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對“內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”一節(jié)教學(xué)的幾點建議
對“內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”一節(jié)教學(xué)的幾點建議人教版的《全日制普通高級中學(xué)(試驗修訂本·必修)生物第一冊》(以下簡稱新教材)在第三章“生物的新陳代謝”中增加了“內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”一節(jié)。內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)是生物學(xué)中非常重要的概念,尤其是穩(wěn)態(tài)概念在現(xiàn)代生命科學(xué)中已成為普遍使用的一個基本概念,它描述了普遍存在于生命過程中的一個共同規(guī)律。增加這一部分內(nèi)容對于幫助學(xué)生認識生命本質(zhì)和規(guī)律具有重要意義。但在實際教學(xué)過程中,因?qū)W生準(zhǔn)備知識不足,難以充分理解穩(wěn)態(tài)的本質(zhì)內(nèi)涵,本文提出以下幾點教學(xué)建議供參考。
?1 增加“內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”概念的發(fā)現(xiàn)史
?“內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”概念的發(fā)現(xiàn)史,對于學(xué)生理解內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)概念的本質(zhì)及意義有一定幫助。19世紀(jì)法國著名生理學(xué)家伯爾納(Claude Bernard)發(fā)現(xiàn),一切生命組織都有一個奇妙的共性,這就是它們的內(nèi)環(huán)境(包括組織液、淋巴、血漿)在外界環(huán)境發(fā)生改變的時候,能夠保持穩(wěn)定不變。伯爾納認為:“內(nèi)環(huán)境恒定是機體自由和獨立生存的首要條件。”“所有生命機制不論如何變化都只有一個目的,就是在內(nèi)環(huán)境中保持生命條件的穩(wěn)定。”他的這些觀點在50年后被美國生理學(xué)家坎農(nóng)(W.B.Cannon)進一步完善和發(fā)展?厕r(nóng)認為:內(nèi)環(huán)境并不是處于一種靜止的、固定不變的狀態(tài),而是處于一種可變的、可動的相對穩(wěn)定狀態(tài),并且用穩(wěn)態(tài)(homeostasis)這一術(shù)語概括。在教學(xué)中增加這些內(nèi)容,將有助于學(xué)生理解穩(wěn)態(tài)概念提出的前提條件,理解穩(wěn)態(tài)概念的動態(tài)實質(zhì),在有所鋪墊的前提下進一步了解內(nèi)環(huán)境、穩(wěn)態(tài)的概念內(nèi)涵,將有利于學(xué)生有意義學(xué)習(xí)。
2 降低知識難度,突出穩(wěn)態(tài)的概念內(nèi)涵
新教材中用緩沖物質(zhì)對內(nèi)環(huán)境pH值的調(diào)節(jié)作用來說明穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象,可結(jié)合高中化學(xué)知識幫助學(xué)生理解緩沖物質(zhì)的作用機理,但不必研究過細。由于課時有限,必須把重點放在對穩(wěn)態(tài)概念內(nèi)涵的理解上。其實,穩(wěn)態(tài)概念內(nèi)涵在于突出機體處于相對穩(wěn)定狀態(tài)的現(xiàn)象和機制。穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象是十分豐富的,新教材在前一節(jié)中所探討的血糖含量的相對穩(wěn)定狀態(tài)和肝臟活動之間的動態(tài)關(guān)系就是一個很好的實例。
傳統(tǒng)的生理學(xué)觀點認為,穩(wěn)態(tài)的形成機制是在神經(jīng)系統(tǒng)和以內(nèi)分泌系統(tǒng)為主的體液調(diào)節(jié)的共同協(xié)調(diào)作用下,通過機體各個器官系統(tǒng)的統(tǒng)一活動而達到維持內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定的作用。但現(xiàn)代生物學(xué)認為,神經(jīng)—內(nèi)分泌—免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)才是使機體維持穩(wěn)態(tài)的主要機制。因此,筆者認為,突出機體器官系統(tǒng)之間的平衡和網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)作用,其意義更為重要。
3 在教學(xué)中滲透機體整體性、開放性以及系統(tǒng)觀、信息觀等現(xiàn)代生命科學(xué)思想
近幾十年來,分子生物學(xué)飛速發(fā)展,分子水平上的研究成果大大豐富了人們的認識,系統(tǒng)論、控制論、信息論不斷滲透到生命科學(xué)的各個研究領(lǐng)域,使人們對生命現(xiàn)象的理解上升到全新的高度。在穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象的機制問題上,現(xiàn)在已經(jīng)證實,機體至少有三大調(diào)節(jié)系統(tǒng)參與到穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)中,即神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)。前兩者的調(diào)節(jié)作用早已被公認,成為經(jīng)典的傳統(tǒng)的生理學(xué)對穩(wěn)態(tài)機制的解釋,而后一種調(diào)節(jié)作用正是當(dāng)今生命科學(xué)的研究熱點之一——神經(jīng)免疫內(nèi)分泌學(xué)的研究范疇。免疫系統(tǒng)通過游走的免疫細胞感受神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)所不能感知的其他類型的刺激(比如異物或外來抗原之類的刺激),并且通過釋放細胞因子(CK)或形成致敏淋巴細胞,消除這一類引起內(nèi)環(huán)境波動的因素,F(xiàn)代分子生物學(xué)揭示,神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)之間有著共同的語言——信息分子共享,這些信息分子除了體液因子之外,還有許多生物活性分子(比如多肽激素等等),它們參與機體穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié),各自發(fā)揮著自身特有的作用,各系統(tǒng)之間通過反饋調(diào)節(jié)協(xié)調(diào)一致,維持機體的統(tǒng)一性和整體性。
一般系統(tǒng)論的創(chuàng)立者,奧地利生物學(xué)家、心理學(xué)家貝塔朗菲(Ludwigvon Bertalanffy)認為,生命是一種開放系統(tǒng),是在同環(huán)境進行物質(zhì)交換的過程中呈現(xiàn)出輸入、輸出,自身物質(zhì)組分不斷地形成和破壞的過程中存在和發(fā)展的系統(tǒng)!吧男问讲皇莾H僅存在著,而是在發(fā)生著,它通過有機體的物質(zhì)和能量的永恒流動而表現(xiàn)。”這個開放系統(tǒng)的重要特征就是穩(wěn)態(tài)、自主和自組織性,它處處表現(xiàn)出有機體的自我調(diào)整,F(xiàn)代分子生
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