“动物和人体生命活动的调节”教材内容结构和教学的处理
生物体内各器官、系统之间的协调统一,内环境稳态的维持,以及对外界刺激作出反应,都与生物体本身所具有的调节功能密切相关。本章主要包括动物和人体的神经调节、体液调节(特别是激素调节)和免疫调节在维持稳态中的作用等内容,引导学生认识个体层次生命系统的整体性和稳态。
必修3第2章内容包括《通过神经系统的调节》、《通过激素的调节》、《神经调节与体液调节的关系》和《免疫调节》四节内容。其中,第1节、第2节和第4节教材分别可用2课时教学,第3节可用1课时教学。在第1节正文之后,安排了一个“与生物学有关的职业”栏目;在后三节正文之后,各安排了一个“科学·技术·社会”栏目,力求引导学生将视野从基础知识中转移出来,更多地关注社会上普遍存在的与生物学有关的问题,逐渐养成热爱科学、尊重科学、理智地运用科学成果的情感和态度,形成关心社会的意识。
《通过神经系统的调节》包括神经调节的结构基础和反射、兴奋在神经纤维上的传导、兴奋在神经元之间的传递、神经系统的分级调节和人脑的高级功能五部分内容。
关于“神经调节的结构基础和反射”,由于反射和反射弧的内容在义务教育教材中已有详细的介绍,本节不再详细阐述,而是引导学生调动已有的知识基础。
兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递等内容,对学生来说是全新的,而且比较抽象,不容易理解,故是本章教学的难点。教材在介绍这部分内容时,采取了简化处理的方式,用了多幅插图来阐述神经纤维受到刺激时的电位变化、局部电流的产生、突触的概念及神经元间的兴奋传递等。同时,正文中还插入了问题串(楷体字),引导学生一步步地深入思考。对于更深的机理问题(如钠钾通道),教材用了楷体小字处理,可供学有余力或有兴趣的同学阅读。
神经系统的分级调节所涉及到的内容相当广泛和复杂,教材只选取了最基础的几项,用示意图的形式来介绍,同时以“资料分析”的形式,安排了几个实例,引导学生理解神经系统的不同水平对同一动作行为的控制。这部分内容的教学,要注意引导学生联系其他的实例深入思考,特别是进行从个别到一般,从现象到本质的思考。
人脑的高级功能很复杂,教材只选取了语言文字、学习和记忆两方面内容给予简单的介绍。这部分内容学生比较感兴趣,教师可以结合现实生活中的实际例子及目前科学研究所不能解决的问题展开,这样可以活跃学生的思维,拓展视野,从而激发学生探索大脑奥秘的兴趣。
《通过激素的调节》包括激素调节的发现、激素调节的实例、激素调节的特点、评价应用激素类药物的利与弊等四部分内容。
关于“激素调节的发现”,教材试图以发现促胰液素的科学史实,让学生了解有关科学知识的形成过程,并在此基础上接受科学精神的熏陶:在科学研究过程中,不要迷信权威,应该在对实验事实进行严密分析的基础上,大胆探索,勇于创新。
人体内激素调节的例子很多,本节选择血糖平衡的调节和甲状腺激素分泌的调节这两个实例。前者主要立足于阐述反馈调节和激素之间的拮抗(即体内不同激素之间存在复杂的相互关系);后者则立足于阐述激素的分级调节。教材以血糖调节为素材,安排了一个模型建构活动:“建立血糖调节的模型”,意在引导学生通过这个探究活动,更好地理解人体内是如何对血糖含量进行调节的,并在此基础上理解体内激素如何对生命活动进行调节;同时,也力图引导学生初步了解建构模型,尤其是概念模型的基本方法和意义。学生所做的模拟活动,是构建动态的物理模型,模拟活动之后,学生再根据在活动中的体验,构建图解式概念模型或进行计算机模拟。
激素调节的特点,教材列出“微量和高效,通过体液运输,作用于靶器官、靶细胞”这三个特点,激素调节与神经调节的不同之处,教材将在本章第3节予以阐述。有关激素的作用机理,教材深入到激素是作用于靶器官、靶细胞,但又不深入地介绍两大类激素作用于靶细胞的不同方式及分子机理,既把握基础性,又体现现代性。
本节正文之后的“科学·技术·社会”栏目中“评价应用激素类药物的利与弊”,并不仅仅是一个课外阅读材料,而是本节重要的教学内容之一。教材提供几个有关激素类药物应用的具体事例,引导学生关注身边的科学技术,评价激素类药物应用的利与弊,理解科学技术的发展既能造福人类,但应用不当也可能带来负面影响,由此可以更好地理解生物科学、技术与社会深层次的关系。
《神经调节与体液调节的关系》一节包括两部分内容,即神经调节和体液调节的比较及二者之间的协调。前者内容相对简单,教材首先阐述了体液调节的概念,然后以列表的方式比较了神经调节和体液调节的特点。教师在进行这部分内容的教学时,应注意用实例来说明。关于神经调节和体液调节的协调,教材安排了一个“资料分析”的活动,让学生通过对体温调节和水盐调节过程的分析,理解神经调节和体液调节是如何协调的。之后,教材又对神经调节和体液调节的关系作了总结,帮助学生深入理解。在这节内容中,教材注意突出神经调节和体液调节对于维持稳态的贡献,并注意将教材内容与现实生活中的健康问题相联系。
《免疫调节》一节包括免疫系统的组成、免疫系统的防卫功能、免疫系统的监控和清除功能及免疫学的应用四部分内容。在这一节的引言部分,教材强调了免疫系统对于维持内环境稳态的贡献,将免疫作为一种调节方式。
关于免疫系统的组成,教材以现实生活中可能出现的实际病例引入,然后以列表和图示的方式简单作了总结。
免疫系统的防卫功能是本节的重点,也是难点。关于人体的三道防线,由于第一、二道防线的内容在义务教育教材中已有详细介绍,本节教材只是做了简单的回顾。本节的重点是关于第三道防线,即特异性免疫所起的作用。首先通过资料分析活动,即以艾滋病为例,说明人体内主要的免疫细胞──T细胞在免疫中的重要作用,进而说明第三道防线的重要性,再讲述第三道防线是怎样起作用的,即较详细地介绍了体液免疫和细胞免疫的概念和过程。教材中提供的关于体液免疫和细胞免疫的示意图,可以帮助学生理解有关内容,教学过程中不需要讲得更深更细。教材又列举了自身免疫性疾病和过敏症,简要阐述了免疫调节异常的情况,帮助学生全面、辩证地分析问题。
有关免疫系统的监控和清除功能的内容相对简单,学生也容易理解,所以教材对于这部分内容只做了简单的叙述。
免疫学的应用涉及人们日常生活的方方面面,与人体的健康密切相关,多数内容学生都有切身的体会。由于人们在日常生活中遇到的与免疫有关的问题很多,教材不可能面面俱到。教材意在引导学生体会科学、技术与社会三者之间的关系是复杂的,科学和技术的发展促进了社会的进步,而社会的需求又推动着科学技术的迅猛发展;并且,科学技术并不能解决所有问题。