基于系统思维的高中生物学选择性必修2“生物与环境”模块分析

基于系统思维的高中生物学选择性必修2
"生物与环境#模块分析
林青(人民教育出版社课程教材研究所北京100081)
摘要系统思维是将认识对象作为系统来认识的一种思维方式,在认识系统的整体性、分析复杂因果关系、解决复杂问题等方面有着重要作用。本文结合人教版高中生物学新教材"生物与环境”模块的具体内容,就教材如何落实系统思维的培养进行分析,并指出其教育价值。
关键词生物与环境系统思维人教版教材高中生物学
通常认为,系统思维是把思维对象作为一个系统(整体)来认识,从各构成要素的性质以及系统和要素、要素和要素、系统和外部环境的相互联系与相互作用中,综合地考察思维对象的一种思维方式[1]o系统思维是一个相当大的概念体系,整体性思维、综合性思维、立体性思维、最佳性思维、协调性思维等都属于系统思维的基本内容因而,系统思维的培养不是一蹴而就的,应贯穿于学生成长的各个时期。
1高中阶段系统思维培养的几个基本点
1.1能够认识系统的整体性,从整体出发研究问题整体性是系统的本质属性,系统的整体性原理可以简单
理解为系统是由构成要素组成的具有一定新属性的有序整体,整体的性质和功能不等于各个要素的性质和功能的简单相加,即“整体大于部分之和”%能不能
配送区域
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
6展望
糖组学的研究完全依赖于糖组学技术的发展,糖组学技术近年来已取得明显进展,有力地促进了糖组学的研究进展。糖组学是后基因组学的一个重要领域,许多生物信息都体现在丰富多样的复合糖形式,应用基因组-蛋白质组-糖组的概念来全面解释复杂的生命系统是完全必要的,但因糖链本身结构的复杂性,在技术上仍然面临许多问题需要解决。随着样品分离技术和相关仪器的发展,快速准确的糖组鉴定将能够实现。
(*通信作者)
主要参考文献
[1]RATNER DM,ADAMS EW,DISNEY MD,ee aL T oo I o for
glycomics:mappine intemctions of camohydmtes in bioloeicai
systemi[J].ChemBiochem,2004,5(10):1375-1383.
[2]ZHANG Y,HUANG LJ,WANG ZF.Techniqucs A o stainine
glycoprotein on eee electmphomsis or electroblottine[J].Proomss
in Chemistm,2008,20(7/8):1158-1164.
[3]YANAGNSHNTA M,PODYMA-NNOUE KA,YOKOYAMA M]
sesedyExtraction and separayon of pmteooNcans[J].Glycoconjugate
Joumai,2009,26(8):953-959.
[4]ZNELNNSKA DF,GNAD F,SCHROPP K,eeaa.MappineN-
glycosylation sites acmsi seven evoluaonariiy distant speciei mveais
adiiemeene ub9emaeepmoeeomedepieeacommon comemachinemc
[J].Molecular CeU,2012,46(4):542—548.
[5]HUA S,LEBRINLA C,AN HJ.Application of nano-LC-based
glycomics towards biomarkcr disccveiy[J].Bioanalysis,2011,3
(22):2573—2585.[6]KARG SR,FREY AD,FERRARA C,et t.A smal i Lcaic
method for the preparation of plant N-linked glycani from soluble
proteins foo analysis by MALDI-TOF masi spec-tmmetm[J].
Plant Physioloey and Biochemistm,2009,47(2):160-166. [7]KALAY H,AMBROSINI M,CHINDO F,et ai.Enhanced glycon海鲜蒸柜
nanoprofiling by weak anion exchange preparative chmmatovmphy,
miiy acid desialylation,and nanoliquid chro-matovmphy-mass
spectmmetm with nanofluomscence detection[J].Electrophoresis,
2013,34( 16):2350-2356.
[8]JIAN Q,YU HJ,CHEN C,et ai.Establishment of a lectin
microarray method for the rapii analysis of glycoprotein and its
application[J].Pro-mss in Biochemistm and Biophysics,2009,
36(2):254-259.
[9]MECHREF Y,HU Y,DESANTOS-GARCNA JL,ee ay.
Quanitative glycomics stmteeies[J].Moleculao Cell Proteomics,
液体测量2黑暗中文版2013,12(4):874-884.
[10]VAKHRUSHEV SY,DADNMOV D,PETER-KATALNNNC J.
zne1Softaam platform for high-throughput glycomics[J].Analyticai
chemistm,2009,81(9):3252-3260.
[11]XUE XD,ZHANG P,WANG ZF,eiay.Anaycscsmeihod oom
meyaiceequaniciaicon and quayciaicon oomeduciceegyccansePaancycne
siabyeysoiopccyabeycngand ESN-MS[J] .ChemccayJoumnayoo 010x0Univemitics,2010,31(11):2173-2180.
[12]ORLANDO R,LNM JM,ATWOOD,eiay.NDAWG:meiaboycc
cncompomaicon oosiabyecsoiopeyabeysoomquaniciaiceegyccomccsoo cultured celi[J].Joumai of Proteomo Research,2009,8(8):
3816—3823.
[13]MARK R.Deiemmcnaicon ooposi-imansyaiconaymodcoccaicons oo
pmoeecnsbchcgh-senscececec,hcgh-mesoyuecon ooumcememansoomm con
cccyoemon mesonance ma s specemomeemc[J].Joumnay oo Chmmato-mphy,2003,1013( 1/2):203-213.#
从整体出发来认识和研究问题是系统性思维与非系统性思维的突出区别[3]o整体之所以会涌现出新的属性,是因为系统中存在相互联系与相互作用,它们使系统成为具有特定的结构与功能的整体。同样的要素在不同系统内可能会处于不同的联系中,相应地形成具有不同结构与功能的系统。因而,即便是对单一要素的考察,也应将其放在系统的整体中进行分析。
1.2能够全面地考察思维对象系统是由多种要素构成的多维、多层次的整体,与外部环境有着多方面的联系,且在不同的时空条件下会有所变化,是立体的、动态的。因此,系统思维强调要全面地考察思维对象,以了解系统的全貌。
1.3能够厘清复杂的因果关系系统内各要素以及系统与外部环境之间通过各种联系与相互作用构成了复杂的网络。系统思维能够摒弃传统线性思维在分析复杂因果关系中的局限性,能够更好地厘清关系网络% 1.4能够解决复杂问题,追求“整体最佳”系统思维在复杂问题解决中追求“整体最佳”的目标,即基于对系统整体、各要素间、要素与整体间、以及整体与外部环境间联系等的认识,通过多角度的分析,考虑如何维持系统的协调性,实现结构最优与功能最佳%
2系统思维在人教版选择性必修2“生物与环境”模块中的渗透
高中生物学选择性必修2“生物与环境”模块是从体水平上,将种、落和生态系统作为整体,来探讨生命系统的组成、结构和发展变化规律的%人教版高中生物学新教材在该模块的编写中特别注重了对系统思维的渗透,具体体现在以下方面%
2.1在对系统整体性的认识中形成系统思维本模块依次探讨了种、落、生态系统3个层次生命系统的问题,我们之所以在不同层次上来研究生命现象与生命活动规律,是因为不同层次的生命系统会涌现出新的属性,即教材开篇在第1章章首页就提出的“整体大于部分之和”%例如,同种生物个体形成种
后,才能探讨基因频率的变化,才具备种密度、年龄结构、性别比例等体特征;种通过直接或间接的联系构成了有序的整体一落,使落具有新的层次结构与外貌特征,能够探讨落的多样性和落的演替;生物落与它的非生物环境相互作用而形成统一的整体一生态系统,使生态系统具有物质循环、能量流动等功能%只有从整体出发,我们才能发现各层次生命系统涌现的新属性,从而获得新的认识%
为了使学生能够充分认识系统的整体性,教材在种、落和生态系统等核心概念的构建中注重了对系统构成要素间联系与相互作用的体现,使学生理解是它们使生命系统成为具有一定结构与功能的统一的整体%教材还专门设计了一个“科学方法”栏目“视角决定问题一以落和种研究为例”,说明不同层次生命系统研究的问题不同,使学生形成从整体出发来研究问题的意识,这是系统思维形成的重要基础%
2.2在分析复杂因果关系中培养系统思维本模块深入探讨了种间、落间、生物与环境间的关系,其中的因果关系往往表现为循环因果、网状因果等非线性关系%第1章“影响种数量变化的因素”一节,设计了“思考•讨论”分析猞猁与雪兔的种数量变化,这是典型的循环因果案例%第3章中,生态系统的组成成分通过物质循环和能量流动紧密地联系在一起,形成了一个统一的整体,其中任意组分的变化都可能会沿食物链影响多个其他组分,所谓“牵一发而动全身”,体现了网状因果关系;在维持生态系统稳定性方面具有重要作用的反馈调节表现为循环因果%第4章中,人类活动与生态环境之间存在
循环因果的关系;生物多样性丧失的原因是多方面的,既有生物自身因素,也有人类活动的影响,常常是多因一果、一因多果%通过以上内容的学习,学生将不局限于简单的线性思维,逐渐学会从系统的整体出发,更好地感悟生物学因果关系的复杂性%本模块还设置了“分析循环因果”和“溯因推理”两个思维训练,都是基于对复杂因果关系的分析,是对学生系统思维有效的训练%
2.3在运用系统思维分析、解决复杂问题中进一步提升系统思维在培养学生系统思维的同时,教材设置了不少学生活动使学生能够运用系统思维分析、解决复杂问题,从而进一步提升系统思维%
“生态位”是本模块新引入的概念,也是教学难点之一%教材以崇明东滩鸟类国家级自然保护区的真实情境设置了“思考•讨论”活动%正确认识物种生态位的关键是要将它们放到落的整体中作为系统的要素去分析,从落中物种间的关系,环境中资源的分配等多角度进行综合判断,从而认识到物种的生态位是多方面因素相互作用的结果%各物种生态位的分化使他们能够彼此协调、共同构成落这一统一整体,而这些分化后的生态位也要在特定的落中才有意义,进而使学生理解落中生物占据相对稳定的生态位是落中物种之间以及生物与环境之间协同进化的结果%
在第3章“生态系统的稳定性”一节,教材以我国西南地区桉树林实际的生态问题设置“思考•讨论”活动,引导学生从物种多样性、结构复杂性以及人工林的经济效益、生态保护等多方面进行全面分析,设计提高生态系统稳定性的方案%接下来,让学生实际动手
七十年来中学生物学课程中有关"传染病#
内容的分析及启示
王童马勇军*(青岛大学师范学院青岛266071)
摘要本文梳理了生物学课程中"传染病”内容变迁的历程,发现"传染病”发病的原因、传播途径和预防措施始终是教学重点。提出夯实"传染病”内容、充分开发与利用多种课程资源,加强爱国主义教育、开展生命教育等建议,以充分发挥"传染病”内容的教育价值。
商旅系统关键词传染病健康教育教学大纲课程标准生物学教学
庚子年开篇,新型冠状病毒肺炎席卷而来,给全球带来严重的影响。疾病的发生提醒我们传染病健康教育的重要性。学校健康教育是全民健康教育的重点组成部分,是提高国民身体素质的有效途径[1]o中学必修课程中涉及“传染病”内容最多的当属生物学课程。课程标准或曾经的教学大纲(简称:课纲)作为纲领性文件,指导着中学课程教学。本文对新中国成立七十年来中学生物学课纲中的“传染病”内容进行梳理,以期明晰重点传染病健康教育的价值,进而能更好地指导中学生的健康教育,提高学生的公共卫生意识%
1研究设计
1.1研究对象新中国成立以来,我国共颁布了27份中学(初中、高中)的生物学课纲,本文以这27份课纲作为研究对象。其中,2000年之前的23份生物学课纲均出自《20世纪中国中小学课程标准・教学大纲汇编(生物卷)》[2];2000年之后的4份生物学课程标准分别为《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》[3]、
操作设计制作生态缸,并观察其稳定性。这两个学生活动训练了学生运用系统思维解决复杂问题的能力,使学生能从各要素间联系以及它们对整体的影响等角度来分析如何实现“整体最优”的目标。
生态工程是具有多组分、复杂结构及综合功能的系统,这样复杂的系统设计需要以系统思维为支撑。在生态工程建设中,要充分考虑系统组分的组成、组织形式以及配比,要考虑系统中生物与生物、生物与环境间的协调与适应,生态工程的整体、协调等基本原理都有系统思维的渗透。教材以体现我国先民智慧的桑基鱼塘为情境设计了“思考•讨论”活动。在桑基鱼塘的设计中,挑选了适宜当地的生物,实现了生物与生物、生物与环境间的协调和平衡;陆地与水面配比合理,各组分的搭配与比例适当,结构有序,形成了一个不可分割的整体;发展多种经营,为农民创造收入,是结构优化的“社会一经济一自然复合系统”。以上充分体现了系统思维在人工生态系统建设中如何实现《普通高中生物课程标准(实验)》[4]、《义务教育生物学课程标准(2011年版)》[5]和《普通高中生物学课程标准(2017年版)》[6]%
在阶段划分上,借鉴既有研究中对我国百年课纲的阶段划分[7],将1949年以来的27份生物学课纲分为以下3个阶段:建国初期至改革开放前夕(1949年一1977年)为第1阶段,改革开放至20世纪末(1978年一2000年)为第2阶段,21世纪初至今(2001年一2020年)为第3阶段。各阶段的生物学课纲份数分别是:8份、15份和4份。
1.2研究内容本文中的“传染病”内容大部分呈现于“生理卫生学”领域,少数涉及“动物学”领域中的原生动物(如疟原虫等)和蠕生动物(如寄生虫等)。有关“传染病”内容的编排,除去“传染病”专题外,还会出现在“呼吸器官”专题(主要介绍结核病发病原理以及预防措施)和“血循环器官”专题(主要普及预防接种和血清的意义)%
“整体最优”的目标。接着,“课外实践”活动要求学生尝试设计庭院生态系统,该活动要求较高,可以进一步训练学生运用系统思维解决问题的能力,并使学生进一步认识到在进行生态工程建设、解决生态学问题、协调人一社会一自然的关系时运用系统思维的重要性%现代社会是一个复杂的系统% 通过对系统思维的训练,学生在未来面对复杂关系或处理复杂社会问题时,将能够抓住事物的本质联系,形成全局观。因此,系统思维是学生以后步入社会所必须的基本技能,是能够使学生终身受益的基本素养。
主要参考文献
[1:王海英.系统思维与全局设计:成功教育改革的前提条件[J].湖南师范大学教育科学学报,2014,13(4):70-74.[2:刘锋.简论系统思维方式[J].上海社会科学院学术季刊,2001(4):144-150.
[3:苗东升.论系统思维(二):从整体上认识和解决问题[J].系统辩证学学报,2004(4):1-6.#

本文发布于:2024-09-22 01:11:58,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/2/151518.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:系统   思维   整体   学生
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议