基于冬奥会素材形成生命观念的单元整体教学——以高三二轮复习课“生命系统的稳态与平衡”为例

（广东省中山市第二中学广东中山528429）

运用生物学知识解释和分析生命现象，形成相应生命观念，培养相应社会责任，是生物学科育人价值的本质追求。打破课时思维，以某一生命观念为内在逻辑，将跨章节的非连续性教材内容重构成专题类单元，现已成为高三二轮复习常见的模式。这类单元的特点是突破了知识间的界限，实现零散知识的系统化和结构化。下文以“稳态与平衡观”这一生命观念为主线，选取2022年北京冬奥会相关素材，联系高中生物学“生命系统的稳态与平衡”的相关内容，重构知识图谱，从细胞、个体和生态系统三个层次开展单元整体教学。其中细胞、个体层次为第1课时，生态系统层次为第2课时。

①通过分析冬奥运动员运动时细胞内ATP稳态的维持机制，形成细胞层次的稳态与平衡观。

②基于高强度运动时机体稳态调节的过程及原理，构建个体层次稳态与平衡的概念模型，认同局部与整体相统一的观点，深化对生命系统的整体性的认识；基于对人体内环境稳态的理解，分析过度训练导致机体稳态失调的实例，养成正确运动保健的意识和习惯。

③通过对冬奥赛区生态修复案例的分析和讨论，关注稳态平衡原理在生态修复实践中的应用，并以此为指导，评估延庆赛区生态修复方案及讨论提高张家口赛区“碳汇林”稳定性的措施。

④在理解“细胞-个体-生态系统”稳态调节的基础上，从系统论角度阐释不同层次的稳态调节之间的内在联系，形成系统观、稳态与平衡观、信息与调控观等生命观念。

⑤基于冬奥会相关素材，弘扬运动员顽强拼搏精神，落实生态文明思想，增强民族自豪感和民族自信心，渗透爱国主义教育，培养社会责任。

课堂上，学生是主角，教师是导演，知识是道具，情境是舞台，良好的教学情境能为学生的学习提供认知的支撑点。在重组教材知识架构的二轮复习时，笔者实施“一境到底”教学策略，尝试挖掘冬奥会中蕴含的生物学现象，并以此为素材进行加工、组合，创设多个契合学生认知水平的主题情境，再把主题情境拆分为多个系列情境贯穿课堂，从不同的生命系统层次搭建“情境-概念-观念”框架（图1），进而推动教学过程，引起学生共鸣，激活学生思维。好的素材能赋予课堂灵魂，以冬奥会为“境”，课堂也就有了“情”，学生在感悟运动和生态之美中，自然而然地建构大概念，形成稳态与平衡观。在赛场竞技时，稳态调节维持了生命的动力；在赛区建设中，生态平衡的理念推动生态的修复。

图1不同生命系统层次的“情境—概念—观念”框架

创设有价值的问题是情境的落脚点，即由情境生成问题，从而实现问题与情境的紧密关联。由此设计的单元活动应蕴含问题分析的框架，因此在设计问题链时，笔者以核心问题为索引：①不同层次的生命系统如何调节达到稳态?②不同层次的生命系统稳态调节有什么联系?再围绕核心问题根据学习目标设计环环相扣的子问题，并依据建构主义理论合理调配问题的梯度，帮助学生梳理知识间的“纵横”联系。表1呈现了单元活动的问题索引。

表1单元活动的问题索引表

通过情境体验和对知识的延展，学生已掌握“细胞-个体-生态系统”稳态调节的机制，在对知识内化的基础上，笔者围绕“不同层次的生命系统稳态调节有什么联系?”这一核心问题，在不同模块知识之间搭建桥梁，阐释不同生命系统层次的稳态调节之间的内在联系。

笔者以生活在延庆赛区的豹猫的种群数量变化为例：假设该生态系统中鼠的种群数量减少，导致豹猫的食物不足，豹猫的体内会发生什么变化?学生分析豹猫可能通过神经-体液调节来维持血糖的稳态。此时，教师展示细胞自噬的信号调控过程示意图，进一步追问：假如长期得不到食物，豹猫体内的细胞也将面临代谢压力，细胞内可能发生什么变化?学生联系细胞自噬的保护机制，解释：相关基因不能表达，细胞启动自噬过程，通过降解自身大分子物质或细胞器为生存提供能量。但如果细胞自噬也无法满足细胞代谢需要，细胞则启动细胞凋亡程序。多数细胞的死亡导致个体死亡，个体死亡导致豹猫种群数量减少，当豹猫种群数量减少，鼠的数量由于天敌的减少而增加，从而实现种群数量的稳态。豹猫和鼠的种群数量相对稳定又对于维持各营养级的相对稳定起到促进作用，间接地对生态系统的稳态产生正面效应。通过上述例子的分析，学生能够明白个体水平、生态系统水平的稳态调节，归根到底都是依赖细胞水平对信号的应答和响应。通过信息分子的传递，使细胞的基因表达发生变化，细胞代谢发生调整，最终表现出宏观的生理效应，如图2所示。

图2细胞水平对信号的应答和响应机制

稳态与平衡观反映了生命系统的运行机制和基本规律，其本质是：“稳态的调节基础是信息传递，通过信息传递使系统内各成分之间协调活动，形成一个统一整体，实现稳态，适应环境的变化。”可见，生命系统是一个有机组合的整体，稳态的维持和对环境的适应都需要依托信息的调控来实现。因此，