包春莹丨全面提升学生核心素养,为健康中国

本文将刊发于《中学生物教学》上半月·高初中年第9期，为保证其时效性，特提前全文推送，以飧广大读者。

全面提升学生核心素养，为健康中国和美丽中国助力

——人教版选择性必修1“稳态与调节”教材介绍

人民教育出版社课程教材研究所包春莹

摘要人教版普通高中教科书《生物学·选择性必修1·稳态与调节》教材遵循充分考虑学生认知特点的原则，通过创设真实的问题情境、编排时整体设计精编习题、引导学生深度学习等方式，不仅全面落实了生物学学科核心素养，还兼顾了发展学生核心素养的要求，渗透了科学本质的多方面内涵，有效地促进了核心素养的落地，对于健康中国和美丽中国的建设具有重要意义。

关键词稳态与调节；教材介绍；核心素养；健康中国

按照《普通高中生物学课程标准（年版年修订）》（以下简称“课标”）的总体要求，选择性必修1模块包括人体的内环境与稳态、人和动物生命活动的调节以及植物的激素调节等内容。学生需要掌握一个大概念，即“概念1生命个体的结构与功能相适应，各结构协调统一共同完成复杂的生命活动，并通过一定的调节机制保持稳态”（内容要求）。大概念包括的6个重要概念分别指向内环境的概念及调节、神经调节、体液调节、免疫调节和植物的激素调节等。结合课标的“教学提示”及“学业要求”，教材编者建构了包括“科学家访谈”“人体的内环境与稳态”“神经调节”“体液调节”“免疫调节”和“植物生命活动的调节”5章内容。这些内容既有助于学生理解高等生物个体生命活动的规律，又有助于学生健康地生活，对健康中国及美丽中国建设有至关重要的作用，能够全面提升学生的核心素养。本文简单介绍在编写本模块教材时的一些思考。

1

本模块教材中核心素养的侧重点

1.1

全面落实生物学学科核心素养的要求

1.1.1

本模块教材中的生命观念

生命观念是指认识主体在了解事实的基础上形成概念后，再进一步提炼和升华，内化在头脑中的意识、观念和思想方法，关乎如何看待生命世界的态度和价值取向，在分析和解决与生物学相关的问题时，生命观念会指明分析问题的思路和方向［1］。本模块的生命观念侧重于稳态与平衡观、结构与功能观、信息观等。稳态基于系统来讲，系统有基本的结构与功能，不同的系统又可以与其他系统一起组成更大的系统。例如，神经系统、免疫系统、内分泌系统可与其他系统一起组成人体这个更大的系统。每个系统又可以细分为不同的子系统，系统与系统不是割裂的，存在着相互联系。系统内部、系统之间的相互作用都是通过信息分子的传递、信号转导过程来实现的。因此，稳态与平衡观、结构与功能观、信息观都属于系统观的范畴。

（1）稳态与平衡观

稳态与平衡观是课标所列出的生命观念之一，“所有的生命系统都存在于一定的环境之中，在不断变化的环境条件下，依靠自我调节机制维持其稳态”。本模块从个体的层面（包括以人体为代表的动物体和植物体）来探讨对稳态的维持，所以稳态的维持是贯穿整个模块的一条线。第1章首先讲了稳态的概念及意义，并对稳态调节机制做了总括。稳态是生命系统维持自身相对稳定状态的特性和能力；是生命系统的特征，也是机体存活的条件；通过自我调节实现（自稳）［1］。在不同类型的生物、不同层次的生命系统中，调节机制多种多样。例如，人体的稳态通过神经调节、激素调节和免疫调节来实现；植物体的稳态主要通过植物激素调节来实现。第2-4章是对第1章的深化，分别讲解了神经系统、内分泌系统、免疫系统对稳态的调节。第5章讲植物的稳态调节。

生命系统内部存在着各种因素和过程的平衡，这种平衡是动态的。通过“神经系统的分级调节，自主神经系统对内脏活动的调节，血糖平衡的调节，甲状腺激素分泌的调节，体温的调节，水盐平衡的调节，植物激素对植物生命活动的调节，环境因素对植物生命活动的调节”等具体的调节过程，学生可深入理解稳态与平衡的概念。经过进一步抽象概念和提炼升华，能够形成稳态与平衡观，最终理解第1章章首页中的那句话：稳态“让每一个细胞分享，靠所有细胞共建”。另外，对免疫失调及其他稳态失调实例的分析，有助于学生认识到生命系统的自我调节能力是有限的，从而可转化为在做决策时把握分寸、尊重客观规律的意识。

（2）结构与功能观

结构与功能观在本模块也有较多体现。从章节的安排来看，第2-4章的编排思路是一样的，分别先介绍神经系统、内分泌系统及免疫系统的结构，然后再阐述它们的功能。在具体内容中教材也有意安排了很多素材。例如，在“内环境稳态与消化、呼吸、循环、泌尿系统的功能联系示意图”中，特意选取了小肠绒毛、肺泡及肾小球的放大图，让学生了解它们的功能是与独特的结构密不可分的。这几部分内容也都是初中阶段的教学重点［2］，能够达到温故知新的作用。水平衡和盐平衡调节主要通过肾完成，教材中添加了人体泌尿系统结构模式图，虽然没有对结构做过多说明（这是初中学过的），但能够让学生意识到肾可以完成这项功能依赖于它复杂的结构。又如，对反射及其结构基础、自主神经系统的组成和功能、神经元的结构与功能、大脑皮层第一运动区与躯体运动的功能、皮肤与体温调节作用相关的结构等内容的呈现，也丰富了结构与功能观的素材。

另外，教材还安排了一些问题，引导学生从结构与功能观的角度进行思考。例如，“有些神经元的轴突很长，并且树突很多，这有什么意义呢？”“大脑皮层运动代表区范围的大小，是与躯体中相应部位的大小相关还是与躯体运动的精细程度相关？”在初中结构与功能观及必修的学习基础上，进一步体现并运用了结构与功能观。

（3）信息观

无论是哪个层面的生命系统其实都是开放的，始终与系统外部进行着物质和能量的交换及信息的交流，也正是信息的传递保证了系统功能的有序性，实现系统的稳态。因此，信息观在本模块非常突出，在人体调节及植物的激素调节中都强调了信息分子的重要作用。教材通过以下方式来渗透信息观。

第一，通过章首页的小诗点出信息的作用。例如，第2章章首页的小诗“是重帘低垂抑或星云闪亮，不，是脑细胞织就信息之网。万千信息在此传输交汇：调节着机体的稳态，更闪耀着智慧的光芒！”不仅将大脑看作一个物质的实体，更将它看作一个信息之网。第3章章首页的小诗写道“它是细胞分泌的物质，又是细胞行动的号角”，这里的“号角”是什么呢？无疑是传递出来的信号。第5章章首页的小诗写道：“唤醒沉睡的种子，调控幼苗的生长。引来繁花缀满枝，瓜熟蒂落也有时。靠的是雨露阳光，离不开信息分子。”直接点出植物生命活动的调节离不开信息分子。

第二，在“问题探讨”及教材正文中有大量涉及信息观的内容，并反复出现“信息”一词。例如，在足球比赛过程中，各种信息如何传递？在记忆形成过程中，信息如何流转？在讲激素的特点时，强调了它能够作为信使传递信息；在讲免疫调节时，强调了免疫细胞与病原体、免疫活性物质等的识别需通过信息来完成；在讲植物生命活动的调节时，也将光看作一种信号，这些内容都在渗透着信息观。此外，概率性是生命系统中信息传递的重要特点之一，教材也安排了相关内容帮助学生理解。例如，当病原体进入机体内部时，多大程度上机体会生病？多大程度上不生病？为什么肿瘤细胞可以通过过量表达PD-L1来逃避免疫系统的“追杀”？等等，这些问题都涉及概率。

第三，从信息的视角，在正文对相关内容进行深度总结。例如，在讲完神经调节、激素调节和免疫调节之后，教材特意安排了一段话来总结三者的关系：“神经调节、体液调节和免疫调节的实现都离不开信号分子（如神经递质、激素和细胞因子等），这些信号分子的作用方式，都是直接与受体接触。受体一般是蛋白质分子，不同受体的结构各异，因此信号分子与受体的结合具有特异性。通过这些信号分子，复杂的机体才能够实现统一协调，稳态才能够得以保持。”这一总结有助于学生从信息的层面深入理解生命的本质。

第四，通过问题、习题等方式引发学生深度思考。例如，在第2章的“复习与提高”中，教材就以信息的视角设计了一道开放性的问题：“毒扁豆碱等物质能影响神经递质的分解，某种箭毒会影响突触后膜受体发挥作用，这些物质因而能影响神经系统的信息传递及肌肉的收缩，有时会严重危害人的健康。①根据突触信息传递的特点分析：它们为什么会产生这些影响？②进一步查找资料回答：一旦出现类似物质引起的中毒，应该如何处置？”又如，在激素调节一节的结尾处提出了一个问题“有人说激素是调节生命活动的信息分子，你赞同这一说法吗？”

第五，通过“本章小结”中的“发展素养”总结提升。例如，第2-4章的“本章小结”中分别有这样的总结：基于对神经系统是一个信息网络的理解，认同信息流在生命活动中具有重要作用；基于对激素作为信使分子来起作用的认识，从信息的角度阐释生命的本质；基于对免疫系统各组成成分之间相互作用、相互配合，共同完成免疫功能的认识，从系统与相互作用及信息的视角阐释生命本质。

1.1.2

本模块中的科学思维

从学生学的角度来看，加强科学思维有三个基本点：①培养学生批判质疑的精神和态度；②培养学生的证据意识、获取证据的能力、评价证据的能力；③培养学生逻辑思维的严谨性、全面性、深刻性和流畅性［3］。并在此基础上，重视培养学生的创造性思维、辩证思维及复杂性思维。本模块教材就通过多种情境和材料，为培养学生的科学思维提供了丰富的素材。

教材通过提供科学史资料启发学生不畏权威、勇于质疑。例如，促胰液素的发现过程、胰岛素的发现过程等。还安排了3个思维训练：基于蛙心实验的“推断假说与预期”、基于性别决定实验的“验证假说，预测结果”和基于生长素运输方向的“评价实验设计和结论”。它们既可以训练学生巧妙寻找证据的能力，又能够训练学生逻辑思维的严密性。又如，“生物电的发现”科学史中选取的素材，“改做无金属接触实验，后来又用电流计测出肌肉电流……”，选取枪乌贼作为实验材料等，也会对学生获取证据能力的提升有所帮助。很多基于实验的思考题（如关于海蜗牛的、关于斯塔林后续实验）也都在训练学生逻辑推理的严密性的，如“某媒体报道，‘据专家推测，今年冬天北京不会有大规模流感暴发，因为没有发现流感病毒发生大的变异。’在报道的这个推理中，缺少了一些环节，请你根据本节所学内容，将推理过程补充完整。”

教材中有很多训练学生批判性思维的素材。例如，在“特异性免疫”一节关于体液免疫和细胞免疫关系的“思考·讨论”中的问题就可以训练学生关于批判性思维的多方面技能，如寻找证据、评价观点、根据证据确认关系等；课后练习题中关于捐献器官的策略评估，训练了学生的评估技能；关于Rh血型的习题，要求学生解释原因；关于设计HPV疫苗的思路，需要学生简单地作出决策，这也正是批判性思维最后阶段要求的技能。另外，评价“设计一种用来预防多种疾病的疫苗”、旁栏思考题“疫苗必须包含一个完整的病原体吗？”、批判性思维栏目“患免疫缺陷病的儿童，能否接种疫苗，尤其是减毒活疫苗？为什么？”、关于“酸碱体质理论”评判的拓展题等内容，也都能够训练学生的批判性思维。

除此以外，“问题探讨”中提出“扁桃体肿大对机体的健康是有利还是有害呢？”，练习题中关于切除扁桃体对身体有利还是有害的讨论：什么情况下该切除？什么情况下不能切除？（不是绝对有益或者绝对有害，需要把握一个度）都在培养学生的辩证思维。同样地，旁栏思考题“体温升高或降低，对人体只有害而无益吗？”、拓展应用题“有人说‘春捂秋冻’有益健康；也有人说‘知冷知热’不会生病。哪一种说法更有道理呢？”等内容也是如此。关于“器官保险”策略的评价既可以培养学生的批判性思维又有助于培养创新的意识。“请你依据下图绘制出能反映三者关系的模式图（用文字和箭头表示）”和“请你用简单的示意图表示内环境与外界环境的物质交换的关系”等练习可以培养学生的建模思维。

1.1.3

本模块中的科学探究

本模块教材中安排的探究活动包括：模拟生物体维持pH的稳定、探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度和尝试利用乙烯利催熟水果。前者可以让学生体会模拟实验和对比实验思路的差异。后两个实验，学生可以了解预实验及设计合理的梯度实验的方法，并提高实践能力。除此之外，教材中还介绍了许多研究方法和具体案例，特别是关于激素的内容。通过了解科学家的探究方法，提高学生的实验设计能力，也有助于发展科学探究素养。

例如，课外实践“调查体温的日变化规律”和“设计实验，验证植物根向地性的感受部位在根冠”可以让学生在活动中体会调查等科学探究的基本方法。正文中安排的条件反射建立的过程、关于生长素的发现过程以及“思考·讨论”中关于促胰液素的发现、胰岛素的发现、睾丸分泌雄性激素的研究等内容都可以提高学生的科学探究素养。“生物电的发现”的科学史中渗透了科学探究与发现不可或缺的思想与方法，3个“思维训练”及多个习题都是基于实验设计的。例如，关于脊蛙实验的分析、以枪乌贼神经元研究为背景的实验分析、海蜗牛防御行为的分子机制的分析、对斯塔林后续实验的分析、巴斯德研制狂犬病疫苗的过程、用甘露醇模拟干旱的实验分析等，都可以训练学生设计实验的能力，提升学生的科学探究素养。另外，教材还将科学方法以专门的栏目凸显出来。

1.1.4

本模块教材中的社会责任

黄四林和林崇德认为，培养学生社会责任素养应以“中国梦”和社会主义核心价值观为价值导向［4］。结合本模块的内容特点，教材从现代科技自信、古代科技成就、生物相关政策认同、社会关爱等角度，有机地将涵养社会主义核心价值观的丰富素材进行融合，并侧重于爱国和敬业等方面。

教材正文中设有“与社会的联系”栏目，可引导学生结合具体的知识内容，探讨社会上与生物学有关的议题，在社会生活中，运用所学生物学知识和已经掌握的科学思维方法，并将生命观念用于指导实践。课后阅读安排有“科学·技术·社会”“与生物学有关的职业”等模块，可引导学生

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