的生物体内的稳定（稳态）以及宏观的生物圈的稳定。现代生物科学研究表明，稳态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，细胞水平上内外物质和能量流动的平衡，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。
1. 细胞、生物个体、种群、群落、生态系统甚至生物圈都是不同层次的生命系统，生命系统都存在稳态，这是生命系统生存和发展的基础。
2. 生命系统是开放的系统，与环境不断进行着物质、能量和信息的交流。在不断变化的环境中，生命系统能够通过自我调节实现稳态。
依据《生物课程标准》，围绕生命系统能够通过自我的调节实现稳态这一基本概念，本单元选择生物个体(以人体为例)和生态系统二个层次来说明生物圈中的稳定与协调对生命系统的作用及其意义。
根据这一基本的构想，在本单元安排了《维持生物体内的平衡》、《生命活动的调节》、《运动与行为》、《生态系统的稳定》四章内容。就人体而言，对于维持内稳态的平衡，除了上述几章内容以外，消化系统、呼吸系统以及免疫也都起着十分重要的作用。有关消化系统和呼吸系统在第2单元《生物从环境中获取物质和能量》已经介绍过了，免疫的知识将在第7单元《环境与健康》中进行介绍。而动物的运动与行为与其自身的神经调节和调节有关十分密切的关系，所以《运动与行为》也列在本单元之中。
从教材编排体系上看，本单元教材是对前四个单元的一个总结，也是学生学习其它单元，例如《生物圈中生命的延续》、《环境与健康》、《人类与环境的和谐发展》应该具有的生物学基础知识。
教材这样编排的目的：一是引导学生从微观和宏观上认识生命系统通过自我调节实现稳态，以维持自身系统的生存和发展；二是让学生通过学习，认识到生命系统的自我调节是有一定限度的，超过这一限度就会引起系统平衡的破坏。从而培养学生的社会责任感，关爱生命和关注自身的健康，形成尊重事实的科学态度和环境意识。通过学习，使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面都能有所发展。
二、本单元教材编写的特点
1．依据《生物课程标准》和本套教材的编写思路，本单元教材在内容的安排上分三个板块：活动板块、信息库板块、辅助板块。这是本单元乃至本套教材的一个非常重要的特点，这样的编排有利于学生的探究活动，真正实现了自主、合作和探究的学习过程。同时，也促进教师改变教学行为，实现角色的转变，使学生的自主学习活动落到实处。
2．依据先进的教学理念，适当融入教学设计
本单元教材采用建构主义的方法，以常用的几种现代教学模式为基础，在教材内容的组织和呈现方式上进行了适当的教学设计，给教师的教学提供了一定的引导，也有利于学生按照“建构与接受相结合”的途径进行自学。教师在自己的教学设计中要注意突出教材的这一特点。当然，教材中的教学设计是比较宏观的，给教师自己的教学设计和教学创新仍然留下了较大的空间，教师要利用这些空间努力体现自己的教学风格和创造个性。这样的编排较好地体现《生物课程标准》所倡导的教学理念。
3．以问题解决活动为主线构建教材的内容
本单元教材以学生自身的、身边的或比较关心的生物学问题为切入口，导入解决问题的活动，并以此为主要载体，使学生逐步获得基础知识和基本能力，充分体现学生的自主学习、探究学习和合作学习，有利于学生亲自体验知识产生和发展的过程，产生热爱科学、乐意学习科学、自觉运用科学知识解决问题的情感和价值观，有利于学生科学素养的提高。教师在时间教学中要以这些问题为基础，结合各地、各校和不同学生的实际，将其具体化、生动化、灵活化。
4．教学内容呈现方式的多样性和灵活性
采用文字、卡通、图片、照片、表格等丰富多彩的形式表述教学内容。这样的编排特点符合中学生的认知规律，激发和调动了学生的学习兴趣。教材中情境设计和问题设计的方式丰富多彩，生动灵活，言简意赅，图文信息互补。教材注意从面向全体学生和满足学生个性发展需求相兼顾出发，设计学习活动，活动形式活泼多样，符合学生的年龄特征和需要。
5．注重与信息技术的整合结合
注重信息技术与生物学学习的整合，设计了信息搜索、虚拟实验、虚拟探究等活动，为学生的探究和知识建构提供了良好的环境条件。同时，根据新课程的培养目标明确要求，本单元教材教材注重人文资源的利用，促进人文素养与科学素养的协调发展。
6．强调课程的综合，注重知识内容的综合化
课程的综合是当今课程改革和课程设置的一个趋势，因为它反映了当今科学发展、人类社会发展和学生发展的需要。本单元教材从学科体系、学生发展、社会需要三个方面密切结合出发，既注重学科内各分支学科的综合，又兼顾了不同学科间的综合，有利于学生全面地深入地认识世界。
7．注意发挥评价功能，促进学生的发展和老师的成长
突出过程性评价和发展性评价是《生物课程标准》的重要理念，本教材在编写过程中特意设计了能够体现上述精神的活动和练习与思考，设计了“讨论”、“交流”、“DIY”、“你学到了什么？”、“你还想了解什么？”等活动或栏目，促进教与学信息的双向反馈，促进学生自主地参与对自己学习的反思和评价，也为教师进行过程性评价和发展性评价提供了一定的引导。教师在实施教学评价时要努力体现教材的这一精神，并在具体措施上加以创新，加以落实。
三、本单元内容简介
本单元根据全日制义务教育《生物课程标准》在本单元安排了《维持生物体内的平衡》、《生命活动的调节》、《运动与行为》、《生态系统的稳定》四章内容。具体章节的知识结构如下：
1．第14章维持生物体内的平衡
生物体能够随着体内外环境条件的变化而发生相应调整的活动，以保持内部环境的相对稳定。这种内部环境稳定不变的状态就是内稳态。内稳态是生物体对多变环境的一种适应。对于人体而言，供需平衡是人体内稳态的一部分。由于人体的细胞与外界环境之间不能直接进行物质交换，必需依靠循环系统的运输才能完成。同时，体内产生的代谢废物还要依靠排泄器官的排泄作用才能将废物及时有效的排出体外，才能维持体内环境相对稳定。
本章根据全日制义务教育《生物课程标准》的第五个一级主题------生物圈中的人，安排了《人体内物质的运输》和《人体内废物的排出》二节内容。关于人体内的物质运输，教材首先介绍了血管，然后再讲述心脏和血液，最后介绍血液循环。这种先个别后整体的方法，有利于学生全面了解血液循环系统，即血管是运输血液的管道，心脏是促进血液循环的动力，血液是体内物质运输的载体。关于人体内废物的排出，教材着重介绍了泌尿系统排出体内废物的过程。同时，还简要介绍了皮肤的排泄功能。关于呼吸系统的排泄作用在前面的教材中已经介绍过了，这里不再重复。教材这样的编排，既突出了教学的重点，又精简了教学内容，较好地体现新课程的理念。

2．第15章生命活动的调节
生物生活在一个复杂多变的环境中，环境的变化时刻影响着的生物的生存和发展。因此，生物体在进行各种生命活动过程中，需要依靠自身的调节功能不断地进行自我调节，以适应环境的变化，更好地生存下去。事实上，生物体内各个器官、系统的协调统一，新陈代谢、生殖和发育等生命活动的正常进行，以及生物体对外界环境变化作出相应的反应，都与生物体本身所具有的调节功能密切相关。生物具有的调节功能，主要是通过神经系统的神经调节和内分泌系统的激素调节来完成的。
本章根据全日制义务教育《生物课程标准》的第五个一级主题——生物圈中的人，安排了《人体的神经调节》、《人体的激素调节》和《人体对信息的感知》三节内容。在内容的编排上，首先从讲述人体的神经调节和激素调节，然后介绍了眼与视觉和耳与听觉。这样的编排与传统的教材相比，更能贴近学生的生活实际，强调从学生已有的生活经验出发，遵循初中学生的认知规律，激发和调动学生的学习兴趣。同时，教材以探究生物体协调与稳定为主线，安排了大量的观察、资料分析、以及、“探究人体反射活动的神经结构”“模拟眼球成像的过程”、“探究近视形成的原因”等一系列活动。这些活动能够让学生在自主、合作、探究的学习过程中，理解人体进行生命活动基本的调节方式，关注人与周围环境的相互关系，关心和解决身边的一些简单的生物学问题，形成尊重事实的科学态度。通过学习，学生能够在过程与方法、知识与技能以及情感态度价值观方面都得到充分地发展与提高。另外，本章内容在初中生物学科中占有十分重要地位。生命活动的调节保证了生物体内环境的相对稳定与平衡，它是生物体进行正常新陈代谢、生长发育、生殖、遗传变异等生命活动的基础。因此，学好本章内容是学生学习本套教材其他章节不可或缺的基础知识。
3．第16章运动与行为
自然界中的动物，它们每时每刻都要对体内外环境的变化作出相应的反应，这些反应的表现形式就是动物的行为，而动物完成某种行为需要一定结构基础。因此，有关动物的运动和行为的知识对学生认识动物的本质特征非常重要。生活在不同环境中的动物，其运动和行为的表现形式各不相同，但它们的都是与其生活的环境是相适应的，对自身的生存和种族的繁衍具有十分重要的意义。
本章根据全日制义务教育《生物课程标准》的第五个一级主题——生物圈中的人，安排了《人体支持与运动》、《动物的行为》二节内容。对于人和动物体而言，许多行为的产生都需要在神经系统的支配下，通过运动系统来完成。所以本章节内容安排在生命活动调节的后面。在内容的选取上，根据学生的认知规律和初中学生的心理特征，动物的运动突出人体的支持和运动。人体的支持与动物离不开由骨、骨连结和骨骼肌组成的人体运动系统，人体的各种动作都是在神经系统的支配下，由骨骼肌收缩和舒张，牵引所附着的骨绕关节活动而产生的。动物的行为是目前生物学研究中一个十分活跃的领域，动物行为的知识与人类生活和生产密切相关。在这部分内容的安排上，主要突出动物行为与动物的生存和发展的关系。在内容的编排上，以问题探究为主线，教材安排了观察人体的骨骼组成、关节、动物行为的类型以及探究蚂蚁的觅食行为等一系列的活动，让学生在观察、交流、讨论过程中，体现自主、合作、探究性的学习方式，体验知识的形成过程，真正实现学生学习的自主性、合作性和探究性。同时教材在编写上，注意引导学生关心和解决实际问题，形成尊重事实的科学态度，使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面都能有所发展。
4．第17章生态系统的稳定
本章研究生态系统的稳定，生态系统是生物与环境间进行物质循环和能量流动的基本功能单位，在通常情况下总是保持相对稳定的。稳态是生态系统的一个重要特点。生态系统的稳态是通过自我调节的过程来实现的。在学生对生态系统、生物圈、食物链、食物网以及环境中生物的多样性有一定了解的基础上，再从“生物与环境”高度来学习这部分内容，既落实了《课标》的要求，又符合初中学生的认知发展规律。
本章教材分三节：“绿色植物与生物圈中的水循环”、“绿色植物与生物圈中的碳—氧平衡”、“生态系统的自我调节”。绿色植物是生物圈中作用最大的生物之一。因此，本章特别
重视绿色植物在生物圈中的作用以及与人类的生存发展的关系。绿色植物在生物圈中的几大主要作用是：作为生物圈中有机物的制造者，为各种生物构建身体和进行生命活动提供物质和能量；参与生物圈的水循环；维持生物圈中的碳—氧平衡。对于前者，学生已在相关章节中学过，本章的一、二两节完成后两者的教学，使学生对绿色植物在生物圈中的几大主要作用有了较完整的认识。培养运用所学知识解决实际问题的能力，养成爱绿护绿的美好情感，积极参加植树造林等绿化活动。自然因素和人类活动对生态系统的影响超出一定的限度时，生态平衡就会遭到破坏，需要很长时间才能自然恢复或部分恢复，有时则完全不能恢复。为了正确处理人和自然的关系，使学生认识到整个人类赖以生存的生物圈是一个高度复杂的具有自我调节功能的生态系统，保持这个生态系统结构和功能的稳定是人类生存和发展的基础。因此，人类的活动除了要讲究经济效益和社会效益外，还必须特别注意生态效益和生态后果；认识到采取各种措施预防并减少自然灾害，防止人类自己对环境的破坏，保持生态系统稳定的重要性，使学生更加热爱大自然，珍爱生命，树立人与自然和谐发展的观念，提高环境保护意识。
总之，本单元教材从学生已有的生活经验出发，安排了大量的观察、实验、探究、资料分析和DIY等活动。通过这些活动，能够让学生自主的构建知识体系，体验知识的形成过程。真正使学生实现自主、合作、探究性的学习。同时，教材在编写上还注意引导学生形成实事求是的科学态度，关注与生物学有关的社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识，逐步养成良好的生活习惯，确立积极、健康的生活态度。使学生在过程与方法、知识与技能、情感态度价值观等方面都得到了充分地发展和提高。
四、本单元教学目标
1．知识目标
描述人体血液循环系统的组成，概述血液循环；描述人体泌尿系统的组成，概述尿液的形成和排出过程，描述其他排泄途径；描述人体神经系统的组成，概述人体神经调节的基本方式，概述人体通过眼、耳等感觉器官获取信息；举例说明人体的激素参与生命活动的调节；描述人体运动系统的组成，举例说明人体骨骼肌的协作作用；区别动物的先天性行为和学习行为，举例说出动物的社会行为；概述生态系统的自我调节能力是有限的，阐明人与自然和谐发展的关系。
2．能力目标
能正确使用显微镜观察血涂片和神经元，具备一定的实验操作能力；初步具有信息的收集处理和分析能力，具备一定的观察能力、发现问题、分析和解决问题的探究能力。在科学探究中发展合作能力、实践能力和创新能力。初步具有运用所学生物学知识分析和解决某些生产、生活或社会实际问题。
3．情感态度价值观
具有社会责任感，热爱自然，珍惜生命，理解人与自然和谐发展的意义，提高环境保护意识；学会与他人的合作和交流；养成实事求是的科学态度，具有一定的探索精神和创新意识；关注与生物学有关的社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识等。
五、本单元教学建议
1．提高执行课程目标的自觉性
知识目标：
(1)获得有关生物体的结构层次、生命活动、生物与环境、生物进化以及生物技术等生物学基本事实、概念、原理和规律的基础知识。
(2)获得有关人体结构、功能以及卫生保健的知识，促进生理和心理的健康发展。
(3)知道生物科学技术在生活、生产和社会发展中的应用及其可能产生的影响。
能力目标：
(1)能正确使用显微镜等生物学实验中常用的工具和仪器，具备一定的实验操作能力。
(2)初步具有收集和利用课内外的图文资料及其他信息能力。
(3)初步学会科学探究一般方法，发展学生提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流的科学探究能力。在科学探究中发展合作能力、实践能力和创新能力。
(4)初步具有运用所学生物学知识分析和解决某些生产、生活或社会实际问题。
情感态度和价值观：
(1)了解我国的生物资源状况和生物科学技术发展状况，培养爱祖国、爱家乡的情感，增强振兴祖国和改变祖国面貌的使命感与责任感。
(2)热爱大自然，珍爱生命，理解人与自然和谐发展的意义，提高环境保护意识。
(3)乐于探索生命的奥秘，具有实事求是的科学态度、一定的探索精神和创新意识。
(4)关注与生物学有关的社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识。
(5)逐步养成良好的生活与卫生习惯，确立积极、健康的生活态度。
生物课程标准涵盖了生物学知识与技能、过程与方法、情感态度价值观等方面的基本要求。这个目标是要通过每节课或每项活动来逐步完成的。因此，在制定每节课(或活动)的教学目标时，要充分考虑课程目标的体现和贯彻，特别要注意能力、情感、态度和价值观方面的要求。由于传统的教学习惯于在知识范畴、难点和重点上反复掂量，总是围绕它考虑教学过程如何展开，这样，就忽略了能力的培养，以及情感、态度和价值观目标的实现。因为，从学生的发展来看，能力、情感、态度和价值观的适用性理该更广，持久性更长。我们教师在教学过程中应该高度重视这一点。
2．更新教育理念，把生物课程标准所倡导的理念落到实处
(1)面向全体学生
面向全体初中学生，其实质就是要求我们广大教师要尊重学生的个性差异，通过开展不同层次、内容丰富的活动来提高全体学生的科学素养。这一方面苏科版课程标准生物教材做了有益的尝试，教材的要求是所有初中学生经过努力都可以达到的。各单元、章、节的相关的知识、能力、情感态度和价值观都是一个普通公民应具备的基本素养，而且相关知识的面和难度都降低了，以减轻学生负担，促进学生基本素养的全面提高。另一方面又要求能实现不同发展状况的学生的个性化发展，教材安排了大量的探究性学习活动，每个学生都可以按照自己的水平参与，获得自身的充分发展，还包括与他人的交流和合作，共同进步。即使是课外STS和DIY，很多也是发散性的、开放性的。总体上减少了整齐划一的要求，为不同学生的发展留有余地。
(2)加深对生物科学素养的认识
掌握进行个人决策、社会决策、参与公民事务和文化事务、从事经济生产所必须的科学概念和科学过程。
生物课程和根本任务是提高学生的科学素养。生物科学素养是指学生将来参加社会生活、从事经济生产、作出个人决策所必需的对生物科学概念和过程的理解，以及一定的探究能力，还要较好地理解STS相互关系和科学的本质，从而形成科学的态度和正确的价值观。
(3)引导学生进行探究性学习
探究性学习其目的正是提高学生的生物科学素养，显然生物科学素养不可能单纯地依靠知识的传承、讲授、灌输来形成，必须改变教学的策略和方法，改变学生的学习方式。也就是要变学生被动地听讲为动手、动脑的主动参与的活动。在教学过程中培养学生的独立性、自主性，引导学生在质疑，调查，实验，收集、分析和解读数据，推理、判断和反思等探究活动中，既能理解、掌握和应用知识，又发展了收集和处理科学信息的能力，获取新知识的能力，分析解决问题的能力，交流与合作的能力，特别是培养了创新精神和实践能力。倡导探究性学习，还将使学生的学习过程更富有个性化，对情感的体验、科学态度的养成、正确价值观的树立，也会有很大的帮助。课程标准中把科学探究列为内容标准的十大主题的第一主题，就是要求我们在整个教学过程中予以贯彻。在本套教材中，安排的大量观察、实验、调查、资料分析、探究活动、DIY等，是教材的最重要的组成部分。它的具体内容和操作，当然可以根据地区、学校、学生的际情况，有所变化，但不能减少，只应拓展和丰富。
3．以问题解决活动为主线，优化教学过程
本单元教材在编写上遵循初中学生的认知规律，从调动学生的学习积极性，激发学习的学习兴趣入手，安排的了大量的观察、实验、调查、资料分析、虚拟实验、探究等个活动，这些活动都是从学生已有的生活经验出发，让学生通过学习活动体验知识的形成过程，真正实现学生学习的自主性、合作性和探究性。同时，教师要根据学生的情况、教学的内容选择比较适合的教学方法，设计好教学的过程，充分调动学生的学习积极性，让学生去观察、动手操作、思考、讨论、交流。通过生物课堂教学促进学生的全面发展，真正提高生物教学的质量。另外，还要注意引导学生关心和解决实际问题，形成尊重事实的科学态度，使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面都能有所发展。
4．注意与信息技术的整合
注重信息技术与生物学学习的整合，利用信息技术改变学生的学习方式，丰富学习的资源，突破了时空的限制，提高课程实施的效果。本单元设计了信息搜索、虚拟实验、虚拟探究等活动，为学生的探究和知识建构提供了良好的环境条件。
5．发挥评价功能，有效地促进学生的全面发展
建立一种发展性的评价体系，发挥评价促进学生发展、教师提高和改进教学实践的功能。一是要建立促进学生全面发展的评价体系，使评价不仅要关注学生在语言和数理逻辑方面的发展，而且要发现和发展学生多方面的潜能，了解学生发展中的需求，帮助学生认识自我，建立自信，促进学生在已有水平上的发展，发挥评价的教育功能。二是要建立促进教师不断提高的评价体系，以强调教师对自己教学行为的分析与反思，建立以教师自评为主，校长、教师、学生、家长共同参与的评价制度，使教师从多渠道获得信息，不断提高教学水平。三是要将评价看做是一个系统，从形成多元的评价目标、制定多样的评价工具，到广泛的收集各种资料；形成建设性的改进意见和建议，每—个环节都是通过评价促进发展的不可或缺的部分；通过评价目标多元化、评价方法多样化，达到促进学生发展和教师成长的目的。
综上所述，本单元的教材从内容编选、教材设计等多方面，既注重了基础知识的教育，又突出了学生全面素质的发展，力求加强培养学生的探究能力、学习能力、解决实际问题的能力，加强教育性、启发性、引导性，为学生的进一步学习、适应现代化生活和今后参加工作打下基础。同时教材在编写上，注意引导学生关心和解决实际问题，形成尊重事实的科学态度。使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面都能有所发展。
九年义务教育《生物课程标准》的主线是人与生物圈。本套教材的体系是以“生物与环境的密切关系”为核心构建的，随着人类社会的发展、科学技术的进步，生命科学的研究向着宏观和微观两大方面推进。在教材的第一单元中介绍了《我们生活的生物圈》，从宏观上引导学生认识了生物与自然界的关系。生物生活在生物圈中，就必需不断地与环境进行物质和能量的交换，以维持自身的生存和发展，所以教材第二单元安排了《生物从环境中获取物质和能量》。在初步了解生物圈和生物从环境中获取物质和能量的基础上，第三单元《环境中生物的统一性》将从生物的基本结构和结构层次上探究生物圈中的生物所具有的共性。生物生物在不同的生活环境中，长期的进化和对生存环境的适应，生物在形态结构、生理功能以及行为等方面表现出多样性，所以教材的第四单元安排了《环境中生物的多样性》。对于生物个体、种群、群落、生态系统甚至生物圈而言，维持自身的稳定与平衡是其生存发展的基础，因此，教材的第五单元安排了《生物圈中的稳定与协调》。生物作为一个生命系统，都有着产生、发展和衰亡的规律，第六单元《生物圈中生命的延续》将为我们呈现生命的发生、发展的变化规律。根据《生物课程标准》第十个主题《健康的生活》，本套教材在第七单元安排了《环境与健康》。对于初中学生而言，通过生物学科的学习，要形成正确的世界观、人生观；具有社会责任感；具有初步的创新精神、实践能力、科学和人文素质以及环境意识，具有人与环境、人与其他生物和谐发展的价值观，所以教材的最后一个单元安排了《人与环境的和谐发展》。新的知识体系打破了国内过去按照生物学古老的分支学科构建教材体系的传统做法，也与近年以生命活动的特征为主线构建教材体系的做法不同。一方面它充分体现了国家《生物课程标准》以“人与生物圈”为主线的基本精神，另一方面又从“人——生物——环境”的角度更加突出了生物与环境相互影响、相互制约、共同和谐发展的密切关系。教材在确定这样的知识体系后，在组织知识内容时又考虑到学生认知发展的规律，借鉴了国外发达国家的经验，由宏观到微观，由简单到复杂，由感性到理性，由学生自身或身边的问题、现象开始，通过学生的探究、思维、信息加工整理、扩展应用等过程，逐步形成比较完整的知识体系。

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