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1、基于大概念理念的高中生物教学与思考1基于大概念理念的高中生物教学与思考引 言在高中生物新标准的在高中生物新标准的“设计依据设计依据”中指出：根据生物学的大概念中指出：根据生物学的大概念来构建课程体系和内容框架。来构建课程体系和内容框架。在高中生物新标准的在高中生物新标准的“实施建议实施建议”中建议中建议 ： 通过大概念的学习，通过大概念的学习，帮助学生形成生命观念。帮助学生形成生命观念。大概念是处于学科中心位置，对学生学习具有引领作用的基础知大概念是处于学科中心位置，对学生学习具有引领作用的基础知识。在生物学课程中，大概念包括了对原理、理论等的理解和解识。在生物学课程中，大概念包括了对原理、理
2、论等的理解和解释，是生物学科知识的主干部分。高中生物学课程的必修课程和释，是生物学科知识的主干部分。高中生物学课程的必修课程和选修选修课程都是围绕着几个大概念展开的，内容标准基于大概念课程都是围绕着几个大概念展开的，内容标准基于大概念描述了具有学科逻辑、符合高中学生认知特点的重要概念，形成描述了具有学科逻辑、符合高中学生认知特点的重要概念，形成了课程的内容框架。在教学中，教师围绕着生物学大概念来组织了课程的内容框架。在教学中，教师围绕着生物学大概念来组织并开展教学活动，能有效地提高教学效益，有助于学生对知识的并开展教学活动，能有效地提高教学效益，有助于学生对知识的深入理解和迁移应用，也有助于发
3、展学生的生命观念。深入理解和迁移应用，也有助于发展学生的生命观念。2基于大概念理念的高中生物教学与思考教师在设计和组织每个单元的教学活动时，应该围绕大概念和重教师在设计和组织每个单元的教学活动时，应该围绕大概念和重要概念展开，依据重要概念精选恰当的教学活动内容和活动方式，要概念展开，依据重要概念精选恰当的教学活动内容和活动方式，其教学策略既可以是讲解、演示、讨论，也可以是基于学生动手其教学策略既可以是讲解、演示、讨论，也可以是基于学生动手活动或对资料的分析及探究，所有的教学活动都要有利于促进学活动或对资料的分析及探究，所有的教学活动都要有利于促进学生对生物学概念的建立、理解和应用。生对生物学概
4、念的建立、理解和应用。为了帮助学生形成正确的生物学重要概念进而建立生物学观念，为了帮助学生形成正确的生物学重要概念进而建立生物学观念，教师一方面需要向学生提供各种丰富的、有代表性的事实来为学教师一方面需要向学生提供各种丰富的、有代表性的事实来为学生的概念形成提供支撑；另一方面，教学活动不应仅仅停留在让生的概念形成提供支撑；另一方面，教学活动不应仅仅停留在让学生记住一些零散的生物学事实的层面上，而是要通过对事实的学生记住一些零散的生物学事实的层面上，而是要通过对事实的抽象和概括，帮助学生建立生物学概念，并以此来建构合理的知抽象和概括，帮助学生建立生物学概念，并以此来建构合理的知识框架，为学生能够
5、在新情境下解决相关问题奠定基础。在教学识框架，为学生能够在新情境下解决相关问题奠定基础。在教学过程中，教师还必须注意学生头脑中已有的前概念，特别是那些过程中，教师还必须注意学生头脑中已有的前概念，特别是那些与科学概念相抵触的错误概念。课堂教学活动要帮助学生消除错与科学概念相抵触的错误概念。课堂教学活动要帮助学生消除错误概念，建立科学概念。误概念，建立科学概念。3基于大概念理念的高中生物教学与思考19991999年中国科协提出了为期年中国科协提出了为期5050年年全民科学素质行动计划全民科学素质行动计划，制订了制订了20492049年人人具备的科学素质标准。年人人具备的科学素质标准。（一）科学概
6、念及科学知识标准（一）科学概念及科学知识标准科学概念和科学知识是科学素质的基础，当代科学技术发展日新科学概念和科学知识是科学素质的基础，当代科学技术发展日新月异，不可能也没必要使全体公民都掌握所有的科学知识。而应月异，不可能也没必要使全体公民都掌握所有的科学知识。而应强调普及必要的科学知识，尤其是那些作为理解自然的钥匙，培强调普及必要的科学知识，尤其是那些作为理解自然的钥匙，培养科学世界观和科学、技术能力密切相关，已广泛渗透到当代社养科学世界观和科学、技术能力密切相关，已广泛渗透到当代社会生活各个领域的必要的科学概念和基本原理。相对于一些新兴会生活各个领域的必要的科学概念和基本原理。相对于一些
7、新兴学科、专业的具体知识更新周期越来越短的趋势而言，本标准要学科、专业的具体知识更新周期越来越短的趋势而言，本标准要求公民掌握的科学知识内容在未来求公民掌握的科学知识内容在未来5050年中也需要作必要的修正和年中也需要作必要的修正和补充，而科学概念的内容则具有更大的稳定性。补充，而科学概念的内容则具有更大的稳定性。一、2049计划4基于大概念理念的高中生物教学与思考1科学概念物质、运动、能量、信息物质、运动、能量、信息相互作用、系统、变化、概率、运动规律相互作用、系统、变化、概率、运动规律稳定、平衡、转化、守恒稳定、平衡、转化、守恒结构、组织、进化结构、组织、进化测量、实验、模型、科学、技术测
8、量、实验、模型、科学、技术5基于大概念理念的高中生物教学与思考2科学知识宇宙：宇宙：宇宙的结构和演化，地球的形成、结构和环境宇宙的结构和演化，地球的形成、结构和环境物质：物质：物质的结构，物质的基本运动形式，能量转化与物质的结构，物质的基本运动形式，能量转化与守恒定律守恒定律生命：生命：生命起源和生物进化，细胞和生物体，生物多样生命起源和生物进化，细胞和生物体，生物多样性和生态系统性和生态系统人：人：人的起源和进化，人体结构与功能，人体发育与健人的起源和进化，人体结构与功能，人体发育与健康，人的思维与行为，死亡康，人的思维与行为，死亡科学技术发展史，现代高科技及其产业化成就科学技术发展史，现代
9、高科技及其产业化成就6基于大概念理念的高中生物教学与思考（二）科学精神和科学世界观标准1 1唯物论和无神论观念世界是物质的，是物质运动的演唯物论和无神论观念世界是物质的，是物质运动的演变，不是神创造的；物质与精神的关系。变，不是神创造的；物质与精神的关系。2 2 科学精神求真精神，怀疑精神，创新精神，实践精神，科学精神求真精神，怀疑精神，创新精神，实践精神，团队精神。团队精神。3 3科学态度和科学方法严肃认真，一丝不苟，客观公正，科学态度和科学方法严肃认真，一丝不苟，客观公正，实事求是的态度；观察实验，假说推理，验证发展，去实事求是的态度；观察实验，假说推理，验证发展，去伪存真的方法；识别伪科
10、学。伪存真的方法；识别伪科学。4 4 科学、技术与经济、社会的关系科学、技术与经济、社会的关系 科学技术是第一生科学技术是第一生产力，科学是文化、是建设精神文明的强大力量，科教产力，科学是文化、是建设精神文明的强大力量，科教兴国战略，可持续发展战略，知识经济，科学决策，尊兴国战略，可持续发展战略，知识经济，科学决策，尊重和保护知识产权。重和保护知识产权。7基于大概念理念的高中生物教学与思考（三）科学探究能力和技术动手能力标准1 1科学探究能力观察，提出问题，制订实验研究计划，科学探究能力观察，提出问题，制订实验研究计划，利用有关工具和技术收集数据，运用逻辑推理对实验结利用有关工具和技术收集数据
11、，运用逻辑推理对实验结果分析综合、作出解释，表达与交流果分析综合、作出解释，表达与交流2 2技术动手能力技术动手能力 测量，计划，发明，成本与风险效益分测量，计划，发明，成本与风险效益分析，计算机及其网络的使用析，计算机及其网络的使用8基于大概念理念的高中生物教学与思考二、科学大概念科学教育的原则与大概念英温英温 哈伦哈伦 编著编著韦韦钰钰 译译科学普及出版社科学普及出版社 2011.72011.720092009年年1010月，月，1010位来自不同国家的科位来自不同国家的科学家和教育家在苏格兰罗蒙湖举行了研学家和教育家在苏格兰罗蒙湖举行了研讨会，会后形成报告。讨会，会后形成报告。引言引言
12、为什么需要大概念为什么需要大概念/1/1第一章第一章 支撑科学教育的基本原则支撑科学教育的基本原则/6/6第二章第二章 科学大概念的选择科学大概念的选择/17/17第三章第三章 科学上从小概念到大概念科学上从小概念到大概念/27/27第四章第四章 以大概念的理念进行教学以大概念的理念进行教学/47/479基于大概念理念的高中生物教学与思考（一）科学教育的10项原则在义务教育的所有年级，学校都应该设置科学教育项目，以系统在义务教育的所有年级，学校都应该设置科学教育项目，以系统地发展和持续保持学习者对周围世界的好奇心，对科学活动的热地发展和持续保持学习者对周围世界的好奇心，对科学活动的热爱以及对如
13、何阐明自然现象的理解。爱以及对如何阐明自然现象的理解。科学教育的主要目的应该是为了使每个人能够参与有依据的决策科学教育的主要目的应该是为了使每个人能够参与有依据的决策和采取适当的行动，这对保证他们个人、社会以及环境的健康和和采取适当的行动，这对保证他们个人、社会以及环境的健康和协调发展是重要的。协调发展是重要的。科学教育具有多方面的目标，科学教育应该致力于：科学教育具有多方面的目标，科学教育应该致力于： 理解一些科学上有关的大概念，包括科学概念以及关于科学本身理解一些科学上有关的大概念，包括科学概念以及关于科学本身和科学在社会中所起作用的概念；和科学在社会中所起作用的概念； 收集和运用实证的科
14、学能力；收集和运用实证的科学能力； 科学态度。科学态度。基于对概念的审慎分析以及基于当前对学习是如何发生的有关研基于对概念的审慎分析以及基于当前对学习是如何发生的有关研究和理解，应该给出为了达到科学教育各个方面目标的清晰进程，究和理解，应该给出为了达到科学教育各个方面目标的清晰进程，指出在不同阶段需要掌握的概念。指出在不同阶段需要掌握的概念。10基于大概念理念的高中生物教学与思考应该从学生感兴趣并与他们生活相关的课题开始，逐步进展到掌应该从学生感兴趣并与他们生活相关的课题开始，逐步进展到掌握大概念。握大概念。学习的经验应该明晰地反映出既包含科学知识，也包含科学探究学习的经验应该明晰地反映出既包
15、含科学知识，也包含科学探究的理念，并且符合当前科学和教育方面的见解。的理念，并且符合当前科学和教育方面的见解。所有科学课程活动都应该致力于深化学生对科学概念的理解，同所有科学课程活动都应该致力于深化学生对科学概念的理解，同时应该考虑其他可能的目标。例如，科学态度和能力的培养。时应该考虑其他可能的目标。例如，科学态度和能力的培养。为学生设置的学习项目以及教师的职前教育和专业发展，都应该为学生设置的学习项目以及教师的职前教育和专业发展，都应该与为达到原则与为达到原则3 3中所设置目标需要的教与学的方法保持一致。中所设置目标需要的教与学的方法保持一致。评测在科学教育中具有关键的作用。无论是对学生学习
16、过程的形评测在科学教育中具有关键的作用。无论是对学生学习过程的形成性评测，还是对学生学习进展的总结性评测，都必须考虑到所成性评测，还是对学生学习进展的总结性评测，都必须考虑到所有的学习目标。有的学习目标。为了达到科学教育的目标，学校的科学项目应该促进教师之间的为了达到科学教育的目标，学校的科学项目应该促进教师之间的合作，并需要社会其他力量包括科学家的参与。合作，并需要社会其他力量包括科学家的参与。11基于大概念理念的高中生物教学与思考12基于大概念理念的高中生物教学与思考（三）科学大概念阐述1科学大概念的含义概念：是人脑对客观事物的本质特征的认识，概念能够概念：是人脑对客观事物的本质特征的认识
17、，概念能够将事物的本质特征分离出来，并帮助人类对事物的认识将事物的本质特征分离出来，并帮助人类对事物的认识摆脱零散的细枝末节的干扰。概念是将一个人的经验组摆脱零散的细枝末节的干扰。概念是将一个人的经验组织起来，然后对相关的内容、事件以及信息惊醒总结归织起来，然后对相关的内容、事件以及信息惊醒总结归纳、分类以及推论和抽象化处理后的知识体系。概念可纳、分类以及推论和抽象化处理后的知识体系。概念可以让我们在对世界的认识过程中拥有一种认知、发展和以让我们在对世界的认识过程中拥有一种认知、发展和交流能力。交流能力。13基于大概念理念的高中生物教学与思考科学概念：是指经过人的组织而形成的、体系化的科学科学
18、概念：是指经过人的组织而形成的、体系化的科学知识。一方面，他们是科学家们对世界的共识，是人类知识。一方面，他们是科学家们对世界的共识，是人类的宝贵精神财富，另一刚方面，他们又对科学家组织对的宝贵精神财富，另一刚方面，他们又对科学家组织对世界的再认识发挥着推动作用，因此，科学概念的内涵世界的再认识发挥着推动作用，因此，科学概念的内涵是动态变化的、是开放式的。科学概念的形式表现一方是动态变化的、是开放式的。科学概念的形式表现一方面是自然形成的语言，另一方面是通过一定的语言规则面是自然形成的语言，另一方面是通过一定的语言规则处理后而表述出来的知识结构。它既是经过是实证研究处理后而表述出来的知识结构。
19、它既是经过是实证研究的知识，也是要被专业人士所认可和接受的知识。同时的知识，也是要被专业人士所认可和接受的知识。同时, ,科学概念中，有层次性的区别。概念的发展是动态的，科学概念中，有层次性的区别。概念的发展是动态的，随着人类认知自然能力的提升和理论知识的发展而不断随着人类认知自然能力的提升和理论知识的发展而不断得到丰富和完善。得到丰富和完善。14基于大概念理念的高中生物教学与思考大概念：与日常教学中的大概念：与日常教学中的“概念概念”有所不同。美国科学有所不同。美国科学促进会（促进会（AAASAAAS）在）在 20052005年对于大概念的定义是年对于大概念的定义是“能能将众多的科学知识联为
20、一致整体的科学学习的核心将众多的科学知识联为一致整体的科学学习的核心”科学教育的原则与大概念科学教育的原则与大概念一书中对大概念所包含的一书中对大概念所包含的内涵以及科学教育的意义的阐释是：内涵以及科学教育的意义的阐释是：“这些核心观这些核心观念及其进阶过程能帮助学生理解其生活中的事件和现象，念及其进阶过程能帮助学生理解其生活中的事件和现象，并在其结束学业、迈入社会后，持续发生影响并在其结束学业、迈入社会后，持续发生影响”。大概念包括共通概念与核心概念。共通概念往往是指跨大概念包括共通概念与核心概念。共通概念往往是指跨学科内容的组织，例如学科内容的组织，例如“能量能量”“”“物质物质”等就属于
21、该类等就属于该类概念；核心概念侧重于整合同一学科内的知识。例如概念；核心概念侧重于整合同一学科内的知识。例如“物质及其相互作用物质及其相互作用”和和“遗传：性状的遗传和变异遗传：性状的遗传和变异”等等都是该类概念。都是该类概念。15基于大概念理念的高中生物教学与思考2 2科学大概念的选择科学大概念的选择 选择科学大概念，一是考虑对儿童发展的作用，二要考选择科学大概念，一是考虑对儿童发展的作用，二要考虑对认识科学活动发现和本质的作用。虑对认识科学活动发现和本质的作用。大概念的选择标准：大概念的选择标准：l能够用于解释众多的物体、时间和现象，而它们是学生能够用于解释众多的物体、时间和现象，而它们是
22、学生在学校学习和毕业以后的生活中会遇到的，学生学习了在学校学习和毕业以后的生活中会遇到的，学生学习了这个概念后，要能够在提升决策力上有所帮助，这样的这个概念后，要能够在提升决策力上有所帮助，这样的帮助将延续到他们的未来生活和工作中；帮助将延续到他们的未来生活和工作中；l能够提升学生悦纳自己和接受自然的积极心态，能够对能够提升学生悦纳自己和接受自然的积极心态，能够对于此相关的问题进行愉快而有意义的探索和思考；于此相关的问题进行愉快而有意义的探索和思考；l具有一定的文化意义。人的创造力、影响性以及发展史具有一定的文化意义。人的创造力、影响性以及发展史的回顾总结等。的回顾总结等。16基于大概念理念的
23、高中生物教学与思考3 3从科学小概念到大概念从科学小概念到大概念 作为源自感性认知和观察实验而得来的小概念将随着学作为源自感性认知和观察实验而得来的小概念将随着学习的不断深入而逐步转换为大概念。人们常说的概念的习的不断深入而逐步转换为大概念。人们常说的概念的构建过程就是由科学小概念向科学大概念发展的过程，构建过程就是由科学小概念向科学大概念发展的过程，也是他们二者之间互动的过程。也是他们二者之间互动的过程。明茨基等人在明茨基等人在促进理解之科学教学促进理解之科学教学中指出：中指出：“教师教师面对的挑战是：如何寻求不同的经验来设计问题、实验面对的挑战是：如何寻求不同的经验来设计问题、实验以及示范
24、，以要求学生重新思考他们的想法。针对学生以及示范，以要求学生重新思考他们的想法。针对学生的需求，以及他们特有的前概念，要发展和应用更具挑的需求，以及他们特有的前概念，要发展和应用更具挑战性的教学策略。战性的教学策略。”帮助建立大概念是在教育工作者了解教育对象的小概念帮助建立大概念是在教育工作者了解教育对象的小概念掌握情况后的必行工作。掌握情况后的必行工作。 17基于大概念理念的高中生物教学与思考从小概念迈向大概念的形式有：一是要对儿童的小概念从小概念迈向大概念的形式有：一是要对儿童的小概念拥有状况有一个清晰地掌握，提升大概念构建的针对性。拥有状况有一个清晰地掌握，提升大概念构建的针对性。二是建
25、立转变模型，进行构建活动。构建活动包括提问、二是建立转变模型，进行构建活动。构建活动包括提问、解释、总结和推论等多种方式；三是强化科学大概念，解释、总结和推论等多种方式；三是强化科学大概念，强化知识结构体系。要注重对新建立的大概念体系化的强化知识结构体系。要注重对新建立的大概念体系化的完善，形成新的知识结构，使大概念得到巩固。完善，形成新的知识结构，使大概念得到巩固。具体到教学实践中，要从小概念转变到大概念，一是要具体到教学实践中，要从小概念转变到大概念，一是要进一步重视感知。感知是认识事物的起点。实验和观察进一步重视感知。感知是认识事物的起点。实验和观察是帮助学形成感性认识的重要方式。大概念
26、是建立在小是帮助学形成感性认识的重要方式。大概念是建立在小概念的基础上的。二是要格外重视表象。这是客观事物概念的基础上的。二是要格外重视表象。这是客观事物作用于人脑后形成的形象。它是介于具体性和抽象性二作用于人脑后形成的形象。它是介于具体性和抽象性二者之间的认知桥梁。三是推动大概念的形成。在有了感者之间的认知桥梁。三是推动大概念的形成。在有了感知和表象的基础后，就可以引导学生揭示事物的本质，知和表象的基础后，就可以引导学生揭示事物的本质，最终建立概念。四是，通过进一步拓展和深化形成大概最终建立概念。四是，通过进一步拓展和深化形成大概念，实现小概念向大概念的转变。念，实现小概念向大概念的转变。
27、18基于大概念理念的高中生物教学与思考（二）科学中的14个大概念科学概念1 1宇宙中所有的物质都是由很小的微粒构成的。宇宙中所有的物质都是由很小的微粒构成的。2 2物体可以对一定距离以外的其他物体产生作用。物体可以对一定距离以外的其他物体产生作用。3 3改变一个物体的运动状态需要有净力作用于其上。改变一个物体的运动状态需要有净力作用于其上。4 4当事物发生变化或被改变时，会发生能量的转变，但当事物发生变化或被改变时，会发生能量的转变，但是在宇宙中能量的总量总是不变的。是在宇宙中能量的总量总是不变的。5 5地球的构造和它的大气圈以及在其中发生的过程，影地球的构造和它的大气圈以及在其中发生的过程，
28、影响着地球表面的状况和气候。响着地球表面的状况和气候。6 6宇宙中存在着数量极大的星系，太阳系只是其中一个宇宙中存在着数量极大的星系，太阳系只是其中一个星系银河系中很小的一部分。星系银河系中很小的一部分。19基于大概念理念的高中生物教学与思考7 7生物体是由细胞组成的。生物体是由细胞组成的。8 8生物需要能量和营养物质，为此它们经常需要依赖其生物需要能量和营养物质，为此它们经常需要依赖其他生物或其他生物竞争。他生物或其他生物竞争。9 9生物体的遗传信息会一代代地传递下去。生物体的遗传信息会一代代地传递下去。1010生物的多样性、存活和灭绝都是进化的结果生物的多样性、存活和灭绝都是进化的结果（二
29、）关于科学的概念1111科学认为每一种现象都具有一个或多个原因。科学认为每一种现象都具有一个或多个原因。1212科学上给出的解释、理论和模型都是在特定的时期内科学上给出的解释、理论和模型都是在特定的时期内与事实最为吻合的。与事实最为吻合的。1313科学发现的知识可以用于开发技术和产品，为人类服科学发现的知识可以用于开发技术和产品，为人类服务。务。1414科学的应用经常会对伦理、社会、经济和政治产生影科学的应用经常会对伦理、社会、经济和政治产生影响。响。20基于大概念理念的高中生物教学与思考原子是构成所有物质（有生命和无生命的）的基础单元。可以用原子的行为来解释不同物质的特性。化学反应使材料中的
30、原子重新排列，以生成新的物质。每个原子都有一个原子核，原子核中包含了中子和质子，并由电子围绕。质子和电子携带着相反的电荷，相互吸引，以使原子维系在一起和形成一些化合物。1 1宇宙中所有的物质都是由很小宇宙中所有的物质都是由很小的微粒构成的。的微粒构成的。21基于大概念理念的高中生物教学与思考在日常生活中遇到的所有的在日常生活中遇到的所有的“物品物品”，包括空气、水和不同种类，包括空气、水和不同种类的固体都称为物质，因为它们具有质量并占有空间。不同的物质的固体都称为物质，因为它们具有质量并占有空间。不同的物质可以通过它的特性来辨认，有些特性可以用来将物质分成固体、可以通过它的特性来辨认，有些特性
31、可以用来将物质分成固体、液体或气体。液体或气体。有些物质可以组合而形成新的与原有物质特性不同的新物质；另有些物质可以组合而形成新的与原有物质特性不同的新物质；另一些物质是简单的混合体，并没有永久地被改变，它们可以重新一些物质是简单的混合体，并没有永久地被改变，它们可以重新被分离。加热或冷却也可以使物质发生变化。当固体熔化或液体被分离。加热或冷却也可以使物质发生变化。当固体熔化或液体蒸发时，物质的量并没有改变。蒸发时，物质的量并没有改变。假如能把物质分割成越来越小的碎块，可以发现物质是由碎块、假如能把物质分割成越来越小的碎块，可以发现物质是由碎块、微粒构成的，它们是如此的小，以至要用显微镜来观察
32、。这些微微粒构成的，它们是如此的小，以至要用显微镜来观察。这些微粒并不是存在于物质之中，它们就是物质。对某个特定的物质来粒并不是存在于物质之中，它们就是物质。对某个特定的物质来说，所具有的所有微粒是相同的，并且与其他物质中的微粒不同。说，所具有的所有微粒是相同的，并且与其他物质中的微粒不同。22基于大概念理念的高中生物教学与思考这些微粒不是处于静止状态，而是在做杂乱的运动。它们运动的这些微粒不是处于静止状态，而是在做杂乱的运动。它们运动的速度被表现为物质的温度。这些微粒之间会相互吸引或排斥。可速度被表现为物质的温度。这些微粒之间会相互吸引或排斥。可以用微粒的运动和相邻微粒之间的距离，以及吸力的
33、强弱来说明以用微粒的运动和相邻微粒之间的距离，以及吸力的强弱来说明固体、液体和气体的区别。例如需要从固态变成液态，或是从液固体、液体和气体的区别。例如需要从固态变成液态，或是从液态变成气态，微粒之间的吸力越强，要将微粒分开所需的能量就态变成气态，微粒之间的吸力越强，要将微粒分开所需的能量就越大，这就是为什么物质具有不同熔点和沸点的原因。越大，这就是为什么物质具有不同熔点和沸点的原因。 物质最小的碎块称为原子。所有的物质，无论位于宇宙的何处，物质最小的碎块称为原子。所有的物质，无论位于宇宙的何处，无论是有生命或是无生命的，都是由大量的这类基本建构单元组无论是有生命或是无生命的，都是由大量的这类基
34、本建构单元组成的。这种基本的不同类型的建构单元大约有一百多种。仅有一成的。这种基本的不同类型的建构单元大约有一百多种。仅有一种原子构成的物质称为元素。不同种类的原子可以组合在一起，种原子构成的物质称为元素。不同种类的原子可以组合在一起，形成众多的化合物，参与反应物质的原子重新排列，形成了新的形成众多的化合物，参与反应物质的原子重新排列，形成了新的物质，这就是化学反应，但物质的总量维持不变。不同物质的特物质，这就是化学反应，但物质的总量维持不变。不同物质的特性可以用构成它的原子和原子集合体的行为来解释。性可以用构成它的原子和原子集合体的行为来解释。23基于大概念理念的高中生物教学与思考原子自身具
35、有一定的内部结构，它包含有一个由中子和质子组成原子自身具有一定的内部结构，它包含有一个由中子和质子组成的原子核，电子围绕原子核运动。电子和质子都带有电荷的原子核，电子围绕原子核运动。电子和质子都带有电荷电电子带有负电荷，质子带有正电荷，原子是中性的，原子带的正负子带有负电荷，质子带有正电荷，原子是中性的，原子带的正负电荷量完全相等。电子在物质中快速地移动，形成电流并产生磁电荷量完全相等。电子在物质中快速地移动，形成电流并产生磁力。他们产生的净力是吸力，将化合物中的原子和分子维系在一力。他们产生的净力是吸力，将化合物中的原子和分子维系在一起。当某些电子被移走或增加时，原子就变成了带有正电或负电起
36、。当某些电子被移走或增加时，原子就变成了带有正电或负电的离子。的离子。有些原子核不稳定，可以发射出某种粒子，这个过程称为放射或有些原子核不稳定，可以发射出某种粒子，这个过程称为放射或辐射，它释放出射线和辐射能量，这种能量要远远大于原子之间辐射，它释放出射线和辐射能量，这种能量要远远大于原子之间发生任何反应时涉及的能量。发生任何反应时涉及的能量。 24基于大概念理念的高中生物教学与思考2 2物体可以对一定距离以外的其他物体可以对一定距离以外的其他物体产生作用。物体产生作用。某些物体能够对一定距离以外的其他物体产生影响。在有些情况下，例如声和光，通过由产生源到接收物的辐射起作用；在另外一些情况下，
37、一定距离间产生的作用是用物体之间存在的场来解释的，例如磁场或万有引力场。25基于大概念理念的高中生物教学与思考有些物体可以对另外一些物体产生作用，即使不直接接触。例如有些物体可以对另外一些物体产生作用，即使不直接接触。例如光可以来自与我们相近的灯泡或火焰，也可以来自离我们很遥远光可以来自与我们相近的灯泡或火焰，也可以来自离我们很遥远的太阳和星球。这是因为这些物体能发光，光可以沿着不同的方的太阳和星球。这是因为这些物体能发光，光可以沿着不同的方向传播，当光到达并进入我们的眼睛时，就可以被检测到。不管向传播，当光到达并进入我们的眼睛时，就可以被检测到。不管是直接由光源发出来的光，还是反射的光，我们
38、的眼睛都可以检是直接由光源发出来的光，还是反射的光，我们的眼睛都可以检测到。声音源于物体的振动，在离开声源一定距离之外可以检测测到。声音源于物体的振动，在离开声源一定距离之外可以检测到它，因为四周的空气或其他物质也能发生振动。当空气中的振到它，因为四周的空气或其他物质也能发生振动。当空气中的振动传到我们的耳朵时，我们就听到声音了。动传到我们的耳朵时，我们就听到声音了。另一类物体影响不相互接触的其他物体的例子，包括使物体朝向另一类物体影响不相互接触的其他物体的例子，包括使物体朝向地球下落的万有引力，磁铁之间或电荷之间的力。当失去支撑的地球下落的万有引力，磁铁之间或电荷之间的力。当失去支撑的物体下
39、落时，它们被地球所吸引，依靠这种吸力，使所有的物体物体下落时，它们被地球所吸引，依靠这种吸力，使所有的物体能够保持在地球上。磁铁可以吸引含铁的物件，磁铁之间不需要能够保持在地球上。磁铁可以吸引含铁的物件，磁铁之间不需要相互接触就可以相吸和相斥。在带电体之间也会相吸和相斥。相互接触就可以相吸和相斥。在带电体之间也会相吸和相斥。26基于大概念理念的高中生物教学与思考可见光是一种射线，它的传输类似于水中波的传输。其他种类的可见光是一种射线，它的传输类似于水中波的传输。其他种类的光我们人眼看不见，包括无线电波、微波、红外线、紫外线、光我们人眼看不见，包括无线电波、微波、红外线、紫外线、X X射线和伽马
40、射线。它们之间的差别在于具有的波长不同。这些射射线和伽马射线。它们之间的差别在于具有的波长不同。这些射线都可以通过真空传输。把射线看做是一种波，可以帮助我们阐线都可以通过真空传输。把射线看做是一种波，可以帮助我们阐明它的特性。虽然声音的传输也类似于波，但是声音不能通过真明它的特性。虽然声音的传输也类似于波，但是声音不能通过真空传播，在源和接收体之间必须存在某种连续的物质，它才能够空传播，在源和接收体之间必须存在某种连续的物质，它才能够通过。通过。但射线射到另外一个物体上时，可以被物体反射、吸收或散射、但射线射到另外一个物体上时，可以被物体反射、吸收或散射、穿过物体或与物体组合在一起。当射线被一
41、个镜面反射或通过一穿过物体或与物体组合在一起。当射线被一个镜面反射或通过一个透明的物质传输时，射线保持不变；而当射线被物体吸收时，个透明的物质传输时，射线保持不变；而当射线被物体吸收时，它会发生变化，并且通常会导致该物体的温度上升。它会发生变化，并且通常会导致该物体的温度上升。27基于大概念理念的高中生物教学与思考某些相隔一定距离的作用不能用从源到接收体的辐射来解释，例某些相隔一定距离的作用不能用从源到接收体的辐射来解释，例如磁铁可以吸引或排斥另一个磁体，两个磁体起到的作用是一样如磁铁可以吸引或排斥另一个磁体，两个磁体起到的作用是一样的。同样的，在电荷之间的吸引和排斥也是互易的。将一个物体的。
42、同样的，在电荷之间的吸引和排斥也是互易的。将一个物体放开，它会落向地面，这也是由于相隔一定距离的物体和地球之放开，它会落向地面，这也是由于相隔一定距离的物体和地球之间相互吸引的结果。在所有物体之间都存在万有引力，它的大小间相互吸引的结果。在所有物体之间都存在万有引力，它的大小和两个物体所具有的质量以及相隔的距离有关。只有当一个或多和两个物体所具有的质量以及相隔的距离有关。只有当一个或多个物体具有非常大的质量时才能感到万有引力的存在，就像地球个物体具有非常大的质量时才能感到万有引力的存在，就像地球将物体拉向地面，对这种情况，用场的概念来解释更有用。场是将物体拉向地面，对这种情况，用场的概念来解释
43、更有用。场是一个物体在它的周围产生影响的区域，场的强度随着与物体距离一个物体在它的周围产生影响的区域，场的强度随着与物体距离的增加而衰减。另外的物体进入到这个场之中，就会受到场的作的增加而衰减。另外的物体进入到这个场之中，就会受到场的作用用被吸引或被排斥。被吸引或被排斥。28基于大概念理念的高中生物教学与思考3 3改变一个物体的运动状态需要有改变一个物体的运动状态需要有净力作用于其上。净力作用于其上。只有在力的综合作用以后所剩净力的作用下，物体的运动速度才会改变。所有的物体，不论大小，它们之间都会存在万有引力。依靠万有引力，行星维持在围绕太阳的轨道上运行，并使地球上的物体向地球中心下落。29基
44、于大概念理念的高中生物教学与思考力可以推、拉或扭转物体，使物体的形状或运动状态发生改变。力可以推、拉或扭转物体，使物体的形状或运动状态发生改变。物体只有在受到净力作用时，才会改变它们的运动状态。物体只有在受到净力作用时，才会改变它们的运动状态。某个物体运动状态改变的快慢取决于力的作用和物体的质量。一某个物体运动状态改变的快慢取决于力的作用和物体的质量。一个物体的质量越大，它被加透或减速需要经历的时间就越长。质个物体的质量越大，它被加透或减速需要经历的时间就越长。质量的这种特性称为惯性。量的这种特性称为惯性。所有的物体无论大小，它们之间都普遍存在着被称之为万有引力所有的物体无论大小，它们之间都普
45、遍存在着被称之为万有引力的吸力，它使地球上每一个物体都被吸向地球中心。我们把将物的吸力，它使地球上每一个物体都被吸向地球中心。我们把将物体吸向地球的力称为物体的重量。物体拉地球的力和地球拉物体体吸向地球的力称为物体的重量。物体拉地球的力和地球拉物体的力是相等的，但是地球的质量要远比物体的大，所以我们观察的力是相等的，但是地球的质量要远比物体的大，所以我们观察到发生运动的是物体，而不是地球。在月球上，物体所受到的往到发生运动的是物体，而不是地球。在月球上，物体所受到的往下拉的万有引力要比在地球上所受到的小，因为月球的质量比地下拉的万有引力要比在地球上所受到的小，因为月球的质量比地球小。地球对月球
46、的拉力使月球能维持在轨道上运行，而由于月球小。地球对月球的拉力使月球能维持在轨道上运行，而由于月球对地球产生的拉力引发了潮汐。球对地球产生的拉力引发了潮汐。30基于大概念理念的高中生物教学与思考一个物体能够在地球表面保持静止状态，是由于作用于其上的一一个物体能够在地球表面保持静止状态，是由于作用于其上的一个或多个力反方向地平衡了万有引力。放在桌子上的一本书之所个或多个力反方向地平衡了万有引力。放在桌子上的一本书之所以不落向地面，是因为书桌的原子向上推物体的力和向下拉物体以不落向地面，是因为书桌的原子向上推物体的力和向下拉物体的万有引力相等。的万有引力相等。当作用于物体上的力方向相反，而大小不等
47、时，就会改变物体的当作用于物体上的力方向相反，而大小不等时，就会改变物体的运动状态，使它被加速或减速。换句话说，一个物体的运动状态运动状态，使它被加速或减速。换句话说，一个物体的运动状态不会改变，除非有净力作用于其上。我们经常会认为产生作用的不会改变，除非有净力作用于其上。我们经常会认为产生作用的不是力，而是运动着的物体本身，例如会认为一个滚动着的球会不是力，而是运动着的物体本身，例如会认为一个滚动着的球会自动地慢下来。实际上，球的运动逐渐变慢是由于受到摩擦力的自动地慢下来。实际上，球的运动逐渐变慢是由于受到摩擦力的作用。在任何情况下，运动状态的改变都是由于力的不平衡而产作用。在任何情况下，运
48、动状态的改变都是由于力的不平衡而产生的。如果没有净力的作用，任何物体的运动状态都不会改变；生的。如果没有净力的作用，任何物体的运动状态都不会改变；静止的物体将保持静止，运动着的物体会永远沿着直线运动，就静止的物体将保持静止，运动着的物体会永远沿着直线运动，就31基于大概念理念的高中生物教学与思考像天空中的星球那样。运动状态的改变发生在净力的方向上，而像天空中的星球那样。运动状态的改变发生在净力的方向上，而不会影响与净力成直角方向的运动。卫星能够维持在绕地球旋转不会影响与净力成直角方向的运动。卫星能够维持在绕地球旋转的轨道上，因为它们受到了足够大的力，被送到了一定的高度。的轨道上，因为它们受到了
49、足够大的力，被送到了一定的高度。在这个高度上，它们可以维持在绕地球的曲线轨道上运动，因为在这个高度上，它们可以维持在绕地球的曲线轨道上运动，因为这时万有引力只是不断改变它们的运动方向，而没有空气阻力使这时万有引力只是不断改变它们的运动方向，而没有空气阻力使它们的运动变得缓慢。它们的运动变得缓慢。作用于某个物体上的一对方向相反但不在同一直线上的力，会使作用于某个物体上的一对方向相反但不在同一直线上的力，会使物体旋动或扭转，旋转力的大小取决于力的作用点离开旋转轴的物体旋动或扭转，旋转力的大小取决于力的作用点离开旋转轴的距离。这个现象被广泛地运用在工具和机器之中。距离。这个现象被广泛地运用在工具和机
50、器之中。压力用于测量作用于特定面积上的力的大小。同样大小的力，当压力用于测量作用于特定面积上的力的大小。同样大小的力，当施加于较大面积上时比施加于较小面积上产生的压力要小。这样施加于较大面积上时比施加于较小面积上产生的压力要小。这样的一个关系也有许多的运用，从雪地靴到图钉。的一个关系也有许多的运用，从雪地靴到图钉。32基于大概念理念的高中生物教学与思考4 4当事物发生变化或被改变时，会当事物发生变化或被改变时，会发生能量的转变，但是在宇宙中能量发生能量的转变，但是在宇宙中能量的总量总是不变的。的总量总是不变的。许多过程和事件总在变化，产生变化需要能量。能量可以通过多种方式从一个主体向另一个主体
51、转移。在这个过程中，部分能量会转变为不易利用的形态。能量既不能产生，也不会消失。从化石燃料获取的能量不再容易获得了。33基于大概念理念的高中生物教学与思考有许多不同的方式使某个现象发生或改变：推或拉，会使物体的有许多不同的方式使某个现象发生或改变：推或拉，会使物体的运动状态改变；加热能使物体变化，如烹调、熔化固体或使水变运动状态改变；加热能使物体变化，如烹调、熔化固体或使水变成水蒸气；电可以使电灯泡发光。成水蒸气；电可以使电灯泡发光。在所有这类情况下，使得物体发生改变必须要有能量。在改变的在所有这类情况下，使得物体发生改变必须要有能量。在改变的过程中，能量从一个物体传向另一个物体。将能量转给其
52、他物体过程中，能量从一个物体传向另一个物体。将能量转给其他物体的，称为能源。虽然它们本身不产生能量，但是它们必须从它们的，称为能源。虽然它们本身不产生能量，但是它们必须从它们自身或从其他某个地方获取能量。自身或从其他某个地方获取能量。物体获得能量，或是源于它们的化学成分（如燃料和电池），它物体获得能量，或是源于它们的化学成分（如燃料和电池），它们的运动、它们的温度、它们在重力场或其他场中位置，或是源们的运动、它们的温度、它们在重力场或其他场中位置，或是源于弹性材料的压缩或变形。将一个物体提升到高于地面的位置，于弹性材料的压缩或变形。将一个物体提升到高于地面的位置，它就可以储存能量，当释放它时，
53、它会下落，而其所储存的能量它就可以储存能量，当释放它时，它会下落，而其所储存的能量则可以使某些事物发生变化。当物体被加热时，与处于较冷状态则可以使某些事物发生变化。当物体被加热时，与处于较冷状态34基于大概念理念的高中生物教学与思考下相比，它获得了更多的能量。热从一个温度较高的物体转向与下相比，它获得了更多的能量。热从一个温度较高的物体转向与它接触的温度较低的物体，直到两者处于相同的温度。这个过程它接触的温度较低的物体，直到两者处于相同的温度。这个过程的快慢，取决于热传导材料的种类。电池组中储存的能量是化学的快慢，取决于热传导材料的种类。电池组中储存的能量是化学能，当电池接通电路产生电流时，储
54、存的能量就流动了。能量也能，当电池接通电路产生电流时，储存的能量就流动了。能量也可以借助于辐射来传输，如在空气中传输的声音、空气或真空中可以借助于辐射来传输，如在空气中传输的声音、空气或真空中的光。的光。可以用能量的改变来解释许多过程和现象，从植物的生长到天气可以用能量的改变来解释许多过程和现象，从植物的生长到天气的变化。能量转换导致某些现象产生时，几乎总是会伴随产生一的变化。能量转换导致某些现象产生时，几乎总是会伴随产生一定量不希望获得的热能，并且这些热能会通过传导或辐射扩散开定量不希望获得的热能，并且这些热能会通过传导或辐射扩散开来。热能是原子和分子的杂乱运动，以这种形式存在的能量不易来。
55、热能是原子和分子的杂乱运动，以这种形式存在的能量不易被利用。被利用。35基于大概念理念的高中生物教学与思考能量不能被产生或消灭。当能量从一个物体传向另一个物体时，能量不能被产生或消灭。当能量从一个物体传向另一个物体时，宇宙中能量的总量是保持不变的，一个物体损失的能量和另一个宇宙中能量的总量是保持不变的，一个物体损失的能量和另一个物体获得的能量是相等的。当太阳加热地球时，太阳通过辐射逐物体获得的能量是相等的。当太阳加热地球时，太阳通过辐射逐渐在损失能量。原子的质量是储存能量的一种方式，被称为核能。渐在损失能量。原子的质量是储存能量的一种方式，被称为核能。放射性原子可以释放这种核能，将核能变为热能
56、而供人类利用放射性原子可以释放这种核能，将核能变为热能而供人类利用随着人口的增加以及现代化生活方式需要耗费更多的能源，全世随着人口的增加以及现代化生活方式需要耗费更多的能源，全世界对能源的需求在增加。特别是使用方便的电能。由于发电站和界对能源的需求在增加。特别是使用方便的电能。由于发电站和发电机组经常使用的化石燃料是有限的，必须要考虑使用其他方发电机组经常使用的化石燃料是有限的，必须要考虑使用其他方式来产生电能或通过提高能量使用过程的效率来降低对能量的需式来产生电能或通过提高能量使用过程的效率来降低对能量的需求。求。36基于大概念理念的高中生物教学与思考5 5地球的构造和它的大气圈以及在地球的
57、构造和它的大气圈以及在其中发生的过程，影响着地球表面的其中发生的过程，影响着地球表面的状况和气候。状况和气候。来自太阳的辐射加热地球的表面，并使空气中和海洋中产生对流，因之形成不同的气候。在地表之下，来自地球内部的热量导致了岩浆的运动。地球的固体表面由于岩石的形成和风化而不断在变化。37基于大概念理念的高中生物教学与思考地球的表面都被大气所包围，然而逐渐远离地球表面（在天空更地球的表面都被大气所包围，然而逐渐远离地球表面（在天空更高的地方）大气会变得逐渐稀薄。天气取决于大气层的状况，它高的地方）大气会变得逐渐稀薄。天气取决于大气层的状况，它由大气的温度、压力、运动的速度、方向、大气中的水蒸气的
58、含由大气的温度、压力、运动的速度、方向、大气中的水蒸气的含量等共同决定。通过在一段时间内对上述参量的测量，建立一些量等共同决定。通过在一段时间内对上述参量的测量，建立一些模型，用以预测不同类型天气发生的可能性。模型，用以预测不同类型天气发生的可能性。地球固态表面的大部分是土壤，土壤是由不同尺寸的碎石和有机地球固态表面的大部分是土壤，土壤是由不同尺寸的碎石和有机体残留物组成的混合物。沃土中包含了空气、水、由生物腐败而体残留物组成的混合物。沃土中包含了空气、水、由生物腐败而产生的某些化合物、特定的植物以及各种生物，如昆虫、蚯蚓和产生的某些化合物、特定的植物以及各种生物，如昆虫、蚯蚓和细菌等。在土壤
59、下面的固体物质是岩石。岩石有许多不同的种类，细菌等。在土壤下面的固体物质是岩石。岩石有许多不同的种类，它们的成分和特性各不相同。在风和水的作用下，岩石逐渐风化它们的成分和特性各不相同。在风和水的作用下，岩石逐渐风化成小的碎块，沙是由细小的碎石组成的，而泥土是更小的碎石。成小的碎块，沙是由细小的碎石组成的，而泥土是更小的碎石。38基于大概念理念的高中生物教学与思考处于地球表面的大气层，对来自太阳的大部分辐射射线是透明的。处于地球表面的大气层，对来自太阳的大部分辐射射线是透明的。这些射线可以穿过大气层。被地球表面所吸收的射线是地球获得这些射线可以穿过大气层。被地球表面所吸收的射线是地球获得的外部能
60、源。从地球形成的伊始就一直在进行的、位于地球内部的外部能源。从地球形成的伊始就一直在进行的、位于地球内部的放射物质的衰变，是地球内部的能量来源。来自太阳的射线向的放射物质的衰变，是地球内部的能量来源。来自太阳的射线向含有叶绿素的植物提供能量，使它们通过光合作用生成葡萄糖。含有叶绿素的植物提供能量，使它们通过光合作用生成葡萄糖。来自太阳的射线被地球表面吸收，使地球表面变暖，从而辐射出来自太阳的射线被地球表面吸收，使地球表面变暖，从而辐射出波长较长的射线（红外线）。红外线不能通过大气层，而是被大波长较长的射线（红外线）。红外线不能通过大气层，而是被大气层吸收，使地球变暖，这就是温室效应，因为这和温
61、室里用太气层吸收，使地球变暖，这就是温室效应，因为这和温室里用太阳能加热的方式是类似的。阳能加热的方式是类似的。大气层中的氧气是由植物通过光合作用产生的。它可以间接保护大气层中的氧气是由植物通过光合作用产生的。它可以间接保护地球表面生物免于受到来自于太阳射线中短波部分（紫外线）的地球表面生物免于受到来自于太阳射线中短波部分（紫外线）的伤害。在大气层的高层，紫外线和氧气作用会生成臭氧，从而吸伤害。在大气层的高层，紫外线和氧气作用会生成臭氧，从而吸39基于大概念理念的高中生物教学与思考收有害的射线。地球上人类活动产生的某些化学物质会破坏大气收有害的射线。地球上人类活动产生的某些化学物质会破坏大气层
62、中的臭氧层。层中的臭氧层。在地球固体外壳下面有一层热的覆盖层，称为地幔。在压力下地在地球固体外壳下面有一层热的覆盖层，称为地幔。在压力下地幔是固体，当压力减少时，它会融化幔是固体，当压力减少时，它会融化( (被称为岩浆）。有些地方被称为岩浆）。有些地方地球表面的硬壳存在裂缝地球表面的硬壳存在裂缝( (或薄层区），岩浆有可能会冲出到地或薄层区），岩浆有可能会冲出到地球表面，火山爆发就是一个例子。地球外层的硬壳是由许多板块球表面，火山爆发就是一个例子。地球外层的硬壳是由许多板块组成的。由于地幔的运动会带动这些板块之间产生相对移动。在组成的。由于地幔的运动会带动这些板块之间产生相对移动。在板块相互对
63、撞时，形成了山脉和沿着板块边缘的一些裂纹地带。板块相互对撞时，形成了山脉和沿着板块边缘的一些裂纹地带。这些地区可能会发生地震，也可能是活火山的地区。地球的表面这些地区可能会发生地震，也可能是活火山的地区。地球的表面会随着时间而缓慢地变化，山脉会被水侵蚀；当地壳受力而上升会随着时间而缓慢地变化，山脉会被水侵蚀；当地壳受力而上升时会形成新的山脉。时会形成新的山脉。40基于大概念理念的高中生物教学与思考6 6宇宙中存在着数量极大的星系，宇宙中存在着数量极大的星系，太阳系只是其中一个星系银河系太阳系只是其中一个星系银河系中很小的一部分。中很小的一部分。太阳、八大行星以及其他一些按一定轨道运转的较小的星
64、体共同组成了我们的太阳系。根据地球围绕太阳的旋转运动和取向，可以解释白昼和黑夜的更替，以及四季的形成。太阳系是银河系的一部分，银河系又是宇宙中数以百计的类似星系中的一个。那些星系离我们非常遥远，许多星系中也会包含行星。41基于大概念理念的高中生物教学与思考我们见到的太阳是构成宇宙的许许多多的星球之一。地球大约一我们见到的太阳是构成宇宙的许许多多的星球之一。地球大约一年沿轨道绕太阳旋转一圈，月亮大约四个星期绕地球旋转一圈。年沿轨道绕太阳旋转一圈，月亮大约四个星期绕地球旋转一圈。太阳位于太阳系的中心，是太阳系中唯一能发出可见光的光源。太阳位于太阳系的中心，是太阳系中唯一能发出可见光的光源。月亮反射
65、来自太阳的光。当月亮绕地球运动时，只有被太阳照射月亮反射来自太阳的光。当月亮绕地球运动时，只有被太阳照射到的部分才能被我们看见，这是我们在不同的日子里看到的月亮到的部分才能被我们看见，这是我们在不同的日子里看到的月亮形状会发生变化的原因。地球绕着南北向的轴自转，地球的自转形状会发生变化的原因。地球绕着南北向的轴自转，地球的自转使我们好像看到太阳、月亮和星星在绕地球旋转。由于地球的自使我们好像看到太阳、月亮和星星在绕地球旋转。由于地球的自转，地球的表面会朝向太阳或背向太阳，从而形成了白昼和黑夜转，地球的表面会朝向太阳或背向太阳，从而形成了白昼和黑夜地球绕太阳旋转一圈要用一年的时间。地球的轴线相对
66、于它绕太地球绕太阳旋转一圈要用一年的时间。地球的轴线相对于它绕太阳旋转的轨道平面是倾斜的，所以在地球的不同位置和处于一年阳旋转的轨道平面是倾斜的，所以在地球的不同位置和处于一年中的不同时间，白昼的时间会变化。地球旋转轴的倾斜导致了四中的不同时间，白昼的时间会变化。地球旋转轴的倾斜导致了四季的形成。季的形成。42基于大概念理念的高中生物教学与思考地球是我们所在的太阳系中的八大行星之一。行星和其他小的天地球是我们所在的太阳系中的八大行星之一。行星和其他小的天体以大致为圆形的轨道绕太阳旋转，各自旋转轨道离开太阳的距体以大致为圆形的轨道绕太阳旋转，各自旋转轨道离开太阳的距离不同，完成旋转一圈所需的时间
67、也不相同。在这些天体之间相离不同，完成旋转一圈所需的时间也不相同。在这些天体之间相隔的距离是非常远的隔的距离是非常远的海王星距离太阳海王星距离太阳4545亿千米，比地球离亿千米，比地球离太阳的距离要远太阳的距离要远3030倍。从地球上看，行星相对于一些恒星在移动倍。从地球上看，行星相对于一些恒星在移动有时在绕太阳轨道上运动的一大块岩石，飞行到距离地球足够近有时在绕太阳轨道上运动的一大块岩石，飞行到距离地球足够近时，将会被拉进地球的重力场，并在通过大气层时被加速，这时时，将会被拉进地球的重力场，并在通过大气层时被加速，这时在空气和岩石表面之间的摩擦力会导致岩石被加热和燃烧。这就在空气和岩石表面之
68、间的摩擦力会导致岩石被加热和燃烧。这就是我们观看到的是我们观看到的“流星流星”。除此以外，在太阳系中星体的移动大。除此以外，在太阳系中星体的移动大多是规则的和周期性的。科学定律或有关事件行为的一般规律，多是规则的和周期性的。科学定律或有关事件行为的一般规律，对地球适用，对宇宙空间同样适用。空间探测已经证明，行星自对地球适用，对宇宙空间同样适用。空间探测已经证明，行星自形成以来，它们的表面一直在变化。形成以来，它们的表面一直在变化。43基于大概念理念的高中生物教学与思考离我们最近的恒星，也比距离我们最远的行星离我们最近的恒星，也比距离我们最远的行星海王星要远得海王星要远得多。被称为银河系的星系由
69、数百万颗恒星组成，而我们的太阳只多。被称为银河系的星系由数百万颗恒星组成，而我们的太阳只是其中的一颗。在宇宙中存在着数量极大的星系，它们之间的距是其中的一颗。在宇宙中存在着数量极大的星系，它们之间的距离几乎是难以想象的遥远，并且都在迅速地相互飞离。星系的这离几乎是难以想象的遥远，并且都在迅速地相互飞离。星系的这种运动支持了宇宙是源于过去曾发生的种运动支持了宇宙是源于过去曾发生的“大爆炸大爆炸”膨胀而成的观膨胀而成的观点，而对宇宙未来的发展目前还不清楚。点，而对宇宙未来的发展目前还不清楚。44基于大概念理念的高中生物教学与思考7 7生物体是由细胞组成的。生物体是由细胞组成的。所有的生物体都是由一
70、个或多个细胞构成的。多细胞生物包含功能不同的多个细胞。所有生命的基本功能都取决于构成生物体的各个细胞内发生的过程，生长是细胞分裂倍增的结果。45基于大概念理念的高中生物教学与思考生物体（有机体）与生物的区别在于生物体能够运动、繁殖和对生物体（有机体）与生物的区别在于生物体能够运动、繁殖和对某些刺激产生反应。为了维持生存，生物体需要水、空气、食物、某些刺激产生反应。为了维持生存，生物体需要水、空气、食物、排泄废物和温度适宜的环境。所有的生物体都是由一个或多个细排泄废物和温度适宜的环境。所有的生物体都是由一个或多个细胞构成的。细胞只能用显微镜来观察。胞构成的。细胞只能用显微镜来观察。生命的所有基本
71、功能都源于细胞内部发生的过程。在生长和繁殖生命的所有基本功能都源于细胞内部发生的过程。在生长和繁殖的过程中，细胞分裂成更多的细胞。为了实现生长、繁殖以及其的过程中，细胞分裂成更多的细胞。为了实现生长、繁殖以及其它功能，细胞需要从食物中吸取能量。多细胞生物体中的细胞除它功能，细胞需要从食物中吸取能量。多细胞生物体中的细胞除了具有所有细胞相同的功能外，还有特定的功能。如肌细胞、血了具有所有细胞相同的功能外，还有特定的功能。如肌细胞、血细胞和神经细胞。它们在生物体内执行特定的功能。细胞通常会细胞和神经细胞。它们在生物体内执行特定的功能。细胞通常会聚合成组织，组织组合成器官，器官组织成系统。在人体内执
72、行聚合成组织，组织组合成器官，器官组织成系统。在人体内执行关键功能的系统有呼吸系统、消化系统、排泄系统和体温调节系关键功能的系统有呼吸系统、消化系统、排泄系统和体温调节系统。血液循环系统将细胞需要的物质运输到身体的各个部分，并统。血液循环系统将细胞需要的物质运输到身体的各个部分，并可以将溶解的废物输送到排泄系统。可以将溶解的废物输送到排泄系统。46基于大概念理念的高中生物教学与思考在细胞内存在着许多不同种类的分子，它仍互相配合以完成细胞在细胞内存在着许多不同种类的分子，它仍互相配合以完成细胞的功能。在多细胞的生物体中，通过将一些递质传送到邻近的细的功能。在多细胞的生物体中，通过将一些递质传送到
73、邻近的细胞来实现细胞之间的相互通信，以协同活动。包囊在每个细胞外胞来实现细胞之间的相互通信，以协同活动。包囊在每个细胞外的细胞膜在控制进入和逸出细胞的物质上起着重要的作用。不同的细胞膜在控制进入和逸出细胞的物质上起着重要的作用。不同类型细胞内的活动由酶调控。特定的组织和器官释放出激素，调类型细胞内的活动由酶调控。特定的组织和器官释放出激素，调控其他器官和组织的活性，并影响生物体的整体功能。在人体中，控其他器官和组织的活性，并影响生物体的整体功能。在人体中，大多数激素通过血液运送。疾病通常是由于细胞功能发生故障而大多数激素通过血液运送。疾病通常是由于细胞功能发生故障而导致的。许多药物通过加速或延
74、缓酶或激素的调控机能来产生作导致的。许多药物通过加速或延缓酶或激素的调控机能来产生作用。脑和脊髓也对细胞活性的调控起作用，它们是通过发送沿着用。脑和脊髓也对细胞活性的调控起作用，它们是通过发送沿着神经细胞传递的电信号来传递信息的，这些电信号在细胞之间能神经细胞传递的电信号来传递信息的，这些电信号在细胞之间能快速地传输。快速地传输。在一定的条件下，细胞的功能处于最佳状态，特别是保持适宜的在一定的条件下，细胞的功能处于最佳状态，特别是保持适宜的温度和酸碱度。单细胞和多细胞构成的生物体都具有将温度和酸温度和酸碱度。单细胞和多细胞构成的生物体都具有将温度和酸碱度保持在一定限度内的机制，以保证生物体存活
75、。碱度保持在一定限度内的机制，以保证生物体存活。47基于大概念理念的高中生物教学与思考8 8生物需要能量和营养物质，为此生物需要能量和营养物质，为此它们经常需要依赖其他生物或其他它们经常需要依赖其他生物或其他生物竞争。生物竞争。食物为生物体提供物质和能量，使其能实现生命的基本功能和生长。某些植物和细菌能够利用太阳能生成复杂的食物分子。动物依靠消化这些复杂的食物分子来获取能量，它们归根结底都是依靠绿色植物来获取能量。在任何生态系统中，都会存在物种之间为获得能量和物质而产生的竞争，因为能量和物质是生存和繁衍后代所必需的。48基于大概念理念的高中生物教学与思考所有的生物体都需要通过摄取食物来获得能量
76、，还需要空气、水所有的生物体都需要通过摄取食物来获得能量，还需要空气、水和一定的温度环境。含有叶绿素的植物可以利用太阳光制造它们和一定的温度环境。含有叶绿素的植物可以利用太阳光制造它们需要的食物，并把它们不立即利用的食物储存起来。动物需要那需要的食物，并把它们不立即利用的食物储存起来。动物需要那些能够被它们分解的食物。食草动物直接吃植物来获取食物，食些能够被它们分解的食物。食草动物直接吃植物来获取食物，食肉动物则通过吃已经吞噬了植物或其他动物的动物来获取食物。肉动物则通过吃已经吞噬了植物或其他动物的动物来获取食物。归根结底，动物是依靠植物来存活的。生物体之间的这种关系可归根结底，动物是依靠植物
77、来存活的。生物体之间的这种关系可以用食物链和食物网来表示。以用食物链和食物网来表示。有些动物除了需要植物作为食物外，还以其他方式依赖于植物。有些动物除了需要植物作为食物外，还以其他方式依赖于植物。例如庇护所、人类的衣服和燃料。植物也以不同方式依赖于动物。例如庇护所、人类的衣服和燃料。植物也以不同方式依赖于动物。例如，虫媒植物依靠昆虫来授粉，并且依靠其它动物传播它们的例如，虫媒植物依靠昆虫来授粉，并且依靠其它动物传播它们的种子。种子。49基于大概念理念的高中生物教学与思考在特定区域内生活在一起的相互依存的生物构成某种生态系统。在特定区域内生活在一起的相互依存的生物构成某种生态系统。在一个稳定的生
78、态系统中，包含有食物的生产者（植物）、消费在一个稳定的生态系统中，包含有食物的生产者（植物）、消费者（动物）和分解砉。分解者主要是细菌和真菌。它们以废物和者（动物）和分解砉。分解者主要是细菌和真菌。它们以废物和死去的生物体为食。分解者产生的物质有助于植物生长，这样就死去的生物体为食。分解者产生的物质有助于植物生长，这样就使得生物体中的分子不断地被循环利用。同时，能量通过生态系使得生物体中的分子不断地被循环利用。同时，能量通过生态系统传输。当食物被生物体用于生命过程时，其中的部分能量会以统传输。当食物被生物体用于生命过程时，其中的部分能量会以热的形式散逸。植物利用太阳能合成植物的食物，又会使生态
79、系热的形式散逸。植物利用太阳能合成植物的食物，又会使生态系统中的能量得以补充。统中的能量得以补充。在任何特定的生态系统中，为获得生存所需要的畿量和物质，物在任何特定的生态系统中，为获得生存所需要的畿量和物质，物种间会存在竞争。某个生态系统是消失还是留存，取决于在其环种间会存在竞争。某个生态系统是消失还是留存，取决于在其环境中是否可以持续获得生命需要的物质。在具有特定的气候、地境中是否可以持续获得生命需要的物质。在具有特定的气候、地理和水文的区域里，植物物种会发生适应性的变化。以获得它们理和水文的区域里，植物物种会发生适应性的变化。以获得它们生长和繁殖所需的水、光、矿物质和空间。如果条件变化了，
80、植生长和繁殖所需的水、光、矿物质和空间。如果条件变化了，植物的种群就有可能会发生变化。从而导致动物种群的改变。物的种群就有可能会发生变化。从而导致动物种群的改变。50基于大概念理念的高中生物教学与思考9 9生物体的遗传信息会一代代地传生物体的遗传信息会一代代地传递下去。递下去。细胞中的遗传物质储存在化学分子DNA中，DNA序列可以用四个字母的编码来表示。基因决定了生物体的发育和结构。在无性繁殖中，后代具有的全部基因都来自于一个母体。在有性繁殖中，基因中的各一半分别来自父方和母方。51基于大概念理念的高中生物教学与思考有生命的物体会繁殖同一种类的后代，但是在许多情况下，后代有生命的物体会繁殖同一
81、种类的后代，但是在许多情况下，后代相互之间或与它们的双亲并不完全相同、植物和动物包括人类，相互之间或与它们的双亲并不完全相同、植物和动物包括人类，他们的许多特征与他们的亲代类似，因为遗传信息从上一代传递他们的许多特征与他们的亲代类似，因为遗传信息从上一代传递给了下一代、另外有一些特征，如能力和行为，并不能以同样的给了下一代、另外有一些特征，如能力和行为，并不能以同样的方式传递，而必须经过学习才能获得。方式传递，而必须经过学习才能获得。在一代又一代之间传递的信息，都是组合在一起以编码的形式传在一代又一代之间传递的信息，都是组合在一起以编码的形式传递的。被称为递的。被称为DNADNA的大分子中存在
82、这种编码。一个基因是一定长的大分子中存在这种编码。一个基因是一定长度的度的DNADNA。在单个染色体中包含了数百个或数千个基因。在人体。在单个染色体中包含了数百个或数千个基因。在人体中，大多数的细胞含有中，大多数的细胞含有2323对染色体，它们携带的总基因数约为对染色体，它们携带的总基因数约为2500025000个，它们提供生长和繁殖更多细胞所需的信息。个，它们提供生长和繁殖更多细胞所需的信息。在细胞的生长过程中和凋亡的细胞被替换时，细胞会发生分裂，在细胞的生长过程中和凋亡的细胞被替换时，细胞会发生分裂，遗传信息被复制，使每一个新细胞都携带着母细胞的基因复制件。遗传信息被复制，使每一个新细胞都
83、携带着母细胞的基因复制件。52基于大概念理念的高中生物教学与思考有时，复制会产生错误，发生变异，变异可能无害，也可能给生有时，复制会产生错误，发生变异，变异可能无害，也可能给生物体带来损害。环境中的辐射和化学物质会引起基因改变。这种物体带来损害。环境中的辐射和化学物质会引起基因改变。这种基因的变异只影响该个体。只有在基因变异发生在性细胞（精子基因的变异只影响该个体。只有在基因变异发生在性细胞（精子或卵子）中时，才会影响到后代。或卵子）中时，才会影响到后代。在有性繁殖中，一个来自雄性的精子与一个来自雌性的卵子结合。在有性繁殖中，一个来自雄性的精子与一个来自雌性的卵子结合。精子和卵细胞都是特化的细
84、胞，它们携带着来自他们亲代染色体精子和卵细胞都是特化的细胞，它们携带着来自他们亲代染色体的一半，至于获取哪一半是随机的。当精子和卵细胞结合时，受的一半，至于获取哪一半是随机的。当精子和卵细胞结合时，受精卵中的遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞。当受精卵不精卵中的遗传物质一半来自精子，一半来自卵细胞。当受精卵不断分裂时，遗传物质就被复制到每一个新产生的细胞中。当卵子断分裂时，遗传物质就被复制到每一个新产生的细胞中。当卵子和精子细胞形成然后结合时，遗传物质就被选择和重组，这样就和精子细胞形成然后结合时，遗传物质就被选择和重组，这样就导致数量巨大的不同基因组合的可能性，这种差别会代代相传，导致数量
85、巨大的不同基因组合的可能性，这种差别会代代相传，从而提供了自然选择的潜在可能。因为有些变异会使生物体能更从而提供了自然选择的潜在可能。因为有些变异会使生物体能更好地适应于某些环境条件。好地适应于某些环境条件。53基于大概念理念的高中生物教学与思考无性繁殖天然地广泛存在于生物之中，包括一些细菌、昆虫和植无性繁殖天然地广泛存在于生物之中，包括一些细菌、昆虫和植物，它们繁殖出具有相同遗传物质的种群。运用生物技术，通过物，它们繁殖出具有相同遗传物质的种群。运用生物技术，通过人工克隆，可以生产出具有相同基因的产品。这种技术可以在相人工克隆，可以生产出具有相同基因的产品。这种技术可以在相当范围的物种中应用
86、，包括动物。当范围的物种中应用，包括动物。一段时间以来，通过对不同种类生物的基因组测序，越来越多的一段时间以来，通过对不同种类生物的基因组测序，越来越多的遗传信息被获知。获知基因序列以后，就有可能人为地改变遗传遗传信息被获知。获知基因序列以后，就有可能人为地改变遗传信息，以赋予生物体某些特殊的功能。在基因治疗中，使用特殊信息，以赋予生物体某些特殊的功能。在基因治疗中，使用特殊的技术将基因嵌入人的染色体中，有可能治愈疾病。的技术将基因嵌入人的染色体中，有可能治愈疾病。54基于大概念理念的高中生物教学与思考1010生物的多样性、存活和灭绝都生物的多样性、存活和灭绝都是进化的结果是进化的结果今日存在
87、的所有的生命都可以溯源于一个全体共同的祖先，它是一个简单的单细胞有机体。源于物种内天然的差异，经过无数代的演变，能最好地适应一定条件的个体将有可能被选择而存活，不能有效适应生存环境改变的生物将会灭绝。55基于大概念理念的高中生物教学与思考当今世界，存在着许多不同种类的植物和动物。也有许多种类的当今世界，存在着许多不同种类的植物和动物。也有许多种类的动植物曾一度生活在地球上，但现在已经灭绝了，我们从化石中动植物曾一度生活在地球上，但现在已经灭绝了，我们从化石中了解到它们。按照它们的类似程度，可以将动物和植物分成类群了解到它们。按照它们的类似程度，可以将动物和植物分成类群和子群。例如，动物的一个类
88、群称为鸟，其中又包含了不同的科，和子群。例如，动物的一个类群称为鸟，其中又包含了不同的科，如山雀科，在山雀科之下又有不同的种类（物种），如蓝冠山雀、如山雀科，在山雀科之下又有不同的种类（物种），如蓝冠山雀、大山雀和长尾山雀。同一物种的生物交配繁殖出同种生物的现象，大山雀和长尾山雀。同一物种的生物交配繁殖出同种生物的现象，较为常见；不同的物种之间通常不能交配。较为常见；不同的物种之间通常不能交配。虽然同一物种的生物体非常相似，它们之间仍存在着细微的差异。虽然同一物种的生物体非常相似，它们之间仍存在着细微的差异。生命体总是生存在特定的环境之中，因为它们具有能在该环境下生命体总是生存在特定的环境之中
89、，因为它们具有能在该环境下生存的特征。这种对生活环境的适应性起源于在繁殖过程中出现生存的特征。这种对生活环境的适应性起源于在繁殖过程中出现的微小差异，这种差异导致有些个体比另外一些个体能更好地适的微小差异，这种差异导致有些个体比另外一些个体能更好地适应环境。在为获取物质与能量的竞争中，那些具有更好适应能应环境。在为获取物质与能量的竞争中，那些具有更好适应能56基于大概念理念的高中生物教学与思考力的个体将能存活，并把它们能适应环境的特征遗传给后代。而力的个体将能存活，并把它们能适应环境的特征遗传给后代。而那些对特定环境适应能力较差的个体有可能在繁殖以前死亡。这那些对特定环境适应能力较差的个体有可
90、能在繁殖以前死亡。这样，在后代中将会保留更多的具有较好适应能力的个体。这种情样，在后代中将会保留更多的具有较好适应能力的个体。这种情况只有在变异（改变）发生在生殖细胞中时才会出现。在其他的况只有在变异（改变）发生在生殖细胞中时才会出现。在其他的细胞中发生的变异不能遗传。细胞中发生的变异不能遗传。从从3535亿年前地球上出现了第一个生命形态以后，对生物体的自然亿年前地球上出现了第一个生命形态以后，对生物体的自然选择就开始了。具有能在特定的环境条件下更好存活特征的生物选择就开始了。具有能在特定的环境条件下更好存活特征的生物将被自然选择。在生命史的初期出现了单细胞的生物。大约将被自然选择。在生命史的
91、初期出现了单细胞的生物。大约2020亿亿年以前，出现了多细胞的生物，最终发展成今天众多的动物、植年以前，出现了多细胞的生物，最终发展成今天众多的动物、植物和真菌等。一些种类的生物仍保留单细胞的形态。物和真菌等。一些种类的生物仍保留单细胞的形态。57基于大概念理念的高中生物教学与思考当气候、地理和种群的条件改变时，遗传下来的特定特征的优越当气候、地理和种群的条件改变时，遗传下来的特定特征的优越性可能被提高，也可能减弱。人类的活动会对环境产生深远的影性可能被提高，也可能减弱。人类的活动会对环境产生深远的影响，并已经导致了环境的改变，使许多生物受到了伤害。有记载响，并已经导致了环境的改变，使许多生物
92、受到了伤害。有记载的因为人类活动导致的生物灭绝率，与没有人类活动时相比较，的因为人类活动导致的生物灭绝率，与没有人类活动时相比较，已经离出了数百倍。保护物种的多样性和物种内的多样性是重要已经离出了数百倍。保护物种的多样性和物种内的多样性是重要的。生命多样性的减少会导致生态系统显著恶化和适应环境改变的。生命多样性的减少会导致生态系统显著恶化和适应环境改变能力的丧失。能力的丧失。58基于大概念理念的高中生物教学与思考1111科学认为每一种现象都具有一科学认为每一种现象都具有一个或多个原因。个或多个原因。科学致力于寻求对自然界现象产生原因的解释和理解。所提出的解释应该基于来自观察和实验的证据。产生和
93、检验科学上的解释不存在单一的科学方法。59基于大概念理念的高中生物教学与思考当某个事件发生时，科学致力于寻找事件为什么会发生的解释，当某个事件发生时，科学致力于寻找事件为什么会发生的解释，或者解释为什么它们采取了某种特定的方式。这样做都基于一个或者解释为什么它们采取了某种特定的方式。这样做都基于一个假设：即每一个效应都具有某个或某些原因，事件发生的方式是假设：即每一个效应都具有某个或某些原因，事件发生的方式是有其理由的。解释不是猜测，必须有一定的理由。有多种方法来有其理由的。解释不是猜测，必须有一定的理由。有多种方法来发现是什么导致事件发生和为什么会这样。仔细地观察，包括可发现是什么导致事件发
94、生和为什么会这样。仔细地观察，包括可能情况下进行测量，可以预测可能会发生什么情况。在另一些情能情况下进行测量，可以预测可能会发生什么情况。在另一些情况下，可以执行一些操作来改变某些条件，并观察随之发生的现况下，可以执行一些操作来改变某些条件，并观察随之发生的现象。在采用这种方式时，如有可能，应使其他方面保持不变，以象。在采用这种方式时，如有可能，应使其他方面保持不变，以便让结果仅仅是由一个条件变化而引起的，这一点很重要。便让结果仅仅是由一个条件变化而引起的，这一点很重要。对于特定事件或状态的任何解释，都应当基于支持它的实际证据。对于特定事件或状态的任何解释，都应当基于支持它的实际证据。仔细、系
95、统的观察以及对观察的精确描述，是科学研究所必需的。仔细、系统的观察以及对观察的精确描述，是科学研究所必需的。有时，人们对事件发生的预期会影响他们的观察，了解这点有时，人们对事件发生的预期会影响他们的观察，了解这点60基于大概念理念的高中生物教学与思考很重要。因此，进行观察时，几个人各自独立地进行观察是个好很重要。因此，进行观察时，几个人各自独立地进行观察是个好办法。办法。对事件的解释可能会有不同的想法，所以必须用实际证据来挑选对事件的解释可能会有不同的想法，所以必须用实际证据来挑选出哪一个想法确实出哪一个想法确实“有效有效”。某个可能的解释（假说）会提出一。某个可能的解释（假说）会提出一个或几
96、个因素，认为这个或这些因素可以解释某个现象。为了检个或几个因素，认为这个或这些因素可以解释某个现象。为了检验这个因素，需要改变这个因素，利用这个假说对变化后发生的验这个因素，需要改变这个因素，利用这个假说对变化后发生的现象作出预测，然后观察发生的现象，看是否有证据表明发生的现象作出预测，然后观察发生的现象，看是否有证据表明发生的现象与预测相符。如果结果与预测相符，又没有其他因素导致相现象与预测相符。如果结果与预测相符，又没有其他因素导致相同的结果，那么这个因素就被接受为当前对此现象最好的解释。同的结果，那么这个因素就被接受为当前对此现象最好的解释。但是，通常会存在几个相互影响的因素，每一个因素
97、的作用还可但是，通常会存在几个相互影响的因素，每一个因素的作用还可能是不确定的。能是不确定的。61基于大概念理念的高中生物教学与思考当一些因素不能用实验进行控制，如太阳系中行星的运动，在研当一些因素不能用实验进行控制，如太阳系中行星的运动，在研究某个现象时，可以在一段时间内选择几个时刻进行系统的观察。究某个现象时，可以在一段时间内选择几个时刻进行系统的观察。在观察到的数据中寻找模式，可能会揭示各因素之间的相关函数在观察到的数据中寻找模式，可能会揭示各因素之间的相关函数当一个因素变化时，另一些因素发生相应变化的规则。即使当一个因素变化时，另一些因素发生相应变化的规则。即使是包含有不能直接观察或进
98、行改变的特点，仍然可以使用相关函是包含有不能直接观察或进行改变的特点，仍然可以使用相关函数来提出某个基础的模型，这个模型可以用于预测。但是，相关数来提出某个基础的模型，这个模型可以用于预测。但是，相关函数通常不能作为这个因素就是变化起因的确定证据。然而，发函数通常不能作为这个因素就是变化起因的确定证据。然而，发现一个现象发生的起因并不意味着找到了这个现象发生的解释机现一个现象发生的起因并不意味着找到了这个现象发生的解释机理。解释机理需要基于科学原理建立关联模型。理。解释机理需要基于科学原理建立关联模型。对存在于过去的现象，如岩石的变化或物种的进化，也可以提出对存在于过去的现象，如岩石的变化或物
99、种的进化，也可以提出某种假说并进行检验。在这种情况下，如果所有的假说与所有已某种假说并进行检验。在这种情况下，如果所有的假说与所有已知事实和科学原理相吻合，它就是最好的可能性解释。知事实和科学原理相吻合，它就是最好的可能性解释。62基于大概念理念的高中生物教学与思考1212科学上给出的解释、理论和模科学上给出的解释、理论和模型都是在特定的时期内与事实最为型都是在特定的时期内与事实最为吻合的。吻合的。科学理论或模型代表了变量之间或某个系统中分量之间的关系。这些理论和模型必须与当时能获得的观察结果相吻合，并能提出可以被检测的预期。任何理论和模型都只在一定范围内有效，随着新的数据的获得，将会被修正，
100、即使根据新的数据所得到的预期与根据过去获得的数据得出的预期一致。对观察到现象的解释会各有所好，因此每一种模型都有它的强处和局限性。63基于大概念理念的高中生物教学与思考每个人都可以对自然界的事物提出问题，而且能做一定的努力来每个人都可以对自然界的事物提出问题，而且能做一定的努力来寻求答案，帮助理解发生了什么事。科学上通过一些系统的探究寻求答案，帮助理解发生了什么事。科学上通过一些系统的探究来完成上述工作，包括用观察或测量所研究目标的特征来收集数来完成上述工作，包括用观察或测量所研究目标的特征来收集数据或从其他来源获取数据。是否能得到某种有用的解释，取决于据或从其他来源获取数据。是否能得到某种有
101、用的解释，取决于能收集到怎样的数据，通常收集数据需要根据某种理论或假说对能收集到怎样的数据，通常收集数据需要根据某种理论或假说对可能发生的现象进行预测。可能发生的现象进行预测。为了有助于解释观察到的过程和事物发生的原因，科学家会提出为了有助于解释观察到的过程和事物发生的原因，科学家会提出一些模型，来体现他们对可能发生事物的思考。这些模型有时是一些模型，来体现他们对可能发生事物的思考。这些模型有时是物理模型，如太阳系的模型。在太阳系的模型中，用不同的物体物理模型，如太阳系的模型。在太阳系的模型中，用不同的物体来代表太阳、月亮、地球和其他行星。又如原子的模型，它体现来代表太阳、月亮、地球和其他行星
102、。又如原子的模型，它体现了对某个化合物中原子是如何排列的考虑。另外一种模型是理论了对某个化合物中原子是如何排列的考虑。另外一种模型是理论方面的，例如把光表征为波的运动，而且经常需要用数学公式来方面的，例如把光表征为波的运动，而且经常需要用数学公式来64基于大概念理念的高中生物教学与思考描绘一些关系。有些模型稳固地立足于理论之中，它在至今所遇描绘一些关系。有些模型稳固地立足于理论之中，它在至今所遇到的所有背景情况下都能有效，而没有发现有矛盾的情况。而另到的所有背景情况下都能有效，而没有发现有矛盾的情况。而另外一些模型是尝试性的，在未来可能会被改变。有时会提出不止外一些模型是尝试性的，在未来可能会
103、被改变。有时会提出不止一个可能的模型，哪一个更为合适，还缺乏证明；一个可能的模型，哪一个更为合适，还缺乏证明； 有时我们甚有时我们甚至还没有得到符合要求的解释模型。至还没有得到符合要求的解释模型。生成任何一种模型都需要对事物相互之间可能具有的联系进行想生成任何一种模型都需要对事物相互之间可能具有的联系进行想象的能力，以及运用已有知识的能力。这些能力提供了利用系统象的能力，以及运用已有知识的能力。这些能力提供了利用系统各个部分之间的关系来解释现象的方法。基于模型的推理意味着各个部分之间的关系来解释现象的方法。基于模型的推理意味着超越了直接观察到的结果，而将利用模型进行预测得出的结果与超越了直接观
104、察到的结果，而将利用模型进行预测得出的结果与观察到的结果相比较，可以证实推理和观察结果之间仍然保持着观察到的结果相比较，可以证实推理和观察结果之间仍然保持着联系。联系。65基于大概念理念的高中生物教学与思考用理论和模型来对发生某些变化后产生的效应进行预测，并观察用理论和模型来对发生某些变化后产生的效应进行预测，并观察这些预测是否被新收集到的数据所证实，是检验理论和模型的方这些预测是否被新收集到的数据所证实，是检验理论和模型的方法。一旦有新的数据被收集到，就需要进行解读，并尝试去解释法。一旦有新的数据被收集到，就需要进行解读，并尝试去解释发现的现象。解释并不会从数据中自行呈现，而是需要一个过程发
105、现的现象。解释并不会从数据中自行呈现，而是需要一个过程去生成。这个过程经常包含了直觉、想象和有依据的假设。去生成。这个过程经常包含了直觉、想象和有依据的假设。如果当前已有的想法和新的数据不能符合，那么该想法必须改变。如果当前已有的想法和新的数据不能符合，那么该想法必须改变。尽管有一些理论或模型是更为确定的，它们所作的预测已经确定尽管有一些理论或模型是更为确定的，它们所作的预测已经确定和观察到的结果是一致的，但是一种解释或理论不可能被证明是和观察到的结果是一致的，但是一种解释或理论不可能被证明是“正确的正确的”，因为总是可能有进一步获得的数据与它们发生冲突。，因为总是可能有进一步获得的数据与它们
106、发生冲突。因此，今天一些用于解释我们周围事物的科学概念，和我们过去因此，今天一些用于解释我们周围事物的科学概念，和我们过去所接受的不同，有些也很可能和未来的有差别。所接受的不同，有些也很可能和未来的有差别。66基于大概念理念的高中生物教学与思考1313科学发现的知识可以用于开发科学发现的知识可以用于开发技术和产品，为人类服务。技术和产品，为人类服务。科学概念运用于技术，可以使人类生活的各个方面产生显著的变化。技术上的进展又能进一步促进科学活动，帮助满足人类对自然界的好奇，增进对自然界的了解。在人类活动的某些领域里，技术会超前于科学概念的获得；而在另一些领域里，科学概念出现在技术应用之前。67基
107、于大概念理念的高中生物教学与思考技术有助于为人们提供所需的或能够使用的物品，例如食物、工技术有助于为人们提供所需的或能够使用的物品，例如食物、工具、衣物和居所。制作这些物品需要选择对特定应用具有最佳性具、衣物和居所。制作这些物品需要选择对特定应用具有最佳性能的材料。来源于植物和动物，或是来源于地球表层的材料已经能的材料。来源于植物和动物，或是来源于地球表层的材料已经被使用了数千年之久，而人造的材料，如塑料，仅仅是在被使用了数千年之久，而人造的材料，如塑料，仅仅是在2020世纪世纪初以后才被生产出来。这些人造的材料可以使它们具有我们所需初以后才被生产出来。这些人造的材料可以使它们具有我们所需要的
108、特性，以制造新的可以利用的产品。要的特性，以制造新的可以利用的产品。科学可以用于制造新的材料，这是一个说明科学知识如何能有助科学可以用于制造新的材料，这是一个说明科学知识如何能有助于推进技术进展的实例。科学运用于制造新的工具和机器，使得于推进技术进展的实例。科学运用于制造新的工具和机器，使得大批量生产能够得以实现，许多商品就可以为更多的人所使用。大批量生产能够得以实现，许多商品就可以为更多的人所使用。同时，通过改进观察和测量的仪器，将过于危险和耗时的过程实同时，通过改进观察和测量的仪器，将过于危险和耗时的过程实现自动化，特别是通过装备电脑，技术的进展也促进了科学的发现自动化，特别是通过装备电脑
109、，技术的进展也促进了科学的发展。技术的运用支持科学的发展，反过来科学进展了，又可以用展。技术的运用支持科学的发展，反过来科学进展了，又可以用68基于大概念理念的高中生物教学与思考于设计和制造供人们使用的物品。有的情况下，技术上的产物可于设计和制造供人们使用的物品。有的情况下，技术上的产物可以超前科学的理解而出现；而在另外的情况下，科学上的理解先以超前科学的理解而出现；而在另外的情况下，科学上的理解先行出现。行出现。对某些技术产品来说，既具有有利的一面，也有不利之处。虽然对某些技术产品来说，既具有有利的一面，也有不利之处。虽然某些人造材料的运用有助于减少对稀缺天然材料的需求，但是许某些人造材料的
110、运用有助于减少对稀缺天然材料的需求，但是许多新的材料不能像天然材料那样降解。废弃时就出现了废物处理多新的材料不能像天然材料那样降解。废弃时就出现了废物处理的问题。另外有些技术上的产品，例如移动电话和电脑，需要使的问题。另外有些技术上的产品，例如移动电话和电脑，需要使用一些金属。这些金属在地球上的存量很小，可能很快就会枯竭。用一些金属。这些金属在地球上的存量很小，可能很快就会枯竭。这些例子反映了一个普遍存在的间题，即需要循环使用材料，以这些例子反映了一个普遍存在的间题，即需要循环使用材料，以保护资源和减少污染。当对环境产生的负面作用影响到人类生存保护资源和减少污染。当对环境产生的负面作用影响到人
111、类生存的时候，科学家和技术人才需要合作，以了解问题和寻求解决的的时候，科学家和技术人才需要合作，以了解问题和寻求解决的方案。方案。69基于大概念理念的高中生物教学与思考1414科学的应用经常会对伦理、社科学的应用经常会对伦理、社会、经济和政治产生影响。会、经济和政治产生影响。科学知识应用于技术会产生许多创新。科学的特定应用是否与我们的愿望相符不是科学本身独自可以决定的，需要在伦理和道德上作出判断，例如，基于对人类安全以及对人和环境的影响作出判断。70基于大概念理念的高中生物教学与思考通过科学研究获得知识，使我们能够阐明自然界中的一些事物是通过科学研究获得知识，使我们能够阐明自然界中的一些事物是
112、如何运作的。这些知识常常可以用于改变或创造一些事物，以帮如何运作的。这些知识常常可以用于改变或创造一些事物，以帮助解决人类面对的间题。在过去的两个世纪里，这类技术上的解助解决人类面对的间题。在过去的两个世纪里，这类技术上的解决方案使世界上一些国家中许多人的生活和健康得到改善。清洁决方案使世界上一些国家中许多人的生活和健康得到改善。清洁的水源、充足的食物和医药方面的改进，使人的平均寿命得到增的水源、充足的食物和医药方面的改进，使人的平均寿命得到增加。同时，随之产生的人口增长加大了对资源，以及对用于扩大加。同时，随之产生的人口增长加大了对资源，以及对用于扩大食物生产、居住和废物处理所需地球面积的需
113、求。这些常常对发食物生产、居住和废物处理所需地球面积的需求。这些常常对发展中国家造成损坏，并且导致其他生物生存条件的恶化，引起了展中国家造成损坏，并且导致其他生物生存条件的恶化，引起了一些物种的灭绝。一些物种的灭绝。有许多例子可以说明技术进展如何产生了不希望发生的后果。改有许多例子可以说明技术进展如何产生了不希望发生的后果。改善交通，使其便捷，特别是航空，燃烧燃料产生二氧化碳，而二善交通，使其便捷，特别是航空，燃烧燃料产生二氧化碳，而二氧化碳是大气中存在的，通过温室效应保持地球温暖的几种气体氧化碳是大气中存在的，通过温室效应保持地球温暖的几种气体71基于大概念理念的高中生物教学与思考之一。在大
114、气中这些气体量的增加；会使地球温度升高。地球温之一。在大气中这些气体量的增加；会使地球温度升高。地球温度即便是少量的上升，也会通过极地冰山、海平面和气候模型的度即便是少量的上升，也会通过极地冰山、海平面和气候模型的变化而产生广泛的影响。在所有类似的情况下，如果已经了解到变化而产生广泛的影响。在所有类似的情况下，如果已经了解到有不利的后果，必须仔细地考虑在科学运用上有利因素和不利因有不利的后果，必须仔细地考虑在科学运用上有利因素和不利因素之间的权衡。素之间的权衡。科学研究可以帮助我们了解某些应用可能产生的影响。但是，有科学研究可以帮助我们了解某些应用可能产生的影响。但是，有关它们是否应该予以实施
115、的决策需要进行伦理和道德方面的判断，关它们是否应该予以实施的决策需要进行伦理和道德方面的判断，这些不是科学所能提供的。这里也需要考虑短缺资源的使用问题。这些不是科学所能提供的。这里也需要考虑短缺资源的使用问题。所有的创新都需要消耗某种资源，包括财力资源，所以当资源分所有的创新都需要消耗某种资源，包括财力资源，所以当资源分配有矛盾时，必须作出抉择。这种抉择，无论是在政府、地区还配有矛盾时，必须作出抉择。这种抉择，无论是在政府、地区还是在个人层面，都需要基于对科学概念以及所包含的技术原理的是在个人层面，都需要基于对科学概念以及所包含的技术原理的了解。了解。72基于大概念理念的高中生物教学与思考20
116、142014年年9 9月，由哈伦女士召集的同一组专家重新聚集在月，由哈伦女士召集的同一组专家重新聚集在会议原址召开第二次研讨会，出版了会议原址召开第二次研讨会，出版了以大概念的理念以大概念的理念进行科学教育进行科学教育一书。总结了近一书。总结了近5 5年来科技的新进展对年来科技的新进展对科学教育提出的新要求、科学教育研究取得的新成果以科学教育提出的新要求、科学教育研究取得的新成果以及成功的实践经验。该书在实证性科学研究的支持下，及成功的实践经验。该书在实证性科学研究的支持下，进一步明确了科学教育改革的方向，涉及了科学教育的进一步明确了科学教育改革的方向，涉及了科学教育的内容、学习方法、学生评价
117、、对教学过程的评估以及改内容、学习方法、学生评价、对教学过程的评估以及改进教师教育与培训等诸多方面的内容。进教师教育与培训等诸多方面的内容。73基于大概念理念的高中生物教学与思考以大概念的理念进行科学教育 英温英温 哈伦哈伦 编著编著韦韦钰钰 译译科学普及出版社科学普及出版社 2016.42016.474基于大概念理念的高中生物教学与思考科学教育的目的是培养知情的决策者，使学生具有进行正确决策科学教育的目的是培养知情的决策者，使学生具有进行正确决策的知识基础和能力。科学教育要培养学生在学校期间以及在毕业的知识基础和能力。科学教育要培养学生在学校期间以及在毕业以后继续前行的人生中，成为对自己生活
118、方式、生涯选择、事业以后继续前行的人生中，成为对自己生活方式、生涯选择、事业发展以及对事关环境、能源、科学技术应用、科学伦理等涉及社发展以及对事关环境、能源、科学技术应用、科学伦理等涉及社会经济发展的关键问题，作出知情、明智抉择的理性人。会经济发展的关键问题，作出知情、明智抉择的理性人。在学习内容上，科学教育不是给学生讲授一些零碎的、不连贯的在学习内容上，科学教育不是给学生讲授一些零碎的、不连贯的知识片段和堆积在一起的科学定律，而是需要围绕涉及重要科学知识片段和堆积在一起的科学定律，而是需要围绕涉及重要科学领域的有结构、有联系的科学核心概念和模型领域的有结构、有联系的科学核心概念和模型大概念来
119、进行大概念来进行学习。学生学习的这些科学大概念是有组织、有结构的科学知识学习。学生学习的这些科学大概念是有组织、有结构的科学知识和模型，它们能够解释较大范围内的一系列相关现象。不管学生和模型，它们能够解释较大范围内的一系列相关现象。不管学生将来是否进一步学习科学，是否直接从事科技工作，这些大概念将来是否进一步学习科学，是否直接从事科技工作，这些大概念对于他们理解所观察到的自然界以及依据科学知识参与那些影响对于他们理解所观察到的自然界以及依据科学知识参与那些影响自己和他人生活质量的决策都是十分必要的。自己和他人生活质量的决策都是十分必要的。科学大概念是有组织、有结构的科学知识和模型科学大概念是有
120、组织、有结构的科学知识和模型75基于大概念理念的高中生物教学与思考在学习方法上，不单单是探究，以大概念进行科学教育还强调整在学习方法上，不单单是探究，以大概念进行科学教育还强调整个基础教育阶段的科学学习过程是不可分割的，是趋向于整体目个基础教育阶段的科学学习过程是不可分割的，是趋向于整体目标不断上升的建构过程。学生从小开始就应该学习如何从周围的标不断上升的建构过程。学生从小开始就应该学习如何从周围的现象中抓住体现现象本质的问题进行探索，学习如何提出问题，现象中抓住体现现象本质的问题进行探索，学习如何提出问题，如何找寻解决问题的思路和方法，由易到难，由浅入深。让不同如何找寻解决问题的思路和方法，
121、由易到难，由浅入深。让不同年龄阶段围绕年龄阶段围绕1414个大概念的学习内容。学生从个大概念的学习内容。学生从5 5岁开始就学习如岁开始就学习如何探究，从可能不那么正确的想法开始，逐渐建构出科学大概念。何探究，从可能不那么正确的想法开始，逐渐建构出科学大概念。科学教育改革要取得实效必须将内容、方法和评测视为相互联系、科学教育改革要取得实效必须将内容、方法和评测视为相互联系、不可分割的整体，并认真实施下去，否则教育改革只会成为过场。不可分割的整体，并认真实施下去，否则教育改革只会成为过场。76基于大概念理念的高中生物教学与思考能否掌握概念和建立模型会影响决策判断能力和创新能力能否掌握概念和建立模
122、型会影响决策判断能力和创新能力以大概念理念进行科学教育能够从小培养学生的创新能力。创新以大概念理念进行科学教育能够从小培养学生的创新能力。创新是人类进行信息处理的一种基本能力。创新可以在不同的层次上是人类进行信息处理的一种基本能力。创新可以在不同的层次上发生，既有高水平创新，也有普通创新，前者只有极少数天才能发生，既有高水平创新，也有普通创新，前者只有极少数天才能够达到，后者是所有人都可以具有的能力。够达到，后者是所有人都可以具有的能力。创新思维的本质特征：创新思维的本质特征：创新思维是一种直觉，而不是一个逻辑推理的过程。创新思维是一种直觉，而不是一个逻辑推理的过程。创新思维过程需要特定情感的
123、伴随。创新思维过程需要特定情感的伴随。创新思维的产生需要有认知的基础：对一些基本概念的理解要进创新思维的产生需要有认知的基础：对一些基本概念的理解要进入潜意识即直觉中。入潜意识即直觉中。77基于大概念理念的高中生物教学与思考20022002年诺贝尔经济学奖获得者卡讷曼认为人决策行为有两类决年诺贝尔经济学奖获得者卡讷曼认为人决策行为有两类决策系统：直觉决策系统和推理决策系统，如下图所示策系统：直觉决策系统和推理决策系统，如下图所示78基于大概念理念的高中生物教学与思考直觉决策系统分成两种：一是依靠当时直接获得的感知来形成判直觉决策系统分成两种：一是依靠当时直接获得的感知来形成判断。儿童在做判断时
124、常常使用的是这种决策方式。如儿童会凭借断。儿童在做判断时常常使用的是这种决策方式。如儿童会凭借第一眼的印象，说你是坏人或你是好人。二是需要建立在已经获第一眼的印象，说你是坏人或你是好人。二是需要建立在已经获得的概念和模型之上，也就是需要有相应领域的知识积累，然后得的概念和模型之上，也就是需要有相应领域的知识积累，然后在一种激昂的或是特别沉浸的情绪状态下，依靠直觉来进行决策。在一种激昂的或是特别沉浸的情绪状态下，依靠直觉来进行决策。这类决策过程是快速、平行、自动的处理过程，常常需要启动联这类决策过程是快速、平行、自动的处理过程，常常需要启动联想思维，而不是依靠有意识的搜寻。这个过程通常也是不明晰
125、的。想思维，而不是依靠有意识的搜寻。这个过程通常也是不明晰的。专家在判断他熟悉的专业问题时，便会启动这种直觉的决策过程。专家在判断他熟悉的专业问题时，便会启动这种直觉的决策过程。创新思维常常是一种直觉的思维过程，有时也称之为灵感。创新思维常常是一种直觉的思维过程，有时也称之为灵感。推理决策系统是一个较慢的、串联的、可控的、费力的、有规则推理决策系统是一个较慢的、串联的、可控的、费力的、有规则可循的过程。这个过程是可以训练的，比如我们学习概念和模型可循的过程。这个过程是可以训练的，比如我们学习概念和模型的过程就是启动推理决策系统。的过程就是启动推理决策系统。79基于大概念理念的高中生物教学与思考
126、专家要比生手善于解决问题的原因：专家要比生手善于解决问题的原因：1.1.专家具有他们所熟悉领域的知识，而且能够把这些知识和周围的专家具有他们所熟悉领域的知识，而且能够把这些知识和周围的实际事件相联系，有过找出问题症结和解决问题的训练。实际事件相联系，有过找出问题症结和解决问题的训练。2.2.专家所具有的知识是有组织的，也就是说有清晰的概念和表达概专家所具有的知识是有组织的，也就是说有清晰的概念和表达概念之间联系的认知模型。念之间联系的认知模型。3.3.专家对自己的认知和决策过程能够监测，具有反思和元认知的能专家对自己的认知和决策过程能够监测，具有反思和元认知的能力。力。80基于大概念理念的高中
127、生物教学与思考三、小学科学（生物）的大概念1 1地球上生活着不同种类的植物和动物地球上生活着不同种类的植物和动物1.11.1生物具有区别于非生物的特征。生物具有区别于非生物的特征。1.21.2地球上存在不同的动物，不同的动物具有许多不同的特征，同地球上存在不同的动物，不同的动物具有许多不同的特征，同一种动物也存在个体差异。一种动物也存在个体差异。1.31.3地球上存在不同的植物，不同的植物具有许多不同的特征，同地球上存在不同的植物，不同的植物具有许多不同的特征，同一种植物也存在个体差异。一种植物也存在个体差异。1.41.4细胞是生物体的基本组成单位。细胞是生物体的基本组成单位。2 2植物能适应
128、环境，可制造和获取养分来维持自身的生植物能适应环境，可制造和获取养分来维持自身的生存存2.12.1植物具有获取和制造养分的结构。植物具有获取和制造养分的结构。2.22.2植物的一生会经历不同的发展阶段，其外部形态结构也会发生植物的一生会经历不同的发展阶段，其外部形态结构也会发生相应的变化。相应的变化。2.32.3植物能够适应其所在的环境。植物能够适应其所在的环境。81基于大概念理念的高中生物教学与思考3 3动物能适应环境，通过获取植物和其他动物的养分来动物能适应环境，通过获取植物和其他动物的养分来维持生存维持生存3.13.1动物通过不同的器官感知环境。动物通过不同的器官感知环境。3.23.2动
129、物能够适应季节的变化。动物能够适应季节的变化。3.33.3动物的行为能够适应环境的变化。动物的行为能够适应环境的变化。4 4人体由多个系统组成，分工配合，共同维持人体生存人体由多个系统组成，分工配合，共同维持人体生存4.14.1人体有感知各种环境刺激的结构。人体有感知各种环境刺激的结构。4.24.2人体具有进行各种生命活动所需的结构。人体具有进行各种生命活动所需的结构。4.34.3人脑具有高级功能，能够指挥人的行动，产生思想和情感，进人脑具有高级功能，能够指挥人的行动，产生思想和情感，进行认知和决策。行认知和决策。4.44.4脑需要被保护。脑需要被保护。4.54.5生活习惯和生存环境会对人体产
130、生一定影响。生活习惯和生存环境会对人体产生一定影响。82基于大概念理念的高中生物教学与思考5 5植物和动物都能繁殖后代，使它们得以世代相传植物和动物都能繁殖后代，使它们得以世代相传5.15.1生物有生有死；从生到死的过程中，有不同的发展阶段。生物有生有死；从生到死的过程中，有不同的发展阶段。5.25.2生物繁殖后代的方式有多种。生物繁殖后代的方式有多种。5.35.3生物体的后代与亲代非常相似，但也有一些细微的不同。生物体的后代与亲代非常相似，但也有一些细微的不同。5.45.4当环境发生改变时，生物体间的微小差别可能会影响到生物的当环境发生改变时，生物体间的微小差别可能会影响到生物的生存和繁殖。
131、生存和繁殖。5.55.5有些曾经生活在地球上的植物和动物现在已不复存在，不过有有些曾经生活在地球上的植物和动物现在已不复存在，不过有些现今存活的生物与它们具有相似之处。些现今存活的生物与它们具有相似之处。83基于大概念理念的高中生物教学与思考6 6动植物之间、动植物与环境之间存在着相互依存的关动植物之间、动植物与环境之间存在着相互依存的关系系6.16.1动物和植物都有基本需要，如空气和水；动物还需要食物，植动物和植物都有基本需要，如空气和水；动物还需要食物，植物还需要光。栖息地能满足生物的基本需要。物还需要光。栖息地能满足生物的基本需要。6.26.2动物的生存依赖于植物，一些动物吃其他动物。动
132、物的生存依赖于植物，一些动物吃其他动物。6.36.3动物会给植物的生存带来好处或坏处。动物会给植物的生存带来好处或坏处。6.46.4自然或人为干扰能引起生物栖息地的改变，这种改变对于生活自然或人为干扰能引起生物栖息地的改变，这种改变对于生活在该地的植物和动物种类、数量可能产生影响。在该地的植物和动物种类、数量可能产生影响。84基于大概念理念的高中生物教学与思考四、初中生物的大概念1.1.科学探究科学探究 科学探究是人们获取科学知识、认识世界的重要途径。科学探究是人们获取科学知识、认识世界的重要途径。 提出问题是科学探究的前提，解决科学问题常常需要作出假设。提出问题是科学探究的前提，解决科学问题
133、常常需要作出假设。 科学探究需要通过观察和实验等多种途径来获得事实和证据。设科学探究需要通过观察和实验等多种途径来获得事实和证据。设置对照实验，控制单一变量，增加重复次数等是提高实验结果可置对照实验，控制单一变量，增加重复次数等是提高实验结果可靠性的重要途径。靠性的重要途径。 科学探究既需要观察和实验，又需要对证据、数据等进行分析和科学探究既需要观察和实验，又需要对证据、数据等进行分析和判断。判断。 科学探究需要利用多种方式呈现证据、数据，如采用文宇、图表科学探究需要利用多种方式呈现证据、数据，如采用文宇、图表等方式来表述结果，需要与他人交流和合作。等方式来表述结果，需要与他人交流和合作。85
134、基于大概念理念的高中生物教学与思考2.2.生物体的结构层次生物体的结构层次 细胞是生物体结构和功能的基本单位。细胞是生物体结构和功能的基本单位。 动物细胞、植物细胞都具有细胞膜、细胞质、细胞棱和线粒体等动物细胞、植物细胞都具有细胞膜、细胞质、细胞棱和线粒体等结构，以进行生命活动。结构，以进行生命活动。 相比于动物细胞，植物细胞具有特殊的细胞结构，倒如叶绿体和相比于动物细胞，植物细胞具有特殊的细胞结构，倒如叶绿体和细胞壁。细胞壁。 细胞能进行分裂、分化，以生成更多的不同种类的细胞用于生物细胞能进行分裂、分化，以生成更多的不同种类的细胞用于生物体的生长、发育和生殖。体的生长、发育和生殖。 一些生物
135、由单细胞构成，一些生物由多细胞组成。一些生物由单细胞构成，一些生物由多细胞组成。 多细胞生物体具有一定的结构层次，包括细胞、组织、器官（系多细胞生物体具有一定的结构层次，包括细胞、组织、器官（系统）和生物个体。统）和生物个体。86基于大概念理念的高中生物教学与思考3.3.生物与环境生物与环境 生物与环境相互依赖、相互影响。生物与环境相互依赖、相互影响。 一个生态系统包括一定区域内的所有的植物、动物、一个生态系统包括一定区域内的所有的植物、动物、微生物以及非生物环境。微生物以及非生物环境。 依据生物在生态系统中的不同作用，一般可分为生产者、消费者依据生物在生态系统中的不同作用，一般可分为生产者、
136、消费者和分解者。和分解者。 生产者通过光合作用把太阳能（光能）转化为化学能，然后通过生产者通过光合作用把太阳能（光能）转化为化学能，然后通过食物链（网）传给消费者、分解者，在这个过程中进行着物质循食物链（网）传给消费者、分解者，在这个过程中进行着物质循环和能量流动。环和能量流动。 生物圈是最大的生态系统。生物圈是最大的生态系统。87基于大概念理念的高中生物教学与思考4.4.生物圈中的绿色植物生物圈中的绿色植物 植物的生存需要阳光、水、空气和无机盐等条件。植物的生存需要阳光、水、空气和无机盐等条件。 绿色开花植物的生命周期包括种子萌发、生长、开花、结果与死绿色开花植物的生命周期包括种子萌发、生长
137、、开花、结果与死亡等阶段。亡等阶段。 绿色植物能利用太阳能（光能），把二氧化碳和水合成贮存了能绿色植物能利用太阳能（光能），把二氧化碳和水合成贮存了能量的有机物，同时释放氧气。量的有机物，同时释放氧气。 在生物体内，细胞能通过分解糖类等获得能量，同时生成二氧化在生物体内，细胞能通过分解糖类等获得能量，同时生成二氧化碳和水。碳和水。 植物在生态系统中扮演重要角色，它能制造有机物和氧气；为动植物在生态系统中扮演重要角色，它能制造有机物和氧气；为动物提供栖息场所；保持水土；为人类提供许多可利用的资源。物提供栖息场所；保持水土；为人类提供许多可利用的资源。88基于大概念理念的高中生物教学与思考5.5.
138、生物圈中的人生物圈中的人 人体的组织、器官和系统的正常工作为细胞提供了相对稳定的生人体的组织、器官和系统的正常工作为细胞提供了相对稳定的生存条件，包括营养、氧气等以及排除废物。存条件，包括营养、氧气等以及排除废物。 消化系统包括口腔、食道、胃、小脑、肝、胰、大消化系统包括口腔、食道、胃、小脑、肝、胰、大【1616】肠和肛肠和肛门，其主要功能是从食物中获取营养物质，以备运输到身体的所门，其主要功能是从食物中获取营养物质，以备运输到身体的所有细胞中。有细胞中。 呼吸系统包括呼吸道和肺，其功能是从大气中摄取代谢所需要的呼吸系统包括呼吸道和肺，其功能是从大气中摄取代谢所需要的氧气，排出代谢所产生的二氧
139、化碳。氧气，排出代谢所产生的二氧化碳。 血液循环系统包括心脏、动脉、静脉、毛细血管和血液，其功能血液循环系统包括心脏、动脉、静脉、毛细血管和血液，其功能是运输氧气、二氧化碳、营养物质、废物和激素等物质。是运输氧气、二氧化碳、营养物质、废物和激素等物质。 泌尿系统包括肾脏、输尿管、膀胱和尿道，其功能是排除废物和泌尿系统包括肾脏、输尿管、膀胱和尿道，其功能是排除废物和多余的水。多余的水。 神经系统和内分泌系统调节人体对环境变化的反应及生长、发育、神经系统和内分泌系统调节人体对环境变化的反应及生长、发育、生殖等生命活动。生殖等生命活动。 人体各个系统相互联系、相互协调，以完成生命活动。人体各个系统相
140、互联系、相互协调，以完成生命活动。 人类的活动对生物固有重要的影响。人类的活动对生物固有重要的影响。89基于大概念理念的高中生物教学与思考6.6.动物的运动和行为动物的运动和行为 动物因逃避敌害、争夺食物和栖息地、完成繁殖所进行的运动，动物因逃避敌害、争夺食物和栖息地、完成繁殖所进行的运动，是在神经系统和内分泌系统的调节下，由骨骼和肌肉共同完成的。是在神经系统和内分泌系统的调节下，由骨骼和肌肉共同完成的。 动物的行为使其能适应环境的变化，提高其存活和繁殖的机会。动物的行为使其能适应环境的变化，提高其存活和繁殖的机会。 动物的行为由先天遗传或后天学习而获得。动物的行为由先天遗传或后天学习而获得。
141、90基于大概念理念的高中生物教学与思考7.7.生物的生殖、发育与遗传生物的生殖、发育与遗传 人体的生殖系统可以产生两性生殖细胞，通过受精作用产生新的人体的生殖系统可以产生两性生殖细胞，通过受精作用产生新的个体；其分泌的性激素对第二性征的发育和维持具有重要作用。个体；其分泌的性激素对第二性征的发育和维持具有重要作用。 不同动物发育的方式可能不同。有些动物的幼体与成体形态相似，不同动物发育的方式可能不同。有些动物的幼体与成体形态相似，有些动物的幼体与成体形志差别很大。有些动物的幼体与成体形志差别很大。 生物能以不同的方式将遗传信息传递给后代。一些进行无性生殖，生物能以不同的方式将遗传信息传递给后代
142、。一些进行无性生殖，后代的遗传信息来自同一亲本；一些进行有性生殖，后代的遗传后代的遗传信息来自同一亲本；一些进行有性生殖，后代的遗传信息可来自不同亲本。信息可来自不同亲本。 DNADNA是主要的遗传物质。基因是包含遗传信息的是主要的遗传物质。基因是包含遗传信息的DNADNA片段，它们片段，它们位于细胞的染色体上。位于细胞的染色体上。 遗传性状是由基因控制的，基因携带的遗传信息是可以改变的。遗传性状是由基因控制的，基因携带的遗传信息是可以改变的。91基于大概念理念的高中生物教学与思考8.8.生物的多样性生物的多样性 地球上生活着各种各样的生物，可以根据特征将生物进行分类。地球上生活着各种各样的生
143、物，可以根据特征将生物进行分类。 为了科学地将生物进行分类，弄清生物之间的亲缘关系，生物学为了科学地将生物进行分类，弄清生物之间的亲缘关系，生物学家根据生物之间的相似程度，把它们划分为界、门、纲、目、科、家根据生物之间的相似程度，把它们划分为界、门、纲、目、科、属、种等不同等级。属、种等不同等级。“种种”是最基本的分类单位。是最基本的分类单位。 不同类群的生物各有其特征，在生物圈中具有不同的作用，保护不同类群的生物各有其特征，在生物圈中具有不同的作用，保护生物的多样性极为重要。生物的多样性极为重要。 地质学、化石记录、解剖学等从不同方面为进化理论提供证据。地质学、化石记录、解剖学等从不同方面为
144、进化理论提供证据。 生物的遗传变异和环境因素的共同作用，导致了生物的进化。生物的遗传变异和环境因素的共同作用，导致了生物的进化。92基于大概念理念的高中生物教学与思考9.9.生物技术生物技术 微生物通常包括病毒、细菌、真菌等类群。微生物通常包括病毒、细菌、真菌等类群。 发酵技术利用了微生物的特性，通过一定的操作过程生产相应发酵技术利用了微生物的特性，通过一定的操作过程生产相应的产品。的产品。 现代生物技术（克隆、转基因技术等）已被用于生产实践，并现代生物技术（克隆、转基因技术等）已被用于生产实践，并对个人、社会和环境具有影响。对个人、社会和环境具有影响。93基于大概念理念的高中生物教学与思考1
145、0.10.健康地生活健康地生活 青春期生理和心理均出现一系列变化，青春期的生理、心理健康青春期生理和心理均出现一系列变化，青春期的生理、心理健康状态影响青少年的成长。状态影响青少年的成长。 按照是否有传染性，可将疾病分为传染性疾病和非传染性疾病。按照是否有传染性，可将疾病分为传染性疾病和非传染性疾病。 免疫系统可抵抗能引起疾病的微生物、异己物质等。它包括免疫免疫系统可抵抗能引起疾病的微生物、异己物质等。它包括免疫器官、免疫细胞和免疫物质。器官、免疫细胞和免疫物质。 个人的生活习惯与行为选择能对一生的健康产生积极或消极影响。个人的生活习惯与行为选择能对一生的健康产生积极或消极影响。 了解基本的急
146、救方法，能减少伤害或挽救生命。了解基本的急救方法，能减少伤害或挽救生命。94基于大概念理念的高中生物教学与思考五、高中生物的核心概念1.1.细胞是最基本的生命系统，生命系统既有统一性，又有多样性。细胞是最基本的生命系统，生命系统既有统一性，又有多样性。2.2.细胞是由物质分子组成的，不同的物质承担不同的作用细胞是由物质分子组成的，不同的物质承担不同的作用3.3.细胞是物质分子的有机结合体，细胞的各种结构既分工又合作。细胞是物质分子的有机结合体，细胞的各种结构既分工又合作。4.4.细胞的生命活动需要物质和能量的推动。细胞的生命活动需要物质和能量的推动。5.5.细胞有一个发生、发展、变化的过程，甚
147、至还能够发育成一个新细胞有一个发生、发展、变化的过程，甚至还能够发育成一个新的个体（即细胞具有全能性）。的个体（即细胞具有全能性）。6.6.性状遗传是基因传递的结果，而且这种传递是有规律的性状遗传是基因传递的结果，而且这种传递是有规律的7.7.基因在染色体上。基因在染色体上。95基于大概念理念的高中生物教学与思考8.DNA8.DNA是遗传物质，遗传信息的传递是通过是遗传物质，遗传信息的传递是通过DNADNA复制实现的复制实现的9.9.遗传信息的表达是通过转录和翻译实现的。遗传信息的表达是通过转录和翻译实现的。10.10.可遗传的变异是遗传物质改变的结果。可遗传的变异是遗传物质改变的结果。11.
148、11.生物的进化是在自然选择作用下种群基因频率定向改变的结果。生物的进化是在自然选择作用下种群基因频率定向改变的结果。12.12.植物生命活动受多种植物激素的调节。植物生命活动受多种植物激素的调节。13.13.人体内的细胞需要相对稳定的生存环境（内环境）。人体内的细胞需要相对稳定的生存环境（内环境）。14.14.高等动物和人体的稳态是通过体液调节、神经调节和免疫调节高等动物和人体的稳态是通过体液调节、神经调节和免疫调节实现的。实现的。15.15.具有复杂结构的生态系统可以通过能量流动、物质循环和信息具有复杂结构的生态系统可以通过能量流动、物质循环和信息交流实现其相对稳定。交流实现其相对稳定。9
149、6基于大概念理念的高中生物教学与思考六、高中生物学中的大概念必修1分子与细胞1细胞是生物体结构与生命活动的基本单位1.11.1细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重脂质、蛋白质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子。要的生物大分子。1.21.2细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动。生命活动。1.31.3各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有所差异。所差异。97基
150、于大概念理念的高中生物教学与思考2细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖2.12.1物质通过被动运输或主动运输方式进出细胞，以维持物质通过被动运输或主动运输方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动。细胞的正常代谢活动。2.22.2细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域。细胞的特定区域。2.32.3细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡等生命进程。程。98基于大概念理念的高中生物教学与思考必修2遗传与进化3遗传信息控制生物性状，并代代相传3.13.1亲代传递给子代的遗传信息主
151、要编码在亲代传递给子代的遗传信息主要编码在 DNADNA分子上。分子上。 3.23.2有性生殖中基因的分离和重组导致双亲后代的基因组有性生殖中基因的分离和重组导致双亲后代的基因组合有多种可能。合有多种可能。3.33.3由突变和基因重组引起的变异是可以遗传的。由突变和基因重组引起的变异是可以遗传的。99基于大概念理念的高中生物教学与思考4生物的多样性和适应性是进化的结果4.14.1地球上的现存物种丰富多样，它们来自共同祖先。地球上的现存物种丰富多样，它们来自共同祖先。4.24.2适应是自然选择的结果。适应是自然选择的结果。4.34.3生物多样性为人类生存提供资源与适宜环境。生物多样性为人类生存提
152、供资源与适宜环境。100基于大概念理念的高中生物教学与思考选修模块选修模块11稳态与调节稳态与调节11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生命活动，并通过一定的调节机制保持稳态1.11.1内环境为机体细胞提供适宜的生存环境，机体细胞通过内环境内环境为机体细胞提供适宜的生存环境，机体细胞通过内环境与外界环境进行物质交换与外界环境进行物质交换1.21.2内环境的变化会引发机体的自动调节，以维持内环境的稳态内环境的变化会引发机体的自动调节，以维持内环境的稳态1.31.3神经系统能够及时感
153、知机体内、外环境的变化，并作出反应调神经系统能够及时感知机体内、外环境的变化，并作出反应调控各器官、系统的活动，实现机体稳态控各器官、系统的活动，实现机体稳态1.41.4内分泌系统产生的多种类型的激素，通过体液传送而发挥调节内分泌系统产生的多种类型的激素，通过体液传送而发挥调节作用，实现机体稳态作用，实现机体稳态1.51.5免疫系统能够抵御病原体的侵袭，识别并清除机体内衰老、死免疫系统能够抵御病原体的侵袭，识别并清除机体内衰老、死亡或异常的细胞，实现机体稳态亡或异常的细胞，实现机体稳态1.61.6植物生命活动受到多种因素的调节，其中最重要的是植物激素植物生命活动受到多种因素的调节，其中最重要的
154、是植物激素的调节的调节101基于大概念理念的高中生物教学与思考选修模块2生物与环境22组成生态系统的生物成分与非生物成分相互影响，共组成生态系统的生物成分与非生物成分相互影响，共同实现系统的物质循环、能量流动和信息传递，生态系同实现系统的物质循环、能量流动和信息传递，生态系统通过自我调节保持相对稳定的状态统通过自我调节保持相对稳定的状态2.12.1不同种群的生物在长期适应环境和彼此相互适应的过程中形成不同种群的生物在长期适应环境和彼此相互适应的过程中形成动态的生物群落动态的生物群落2.22.2生物群落与非生物的环境因素相互作用形成多样化的生态系统，生物群落与非生物的环境因素相互作用形成多样化的
155、生态系统，完成物质循环、能量流动和信息传递完成物质循环、能量流动和信息传递2.32.3生态系统通过自我调节作用抵御和消除一定限度的外来干扰，生态系统通过自我调节作用抵御和消除一定限度的外来干扰，保持或恢复自身结构和功能的相对稳定保持或恢复自身结构和功能的相对稳定2.42.4人类活动对生态系统的动态平衡有着深远的影响，保护生态环人类活动对生态系统的动态平衡有着深远的影响，保护生态环境是人类生存和可持续发展的必要条件境是人类生存和可持续发展的必要条件102基于大概念理念的高中生物教学与思考选修模块选修模块33生物技术与工程生物技术与工程概念概念33发酵工程利用微生物的特定功能规模化生产对人类有用的
156、产发酵工程利用微生物的特定功能规模化生产对人类有用的产品品3.13.1获得纯净的微生物培养物，是发酵工程的基础获得纯净的微生物培养物，是发酵工程的基础3.23.2发酵工程为人类提供多样的生物产品发酵工程为人类提供多样的生物产品概念概念44细胞工程通过细胞水平上的操作，获得有用的生物体或其产细胞工程通过细胞水平上的操作，获得有用的生物体或其产品品4.14.1植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术4.24.2动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等技术用等技术4.34.3对动物早期
157、胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体103基于大概念理念的高中生物教学与思考概念概念55基因工程赋予生物新的遗传特性基因工程赋予生物新的遗传特性5.15.1基因工程是一种重组基因工程是一种重组 DNADNA技术技术5.25.2蛋白质工程是基因工程的延伸蛋白质工程是基因工程的延伸概念概念66生物技术安全与伦理是当今社会必须面对的话题生物技术安全与伦理是当今社会必须面对的话题6.16.1转基因产品的安全性引发社会的广泛关注转基因产品的安全性引发社会的广泛关注6.26.2中国禁止生殖性克隆人中国禁止生殖性克隆人6.36.3世界范围内应全面禁止
158、生物武器世界范围内应全面禁止生物武器104基于大概念理念的高中生物教学与思考七、以大概念的理念进行教学（一）科学课程有效教学法的特征1.1.探究意味着学生是通过他们亲自参加探查来发展自己的探究意味着学生是通过他们亲自参加探查来发展自己的理解，在这个过程中，他们收集和运用数据来检验想法，理解，在这个过程中，他们收集和运用数据来检验想法，并找到能最好地解释他们所发现的现象的概念。数据可并找到能最好地解释他们所发现的现象的概念。数据可以是来自直接动手操作材料，观察现象，也可以是运用以是来自直接动手操作材料，观察现象，也可以是运用第二手的资源，包括书籍、互联网和向别人询问。在解第二手的资源，包括书籍、
159、互联网和向别人询问。在解释数据以提供实证来检测想法时，应包含学生之间、学释数据以提供实证来检测想法时，应包含学生之间、学生与教师之间的辩论以及查证专家的意见。毫无疑问，生与教师之间的辩论以及查证专家的意见。毫无疑问，在所有这些过程中，学生是以科学家发展理解的类似方在所有这些过程中，学生是以科学家发展理解的类似方式参与活动的。有意识地组织这些活动，学生将会形成式参与活动的。有意识地组织这些活动，学生将会形成他们对科学本身的概念。他们对科学本身的概念。105基于大概念理念的高中生物教学与思考2.2.建构主义意味着有意识地发掘学生与所研究的现象与建构主义意味着有意识地发掘学生与所研究的现象与事件有关
160、的，已有的概念、技能和态度，并运用这些信事件有关的，已有的概念、技能和态度，并运用这些信息来帮助进一步地学习。它承认，学生是发展和改变他息来帮助进一步地学习。它承认，学生是发展和改变他们概念的参与者，在实践中，帮助学生来获得不同的想们概念的参与者，在实践中，帮助学生来获得不同的想法可能比他们自发去解释周围的世界更为有效。获得不法可能比他们自发去解释周围的世界更为有效。获得不同想法的最好来源是对其他不同的想法进行讨论，而不同想法的最好来源是对其他不同的想法进行讨论，而不是期待学生个别的去独自发展他们的概念（个体的建构）是期待学生个别的去独自发展他们的概念（个体的建构）。鼓励讨论和辩论，以社会交往
161、的形式来发展概念将更。鼓励讨论和辩论，以社会交往的形式来发展概念将更富有成效。对想法的交流和辩论过程将有助于学生在重富有成效。对想法的交流和辩论过程将有助于学生在重构他们自己的概念时考虑到其他人的意见。构他们自己的概念时考虑到其他人的意见。106基于大概念理念的高中生物教学与思考3.3.形成性评测是一个周期性连续的过程，它不断将有关学形成性评测是一个周期性连续的过程，它不断将有关学生想法和技能的信息即时地提供给教学过程，并促进学生想法和技能的信息即时地提供给教学过程，并促进学生主动参与学习。它涉及在学习过程中收集有关学习情生主动参与学习。它涉及在学习过程中收集有关学习情况的实证，根据对课程设置
162、目标进展的要求来解读这些况的实证，根据对课程设置目标进展的要求来解读这些实证，确定适当的下一步的步骤以及作出如何实现它的实证，确定适当的下一步的步骤以及作出如何实现它的决策。向教师和学生提供反馈信息，可以在教学和学习决策。向教师和学生提供反馈信息，可以在教学和学习过程中保证学习进展是伴随着理勰而进行的。能使学生过程中保证学习进展是伴随着理勰而进行的。能使学生获得他们自己学习的主动权也是很关键的，这是真正理获得他们自己学习的主动权也是很关键的，这是真正理解的关键特征之一。主动权的获得需要学生知道课程的解的关键特征之一。主动权的获得需要学生知道课程的目标和所运用的评定质量的标准，以使他们自己能估计
163、目标和所运用的评定质量的标准，以使他们自己能估计目前对于目标来说已经达到的程度。这就使他们能与教目前对于目标来说已经达到的程度。这就使他们能与教师一起确定下一步的学习，并为达到目标的进展负起一师一起确定下一步的学习，并为达到目标的进展负起一定的责任。定的责任。107基于大概念理念的高中生物教学与思考（二）以大概念的理念进行教学（二）以大概念的理念进行教学 教师以和学生年龄和发展相适应的方式，安排更多的时间来让学教师以和学生年龄和发展相适应的方式，安排更多的时间来让学生深入地研究某些物体、事件或现象。对教师和任何其他旁观者生深入地研究某些物体、事件或现象。对教师和任何其他旁观者来说，应该都能看到
164、所选择的研究课题和一个或多个大概念之间来说，应该都能看到所选择的研究课题和一个或多个大概念之间的清晰联系的清晰联系 它们能够成就在发展大概念过程中某个阶段上理解。它们能够成就在发展大概念过程中某个阶段上理解。教师应能够阐明儿童参与活动所发展的概念和大概念的关系以及教师应能够阐明儿童参与活动所发展的概念和大概念的关系以及证明时间是用于发展概念了。证明时间是用于发展概念了。 教师将让学生了解他们在课堂探究活动中涉及的概念是如何与他教师将让学生了解他们在课堂探究活动中涉及的概念是如何与他们日常生活中的事件相联系的。教师将帮助学生认识到新的经验们日常生活中的事件相联系的。教师将帮助学生认识到新的经验和
165、原有经验的联系，新的概念和原有概念的联系。对这些联系的和原有经验的联系，新的概念和原有概念的联系。对这些联系的认识会使学习科学成为一种使人激动的经历。认识会使学习科学成为一种使人激动的经历。108基于大概念理念的高中生物教学与思考 教师有意识地将学生的理解建构到大概念，因而可以确保学生获教师有意识地将学生的理解建构到大概念，因而可以确保学生获得关于世界的图像不是一些相互无关的断言的集合体，而是一些得关于世界的图像不是一些相互无关的断言的集合体，而是一些相互有联系的组件，不建立这样的联系和认识到概念的连贯性，相互有联系的组件，不建立这样的联系和认识到概念的连贯性，科学将被分割成碎片，正如一所房子
166、不是由一堆砖头堆起来的，科学将被分割成碎片，正如一所房子不是由一堆砖头堆起来的，科学也不是由一些相互孤立的事实堆砌的。科学也不是由一些相互孤立的事实堆砌的。 通过对现代科学研究的讨论，学生会认识到科学概念的普适性，通过对现代科学研究的讨论，学生会认识到科学概念的普适性，科学概念可以运用于理解非常大尺度的现象和很小尺度的现象。科学概念可以运用于理解非常大尺度的现象和很小尺度的现象。 教师应帮助学生决定如何收集数据和解释数据，以及用它们作为教师应帮助学生决定如何收集数据和解释数据，以及用它们作为证据，以回答他们的问题。通过对他们自己和他人探究的讨论，证据，以回答他们的问题。通过对他们自己和他人探究
167、的讨论，以及列举科学家是如何检验设想的，可以提高学生对科学过程的以及列举科学家是如何检验设想的，可以提高学生对科学过程的认识。认识。 对科学史上一些事件的讨论，可以用来展示历史上在发展概念的对科学史上一些事件的讨论，可以用来展示历史上在发展概念的过程中证据被正确和错误使用的例子，以及说明技术的进展如何过程中证据被正确和错误使用的例子，以及说明技术的进展如何支持科学的理解，反之亦然。支持科学的理解，反之亦然。109基于大概念理念的高中生物教学与思考（一）科学教育中知识结构体系图（一）科学教育中知识结构体系图该体系由该体系由4 4个层级组成，呈现了从个层级组成，呈现了从知觉感受开始，逐级进阶，直至
168、知觉感受开始，逐级进阶，直至核心概念和科学主题形成的过程。核心概念和科学主题形成的过程。层级越高，统摄性越强。层级越高，统摄性越强。科学主题位于结构体系的最高层科学主题位于结构体系的最高层级，它揭示科学知识的本质属性级，它揭示科学知识的本质属性及其相互联系，能够将不同学科、及其相互联系，能够将不同学科、不同分支的信息片段按照逻辑关不同分支的信息片段按照逻辑关系整合成普适的、具有内聚力的系整合成普适的、具有内聚力的结构体系。结构体系。八、核心概念的教学110基于大概念理念的高中生物教学与思考111基于大概念理念的高中生物教学与思考（二）什么是核心概念（二）什么是核心概念 在科学上概念的形成需要在
169、大量事实和现象的基础上经过缜密的在科学上概念的形成需要在大量事实和现象的基础上经过缜密的思考和严谨的逻辑推理，找到现象之间的模式和联系，并将零散思考和严谨的逻辑推理，找到现象之间的模式和联系，并将零散的事实组合成相互关联的整体，形成有意义的逻辑结构，即概念。的事实组合成相互关联的整体，形成有意义的逻辑结构，即概念。科学课程是由概念和原理组合而成的，它们构成了学科的主干结科学课程是由概念和原理组合而成的，它们构成了学科的主干结构，应该能够代表现代科学的图景，它们被称为核心概念。构，应该能够代表现代科学的图景，它们被称为核心概念。诃德：科学课程是由概念和原理组合而成的，它们构成了学科的诃德：科学课
170、程是由概念和原理组合而成的，它们构成了学科的主干结构，应该能够代表现代科学的图景，它们被称为核心概念。主干结构，应该能够代表现代科学的图景，它们被称为核心概念。费德恩：核心概念是学生在忘记具体知识内容后仍然能继续使用费德恩：核心概念是学生在忘记具体知识内容后仍然能继续使用的知识，他主张应该将核心概念清晰地呈现给学生。的知识，他主张应该将核心概念清晰地呈现给学生。艾里克森：提高学业标准不是要求掌握更多的事实性知识，而是艾里克森：提高学业标准不是要求掌握更多的事实性知识，而是要求提升思维能力。因此，选取教学内容时应该围绕核心概念来要求提升思维能力。因此，选取教学内容时应该围绕核心概念来进行。核心概
171、念是具有超越课堂之外的持久价值和迁移应用价值进行。核心概念是具有超越课堂之外的持久价值和迁移应用价值的概念性知识、原理或方法，它们是居于学科中心的。教学的中的概念性知识、原理或方法，它们是居于学科中心的。教学的中心应该从记忆事实转移到深层理解核心概念和学科的知识结构，心应该从记忆事实转移到深层理解核心概念和学科的知识结构，进而促进学生思维的发展。进而促进学生思维的发展。112基于大概念理念的高中生物教学与思考胡玉华：核心概念是构成学科骨架的，具有迁移应用价值的概念。胡玉华：核心概念是构成学科骨架的，具有迁移应用价值的概念。核心概念不同于一般的科学概念，它可以统摄一般的概念，可以核心概念不同于一
172、般的科学概念，它可以统摄一般的概念，可以揭示学科知识的本质和学科知识之间的联系，具有统整学科知识揭示学科知识的本质和学科知识之间的联系，具有统整学科知识的功能。核心概念的两个特点：的功能。核心概念的两个特点：普适性，它具有广泛的解释力，普适性，它具有广泛的解释力，能统摄众多的学科知识；能统摄众多的学科知识；迁移性，它可以应用于新的情境，迁移性，它可以应用于新的情境，解决相关领域的新问题。解决相关领域的新问题。美国美国K-12K-12科学教育框架：实践、交叉概念和核心概念科学教育框架：实践、交叉概念和核心概念列出列出了选择核心概念的四个标准：了选择核心概念的四个标准：代表了当代科学或者某一学科的
173、主要观点；代表了当代科学或者某一学科的主要观点；具有强大的解释力，能够用于解释学生在当下或毕业以后实际生具有强大的解释力，能够用于解释学生在当下或毕业以后实际生活中遇到的问题，也可用于解释和理解不断变化着的世界；活中遇到的问题，也可用于解释和理解不断变化着的世界；为理解和研究更为高级的概念和解决新情境下的新问题提供有力为理解和研究更为高级的概念和解决新情境下的新问题提供有力的工具；的工具；在各个年级都可以进行不同程度的教与学，理解的深度和复杂程在各个年级都可以进行不同程度的教与学，理解的深度和复杂程度随着年级的增长而逐级进阶。度随着年级的增长而逐级进阶。113基于大概念理念的高中生物教学与思考
174、（三）核心概念的教学价值（三）核心概念的教学价值有利于学生掌握学科的基本知识结构。核心概念是构成学科骨架有利于学生掌握学科的基本知识结构。核心概念是构成学科骨架的概念，居于学科知识结构的中心，有助于学生更好地掌握学科的概念，居于学科知识结构的中心，有助于学生更好地掌握学科的知识结构，提高学生对科学信息的识别与判断能力。的知识结构，提高学生对科学信息的识别与判断能力。有利于提高学生元认知能力。在建构核心概念的过程中，学生要有利于提高学生元认知能力。在建构核心概念的过程中，学生要以大量的事实为工具进行分析、综合、推理，形成核心概念，不以大量的事实为工具进行分析、综合、推理，形成核心概念，不仅发展了
175、思维能力，而且能够形成可以达到学习结果的自我学习仅发展了思维能力，而且能够形成可以达到学习结果的自我学习方法，掌握了这样的学习方法，就会成为有智慧的人。方法，掌握了这样的学习方法，就会成为有智慧的人。有利于学生进行综合思维。核心概念的建构过程需要按照知识的有利于学生进行综合思维。核心概念的建构过程需要按照知识的内在逻辑和规律性，将零散的知识系统化、条理化，整合成条理内在逻辑和规律性，将零散的知识系统化、条理化，整合成条理清晰、脉络分明、相互之间有机联系的体系。清晰、脉络分明、相互之间有机联系的体系。有利于学生实现学习迁移。核心概念是反映学科本质、具有解释有利于学生实现学习迁移。核心概念是反映学
176、科本质、具有解释力和统摄性的概念，处于学科知识结构的力和统摄性的概念，处于学科知识结构的“上位上位”，可以广泛地，可以广泛地应用在不同的学习情境中，从而能有效地实现学习的迁移。应用在不同的学习情境中，从而能有效地实现学习的迁移。 114基于大概念理念的高中生物教学与思考（四）核心概念的教学设计程序（四）核心概念的教学设计程序【美美】维斯对维斯对364364节课的系统分析，概括出优质课的特征：节课的系统分析，概括出优质课的特征：多多角度阐释某个科学概念；角度阐释某个科学概念；能够引起学生的深入思考；能够引起学生的深入思考；帮助学帮助学生理解学科的核心概念等。生理解学科的核心概念等。艾里克森提出的
177、概念教学模式：艾里克森提出的概念教学模式： 以教学单元作为建构核心概念的基本单位，从整体角度审视单元以教学单元作为建构核心概念的基本单位，从整体角度审视单元内容，系统分析教学单元内容知识的层次结构和相互联系，甄别、内容，系统分析教学单元内容知识的层次结构和相互联系，甄别、确定具有统摄性和迁移应用价值的核心概念，为思维过程指明方确定具有统摄性和迁移应用价值的核心概念，为思维过程指明方向。向。把核心概念转化为一般概念（是在事实基础上形成的，是对核心把核心概念转化为一般概念（是在事实基础上形成的，是对核心概念基本含义的具体表达，它们能够反映一类事实的共性，但是概念基本含义的具体表达，它们能够反映一类
178、事实的共性，但是超出了具体事实的局限，是对具体事实的抽象、概括，但是由于超出了具体事实的局限，是对具体事实的抽象、概括，但是由于更靠近事实，因此解释力和迁移价值有限），这是期望学生在学更靠近事实，因此解释力和迁移价值有限），这是期望学生在学习过程中掌握的。习过程中掌握的。115基于大概念理念的高中生物教学与思考把一般概念以把一般概念以“基本问题基本问题”的形式表达出来，以问题驱动教学和的形式表达出来，以问题驱动教学和学习，促进学生对一般概念的理解。学习，促进学生对一般概念的理解。根据基本问题设计教学活动，教师要精选支撑一般概念建构的学根据基本问题设计教学活动，教师要精选支撑一般概念建构的学科事
179、实。最终完成知识的建构，形成核心概念。科事实。最终完成知识的建构，形成核心概念。116基于大概念理念的高中生物教学与思考117基于大概念理念的高中生物教学与思考118基于大概念理念的高中生物教学与思考核心概念的甄别1.1.生物学核心概念是构成学科基本框架的概念。生物学核心概念是构成学科基本框架的概念。生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学，在生物学这门基生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学，在生物学这门基础自然科学中，离不开对事物和现象的过细描述和具体分析。核础自然科学中，离不开对事物和现象的过细描述和具体分析。核心概念可以揭示科学知识的本质及其相互联系，能够将过细的描心概念可以揭示科学
180、知识的本质及其相互联系，能够将过细的描述和具体分析的信息片段融入广阔的、有逻辑内聚力的结构中，述和具体分析的信息片段融入广阔的、有逻辑内聚力的结构中，在这样的结构中，信息片段的关系被凸显出来。因此，在生物学在这样的结构中，信息片段的关系被凸显出来。因此，在生物学教学中，要建构汇集信息片段的知识结构，并能将其纳入到上述教学中，要建构汇集信息片段的知识结构，并能将其纳入到上述的全信息结构之中，这个知识结构的节点就是学科的核心概念，的全信息结构之中，这个知识结构的节点就是学科的核心概念，因此它是构成学科基本框架的概念。因此它是构成学科基本框架的概念。119基于大概念理念的高中生物教学与思考2.2.生
181、物学核心概念是具有文件夹功能的概念。生物学核心概念是具有文件夹功能的概念。如果教师能够成功地提炼教学单元的核心概念，并且将它们组合如果教师能够成功地提炼教学单元的核心概念，并且将它们组合成能够反映生物科学基本而貌的核心概念体系，然后围绕该体系成能够反映生物科学基本而貌的核心概念体系，然后围绕该体系选择知识内容，淡化与该体系没有直接关系的知识，这样选择出选择知识内容，淡化与该体系没有直接关系的知识，这样选择出来的较少量的知识，比课程中庞杂的知识体系具有更强的学科教来的较少量的知识，比课程中庞杂的知识体系具有更强的学科教育功能。育功能。3.3.生物学核心概念是具有统摄思维功能的概念。生物学核心概念
182、是具有统摄思维功能的概念。核心概念的提炼和梳理需要按照知识的内在联系和规律性，将零核心概念的提炼和梳理需要按照知识的内在联系和规律性，将零散的整体化、条理化，建构起脉络清晰、条理分明、相互之间有散的整体化、条理化，建构起脉络清晰、条理分明、相互之间有机联系的体系。这样一个具有逻辑内聚力的体系在建构过程中需机联系的体系。这样一个具有逻辑内聚力的体系在建构过程中需要整体思维的把握。要整体思维的把握。120基于大概念理念的高中生物教学与思考4.4.生物学核心概念是具有迁移价值的概念。生物学核心概念是具有迁移价值的概念。科学的其他领域同样存在着可以反映事物规律与联系的核心概念，科学的其他领域同样存在着
183、可以反映事物规律与联系的核心概念，对于学科核心概念的理解可以迁移到其他领域，这样学生学会整对于学科核心概念的理解可以迁移到其他领域，这样学生学会整体地、联系地、发展地、本质地看问题，形成科学的思维习惯，体地、联系地、发展地、本质地看问题，形成科学的思维习惯，掌握了有效的学习方法，就会成为很有智慧的人。掌握了有效的学习方法，就会成为很有智慧的人。121基于大概念理念的高中生物教学与思考九、生物学基本观念的教学学科观念具有超越事实的持久价值和迁移价值。学科观念具有超越事实的持久价值和迁移价值。1 1生物学基本观念的界定。生物学基本观念的界定。生物学观念属于科学观念的范畴，它生物学观念属于科学观念的
184、范畴，它不是生物学知识的简单结合，而是知识的浓缩和提炼，能够反映不是生物学知识的简单结合，而是知识的浓缩和提炼，能够反映生物学本质特征，是通过学习在头脑中建立起来的概括性认识。生物学本质特征，是通过学习在头脑中建立起来的概括性认识。2 2生物学基本观念的特点生物学基本观念的特点概括性。一种生物学观念的形成，需要对大量的生物学基础知识概括性。一种生物学观念的形成，需要对大量的生物学基础知识进行概括和整合，首先形成较上位的核心概念，然后通过对同类进行概括和整合，首先形成较上位的核心概念，然后通过对同类核心概念的进一步提炼和反思才形成更上位的基本观念。核心概念的进一步提炼和反思才形成更上位的基本观念
185、。稳定性。基本观念一旦形成就能稳定地存在于学习者头脑中，随稳定性。基本观念一旦形成就能稳定地存在于学习者头脑中，随着时间的推移，知识可能早已被遗忘，但是基本观念由于学习者着时间的推移，知识可能早已被遗忘，但是基本观念由于学习者在学习、生活过程中，不断用它来发现和解决一些实际问题，从在学习、生活过程中，不断用它来发现和解决一些实际问题，从而越来越完善。而越来越完善。生成性。知识的概括化程度越高，越容易发生迁移，生物学观念生成性。知识的概括化程度越高，越容易发生迁移，生物学观念也就具有很强的生成性，能有效地实现学习迁移，在解决实际问也就具有很强的生成性，能有效地实现学习迁移，在解决实际问题时，也会
186、从容地处理。题时，也会从容地处理。122基于大概念理念的高中生物教学与思考进化理论的思想，它为人们理解生命的历史、各种生物之间的关进化理论的思想，它为人们理解生命的历史、各种生物之间的关系、以及生命依赖于物理环境提供了统一的准则，生物进化的概系、以及生命依赖于物理环境提供了统一的准则，生物进化的概念提供了将大部分生物学知识构建成一个整体的框架。念提供了将大部分生物学知识构建成一个整体的框架。系统论思想与生态学思想，认识生命系统的层次性、整体性，尝系统论思想与生态学思想，认识生命系统的层次性、整体性，尝试系统分析局部与整体、生命与环境的关系，关注从细胞、个体试系统分析局部与整体、生命与环境的关系
187、，关注从细胞、个体到生态系统等各层次生命系统物质、能量变化和信息的传递；在到生态系统等各层次生命系统物质、能量变化和信息的传递；在理解生命的繁衍、进化时，将生物放到与其他个体、群体以及环理解生命的繁衍、进化时，将生物放到与其他个体、群体以及环境的关系中去理解；学习遗传现象与规律时，理解遗传不但是个境的关系中去理解；学习遗传现象与规律时，理解遗传不但是个体的，更是群体的。体的，更是群体的。123基于大概念理念的高中生物教学与思考3 3生物学基本观念生物学基本观念生命物质性观点。生物由物质组成，一切生命活动都有其物质基生命物质性观点。生物由物质组成，一切生命活动都有其物质基础；生物界与非生物界具有
188、统一性和差异性；物质只有组成一定础；生物界与非生物界具有统一性和差异性；物质只有组成一定的结构，才能完成生命活动。的结构，才能完成生命活动。结构与功能相统一的观点。有一定的结构就必然有与之相对应功结构与功能相统一的观点。有一定的结构就必然有与之相对应功能的存在；任何功能都需要一定的结构来完成。能的存在；任何功能都需要一定的结构来完成。整体性观点。生物的各种结构具有整体性，组成生物结构的各种整体性观点。生物的各种结构具有整体性，组成生物结构的各种要素全面均衡和完整，完整的结构能为生命活动提供各项必需的要素全面均衡和完整，完整的结构能为生命活动提供各项必需的条件；生物体局部与整体相统一；生物与环境
189、也相统一。条件；生物体局部与整体相统一；生物与环境也相统一。稳态的观点。生命活动需要不断地进行生物结构与环境的协调，稳态的观点。生命活动需要不断地进行生物结构与环境的协调，维持生物结构和功能的稳定。细胞与内环境的物质交换、神经和维持生物结构和功能的稳定。细胞与内环境的物质交换、神经和体液调节、生态系统的自动调节能力分别维持着细胞、个体和生体液调节、生态系统的自动调节能力分别维持着细胞、个体和生态系统的稳态。态系统的稳态。进化的观点。一切事物都处在不断地运动变化之中，任何事物都进化的观点。一切事物都处在不断地运动变化之中，任何事物都有一个产生、发展和灭亡的过程，生物界也不例外。有一个产生、发展和
190、灭亡的过程，生物界也不例外。生态学观点。生物与环境之间是相互影响、相互作用的，也是相生态学观点。生物与环境之间是相互影响、相互作用的，也是相互依赖、相互制约的，人类必须走可持续发展之路。互依赖、相互制约的，人类必须走可持续发展之路。124基于大概念理念的高中生物教学与思考4 4生物学基本观念的教学生物学基本观念的教学重视以观念为线索的教学设计。以生物学基本观念为线索组织教重视以观念为线索的教学设计。以生物学基本观念为线索组织教学，需要将学科中最核心，对学生发展最有价值，学生在将来忘学，需要将学科中最核心，对学生发展最有价值，学生在将来忘掉具体生物学事实后，面对和生物学相关问题时仍能应用的内容掉
191、具体生物学事实后，面对和生物学相关问题时仍能应用的内容与基本观念有机结合。如细胞膜承担着跨膜转运、膜泡运输、信与基本观念有机结合。如细胞膜承担着跨膜转运、膜泡运输、信息处理、电化学变化等一系列功能，它的工作关键在于它的物质息处理、电化学变化等一系列功能，它的工作关键在于它的物质与结构基础，教学可以沿着与结构基础，教学可以沿着“化学组成化学组成-特定结构特定结构-结构特点结构特点-基本功能基本功能”的思路展开；又如把细胞看作一个基本的生命系统，的思路展开；又如把细胞看作一个基本的生命系统，按照系统分析的方法组织教学，把细胞器作为系统的组分，既谈按照系统分析的方法组织教学，把细胞器作为系统的组分，
192、既谈它们的分工，也讲它们之间的合作，从而帮助学生领悟一个系统它们的分工，也讲它们之间的合作，从而帮助学生领悟一个系统的正常运转，必须依靠各组分间的协调配合，是一个有机的整体。的正常运转，必须依靠各组分间的协调配合，是一个有机的整体。创设以观念为背景的现实情景。观念的建构需要学生在有意义、创设以观念为背景的现实情景。观念的建构需要学生在有意义、真实、具有挑战性的学习情境中，以积极主动的态度发现和解决真实、具有挑战性的学习情境中，以积极主动的态度发现和解决问题。生物科学与人类生活息息相关，小至人的生长发育、饮食问题。生物科学与人类生活息息相关，小至人的生长发育、饮食卫生、健康保健，大至发展经济、开
193、发资源、保护环境、人与自卫生、健康保健，大至发展经济、开发资源、保护环境、人与自然和谐发展，都是生物学所关注和探索的资源、源泉。如在然和谐发展，都是生物学所关注和探索的资源、源泉。如在“种种群数量的变化群数量的变化”一课时，教师可设计阳澄湖大闸蟹为背景，分析一课时，教师可设计阳澄湖大闸蟹为背景，分析日见稀少的主要原因、怎样才能充分利用以及核心问题是什么。日见稀少的主要原因、怎样才能充分利用以及核心问题是什么。这样可以使学习者积极而有效地去同化、改造和重组，使具体性这样可以使学习者积极而有效地去同化、改造和重组，使具体性知识真正成为支撑观念建构的工具和载体。知识真正成为支撑观念建构的工具和载体。
194、125基于大概念理念的高中生物教学与思考发挥以观念为载体的实验优势。实验策略对生物学科观念建构非发挥以观念为载体的实验优势。实验策略对生物学科观念建构非常重要，教师要注意发生过程的分析和研究，帮助学生掌握探究常重要，教师要注意发生过程的分析和研究，帮助学生掌握探究的方法。感受并建立起相应的生物学基本观念。如在细胞膜的渗的方法。感受并建立起相应的生物学基本观念。如在细胞膜的渗透实验中，可让学生直观地在显微镜下观察血细胞是否溶血；在透实验中，可让学生直观地在显微镜下观察血细胞是否溶血；在巨噬细胞吞噬现象的实验中，有意识地做对照实验，留有部分小巨噬细胞吞噬现象的实验中，有意识地做对照实验，留有部分小
195、白鼠没有注射淀粉肉汤，能够让学生思考注射淀粉肉汤的目的；白鼠没有注射淀粉肉汤，能够让学生思考注射淀粉肉汤的目的；又如可结合多媒体手段，将肉眼不能观察到的生物体微观世界展又如可结合多媒体手段，将肉眼不能观察到的生物体微观世界展现出来，使学生在体验中建立核心的生物学观念。现出来，使学生在体验中建立核心的生物学观念。拓展以观念为本源的思维空间。基本观念对后续的学习具有极强拓展以观念为本源的思维空间。基本观念对后续的学习具有极强的迁移能力，能够引导学生整理看似杂乱的信息，发现其中的内的迁移能力，能够引导学生整理看似杂乱的信息，发现其中的内在联系和规律，真正做到透过现象看本质。如在联系和规律，真正做到透
196、过现象看本质。如“角色表演角色表演”、“模拟实验模拟实验”、“实验制作实验制作”、“探究设计探究设计”等，都需要学生通过等，都需要学生通过观察、分析、查阅资料，大胆猜想和假设，充分的讨论和交流，观察、分析、查阅资料，大胆猜想和假设，充分的讨论和交流，质疑、合作探究，去说明和解决一些生活、生产实践中鲜活而又质疑、合作探究，去说明和解决一些生活、生产实践中鲜活而又生动的生物学问题，发现隐藏在事实背后的重要思想和观点，最生动的生物学问题，发现隐藏在事实背后的重要思想和观点，最终建构起自己的观念体系。终建构起自己的观念体系。126基于大概念理念的高中生物教学与思考开展以观念为核心的实践活动。生物学观念
197、不能靠简单的灌输或开展以观念为核心的实践活动。生物学观念不能靠简单的灌输或说教来培养，它往往是在活动过程中发生、在交流合作中激荡、说教来培养，它往往是在活动过程中发生、在交流合作中激荡、在反思实践中生成的。通过观察、思考、活动探究、迁移、应用在反思实践中生成的。通过观察、思考、活动探究、迁移、应用以及概括、整合等活动，促使学生认识现象背后的原因和规律，以及概括、整合等活动，促使学生认识现象背后的原因和规律，从而在思想和观念上产生冲击，形成生物学基本观念。如教师利从而在思想和观念上产生冲击，形成生物学基本观念。如教师利用网络资源，让学生自主搜集、整理和交流相关信息，学会引用用网络资源，让学生自主
198、搜集、整理和交流相关信息，学会引用真实实例、运用学科观念、阐述自己的主张；设计一些问题讨论、真实实例、运用学科观念、阐述自己的主张；设计一些问题讨论、话题交流、主题辨析等活动；有选择地进行实地考察、撰写考察话题交流、主题辨析等活动；有选择地进行实地考察、撰写考察报告、展示考察成果等。这样就完善了学生对科学现象的认识，报告、展示考察成果等。这样就完善了学生对科学现象的认识，促进了科学观念的构建。促进了科学观念的构建。挖掘以观念为内涵的德育价值。观念的作用在于指导实践。生物挖掘以观念为内涵的德育价值。观念的作用在于指导实践。生物学基本观念的形成为学习者提供观察周围事物的一种心理范式和学基本观念的形
199、成为学习者提供观察周围事物的一种心理范式和思维习惯，能使学习者自觉地从生物学的视角审视所见所闻。使思维习惯，能使学习者自觉地从生物学的视角审视所见所闻。使学生关注和参与与生物科学有关的社会问题的讨论和决策，有利学生关注和参与与生物科学有关的社会问题的讨论和决策，有利于培养学生对自然和社会的责任感。于培养学生对自然和社会的责任感。127基于大概念理念的高中生物教学与思考十、生物学科学方法的教育生物科学方法教育是指在生物学教学中以生物学内容为载体有计划、有目的、有意识、有步骤地引导、渗透、点拨和传授科学(研究)方法，使学生受到科学方法的熏陶，通过训练逐步地掌握和运用最基本、最主要的科学方法，达到系
200、统学习科学知识、培养能力和提高科学素养以及促进个体发展的目的。（一）高中生物学教材的科学方法体系生物学科作为自然学科的重要分支，有科学的一般研究方法和哲学层次的方法，同时又由于自身学科研究对象的生命化特点，与其他自然学科相比还有着本学科特殊的研究方法。这里按照生物科学知识的获得层次将生物科学方法分成三类：128基于大概念理念的高中生物教学与思考1.获取感性材料的认识方法获取生命对象信息的直接方法，无需经过深入的思维加工。（1）观察和实验观察贯穿于生命科学所有的研究过程中。通过观察获得对研究对象的性质以及与其他事物的关系等的认识。科学的观察要求学生能熟练使用必要的仪器，综合运用听觉、触觉、嗅觉、
201、味觉等多种感官，坚持目的性、客观性、全面性、典型性原则，同时还要求积极思考，进行分析、比较、分类、判断等。作为一门实验性的自然科学，学生必然要能掌握中学生物学中各实验原理、实验设计的方法，会使用基本的仪器，懂得设计对照实验。观察和实验作为基本的科学研究方法贯穿于整个生物学研究过程中。129基于大概念理念的高中生物教学与思考（2）模拟模拟是对包括现在存在或过去存在的生物或生命现象所间接进行的一种特殊实验方法。要求学生能理解模拟所必需的生物学理论、概念、原则、方法等，体会模拟中知识或技术创新的过程。例如米勒设计的模拟地球生命物质产生的实验，蛋白质合成的模拟过程，DNA双螺旋模型等。（3）调查要求学
202、生能明确调查目的和调查对象，制订合理的调查方案，掌握随机取样、确定样本大小、设计记录数据的表格、计算平均值等对包括数学在内的工具和技术的使用。能够查询、收集、存储、检索、组织数据和信息。例如调查身边某一生态系统，学习分析各因索之间的关系；查找有关地区(或公园、校园等)植被变化的资料，结合实地调查，分析其概貌、生态环境的改变等。130基于大概念理念的高中生物教学与思考2.理性分析的逻辑思维的方法需要经过深入的思维和对相关内容的深刻了解，对事物的本质进行深层次的概括。（1）归纳与演绎能够根据已知的知识和事实、条件，对问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出
203、来。例如，许多年来科学家一直使用和改良显微镜；最后由施莱登从显微镜下的视野归纳得出植物都是由细胞构成的结论，一年后施旺也提出所有动物也都是由细胞构成，由此建立了细胞学说（2）分析和综合能够对问题进行具体分析，把复杂问题分解为若干较简单的问题，掌握知识的内在联系，分析各个部分，把握整体全局，灵活131基于大概念理念的高中生物教学与思考地运用生物学知识综合解决问题。例如，关于细胞的结构和功能，教材先采取分析的方法，引导学生认识细胞膜、细胞核和各种细胞器的结构和功能；接下来运用综合的方法引导学生认识细胞内各种细胞器的协调配合、纽胞的生物膜系统，从而在整体上认识细胞。（3）比较两个或两个以上具有相同或
204、相似特征的事物间，从一事物的某些已知特征去推测另一事物的相应特征或直接进行比较，异中求同，同中求异。对不同的内容能够采用不同的比较法(包括列表比较、分析对比、实验对比、图文比较、归纳比较等)。学习光合作用与呼吸作用后，对这两个概念可以从各自发生场所的结构特征、发生过程等方面进行横向比较，也可以对不同生物进行纵向比较，以便更好地理解。132基于大概念理念的高中生物教学与思考3.数学方法利用数学思维和数学工具来研究生命对象的方法，已成为生命科学深入发展的标志之一。（1）概率与统计要求掌握概率与统计学基础知识，并且能够运用并处理实际问题。例如盂德尔对豌豆杂交实验数据的处理就是根据概率论的思想加以统计
205、分析，从而得到孟德尔遗传学定律；生态学上研究某种群数量变化也是采用这种方法。（2）数学模型要求学生有基本的数学知识和数学思维，能够用数学的思维解释模型中所表示的生物学现象、特征和状况，用符号、公式、图像等数学语言描述生命现象，并能够科学地处理实验或调查所获得的数据。例如通过建立坐标系，用曲线来表示种群数量变化的种群增长模型。133基于大概念理念的高中生物教学与思考（二）实施科学方法教育的主要途径和方法1.知识点传授过程中渗透科学方法教育现行的生物学知识体系并不突出生物科学发现的程序和具体的科学方法知识，很多教师在教学实践中也过分强调知识本身的逻辑顺序而忽略了作为科学认识的认知顺序。科学方法不是
206、游离于生物学知识之外的，教师在传授知识的同时也要渗透知识体系中所体现的科学方法教育。生物学课堂教学中比较多的是概念、规则和原理的教学，在概念、规则和原理的建立、发展和应用过程中以及各知识点相互联系的地方往往蕴涵着丰富的科学方法。教师在教学中应充分利用和挖掘教材中这些科学方法的教育因素，以具体的教学内容为依托，采用不同的教学方法和手段，适时点拨，通过概念的形成、规律的得出、模型的建立、知识的运用等，让学生在获取知识的同时掌握不同的科学方法。以“物质的134基于大概念理念的高中生物教学与思考跨膜运动”一节教学为例，渗透科学方法的教育：观察和实验：通过观察“物质通过膜的扩散”实验，观察三种跨膜运动(
207、自由扩散，协助扩散，主动运输)的图解或动态演示过程，并记录实验结果，提出要有目的的，全面性的观察。分析与归纳：对两组实验现象进行比较与分析，引导学生将问题的焦点集中于半透膜两侧的物质分子大小的差异，从而归纳出半透膜对物质的通过有一定的选择作用，半透膜可允许小分子物质通过，但不允许大分子物质通过。要注意思路的清晰。分类与比较：引导学生从物质运动的方向、是否需要膜上蛋白质载体、是否消耗能量等几方面进行分类与比较，最后用表格的方式归纳三种方式的特点。注意结果表达的简明性。数学模型：让学生设计一个坐标系，用曲线表示三种运输方式过程中物质的浓度梯度、氧气供应量与物质的运输速度之间的关系。明确自变量与因变
208、量。135基于大概念理念的高中生物教学与思考2.利用生物学史进行科学方法的教育生物学的发展史不仅仅是生物学事件的记录和再现，也是人们研究生命世界思想的反映和复原，同时也是科学方法的发展史。生物学史不仅提供学生认识生物学的过程，了解生物学概念和原理是怎样产生、演变和发展，还能提供蕴含在其中的科学方法，使学生领略到科学家的研究思维及人格魅力，启发学生掌握科学的研究方法。新课改以来出版的生物学教材提供了很多生物学史的资料，教师可以采用让学生自学，进行总结或案例教学等形式进行科学方法教育。例如在“光合作用”一节的教学中，通过对光合作用研究历史的学习，使学生了解科学家们如何通过设计实验来探究光合作用，学
209、习生命科学研究中的理化测量方法，能够学习、模仿科学家们的设计方法，培养设计单因素实验的科学探究能力，进一步培养科学精神和创新意识，争取创造性的设计实验136基于大概念理念的高中生物教学与思考来探究生活中遇到的问题。教学流程可通过分析几个经典实验进行：赫尔蒙特实验：他是带着什么疑问进行实验研究?(研究思路)为什么需要干燥的土壤，只浇纯净的雨水，在木桶上加桶盖?(控制干扰因素)实验结果认为植物的“食物”只来源于水。(实验结果的质疑)普里斯特利实验：在密闭的容器分别放人老鼠，老鼠与薄荷，燃着的蜡烛与薄荷，燃着的蜡烛，证明植物能更新空气。(空白对照)英格豪斯实验：密闭的容器中放人植物和老鼠，分别给予光
210、照和不给光照，证明光照是植物放氧的条件。(条件对照，实验设计中的无关变量、实验变量，单因子变量原则)萨克斯实验：实验变量：曝光，遮光；反应变量：变篮，不变蓝。研究得出光合作用的产物之一是淀粉。(理化测量进行定性分析)鲁本实验：分别用同位素标记的H218O与普通CO2，C1802和普通的水作原料进行光合作用实验，证明O2来源于H20。(同位素示踪法)137基于大概念理念的高中生物教学与思考3.积极开展探究活动，体验科学方法科学方法是科学探究的基础。任何探究活动都依赖于科学方法的指导。把生物学知识和科学方法结合起来，在探究过程中学习和运用科学方法，是生物科学方法教育的有效途径。我国中学生物学教材在
211、体现科学方法训练方面还不够全面，只在对观察、分类、实验等方面进行一些简单的训练，且通常都过分强调步骤和实验本身的效果，对于如何发现并提出问题、形成假说、设计实验、模型化、给出定义等则没有体现或体现不够充分。而一个完整的科学探究活动过程包括：提出问题，形成假设，制定计划，收集证据，处理信息和表达交流六个要素。整个过程中蕴含着丰富的科学方法。以“探究影响酶活性的因素”为例：第一步，通过分析、归纳等理性思维加工，整合材料信息：教师可先向学生提供138基于大概念理念的高中生物教学与思考洗衣粉袋上的说明书及人体不同部位上消化液的pH值等相关资料，学生仔细阅读，通过整合材料中的信息提出探究问题。在教师的指
212、导下学生作出温度和pH值会影响酶的活性的发挥以及如何影响的预期假设。由此让学生体验通过分析、归纳等理性思维加工，整合材料信息的科学方法。第二步，设计实验，体验实验设计思想：针对学生提出的各种方案，教师要加以点评和指导。学生在遵循等量原则、单一变量原则和对照原则的前提下，分别设计温度和pH值影响酶活性的实验方案，同时要注意自变量的设置，因变量的预期及测量的方法以及无关变量的控制，从而体验实验设计的思想。第三步，学习处理实验结果：学生通过记录实验现象，科学的处理实验数据，并学会将实验结果用简洁明了的方式表达，如表格形式或曲线图模型等，体验探究中对结果表达和数据处理的方法。139基于大概念理念的高中
213、生物教学与思考余谋昌生态哲学第一章第一章 生态哲学缘起生态哲学缘起/1/1一、生态哲学产生于一个大变革的时代一、生态哲学产生于一个大变革的时代/2/2二、生态运动发展成为生态哲学的主要载体二、生态运动发展成为生态哲学的主要载体/4/4三、生态学的历史发展为生态哲学提供了基本要素三、生态学的历史发展为生态哲学提供了基本要素/14/14四、从生态学到生态哲学的发展四、从生态学到生态哲学的发展/28/28第二章第二章 生态哲学是后现代哲学世界观生态哲学是后现代哲学世界观/38/38一、生态哲学本体论，生态观研究一、生态哲学本体论，生态观研究/40/40二、生态认识论研究二、生态认识论研究/54/54
214、三、生态学方法论研究三、生态学方法论研究/61/61四、生态价值论研究四、生态价值论研究/77/77140基于大概念理念的高中生物教学与思考第三章第三章 哲学转向（哲学转向（）对传统哲学世界观的批判）对传统哲学世界观的批判/88/88一、机械论批判，走向有机论一、机械论批判，走向有机论/89/89二、经济主义批判、走向生态经济二、经济主义批判、走向生态经济/103/103三、个人主义批判、走向整体主义三、个人主义批判、走向整体主义/113/113四、科学主义批判、科学发展生态化四、科学主义批判、科学发展生态化/122/122第四章第四章 哲学转向（哲学转向（）新观点，新思潮）新观点，新思潮/1
215、35/135一、生态马克思主义一、生态马克思主义/135/135二、现代人类中心主义二、现代人类中心主义/140/140三、生物中心主义三、生物中心主义/147/147四、生态中心主义四、生态中心主义/156/156五、生态女性主义五、生态女性主义/160/160六、生态神学，基督教神学革命六、生态神学，基督教神学革命/167/167141基于大概念理念的高中生物教学与思考第五章第五章 哲学转向（哲学转向（）从笛卡儿世界观到生态世界观）从笛卡儿世界观到生态世界观/179/179一、关于世界的存在一、关于世界的存在/179/179二、关于整体与部分，首要和次要二、关于整体与部分，首要和次要/18
216、5/185三、关于文体与客体三、关于文体与客体/192/192四、关于科学知识的确定性和真理性四、关于科学知识的确定性和真理性/204/204第六章第六章 实践转向：生态世界观是可持续发展的哲学基础实践转向：生态世界观是可持续发展的哲学基础/211/211一、中国古代哲学与可持续发展一、中国古代哲学与可持续发展/211/211二、现代生态哲学与可持续发展二、现代生态哲学与可持续发展/230/230二、绿色道路：走向人类可持续发展的未来二、绿色道路：走向人类可持续发展的未来/240/240主要参考文献主要参考文献/252/252后记后记/254/254142基于大概念理念的高中生物教学与思考一、
217、生态观的基本观点一、生态观的基本观点 1.1.生态系统整体性的观点：生态哲学的根本观点生态系统整体性的观点：生态哲学的根本观点 和谐性。生物与环境协调地相互作用，形成生态系统的多样性、和谐性。生物与环境协调地相互作用，形成生态系统的多样性、适应和它们的统一性；生态系统的各种因素相互联系、相互作用，适应和它们的统一性；生态系统的各种因素相互联系、相互作用，使生态系统成为一个合作的与和谐的有机整体。使生态系统成为一个合作的与和谐的有机整体。有序性，生态系统有一定的结构，它出多种单元和无数不同大小、有序性，生态系统有一定的结构，它出多种单元和无数不同大小、不同等级的子系统构成。这种结构是有序的，表现
218、了它的组织件；不同等级的子系统构成。这种结构是有序的，表现了它的组织件；不同组织层次的相互作用，表现了它的功能的有序性，以及结构不同组织层次的相互作用，表现了它的功能的有序性，以及结构与功能的整体性；与功能的整体性； 动态性，生态系统时动态性，生态系统时空统一性。生态系统的发展是一个自然空统一性。生态系统的发展是一个自然历史过程。它在时间和空间上都是运动变化的，在时间进程中演历史过程。它在时间和空间上都是运动变化的，在时间进程中演化，并分布在一定的空间内，表现了生态时间有序性和生态空间化，并分布在一定的空间内，表现了生态时间有序性和生态空间有序性，以及它的时空统一性。有序性，以及它的时空统一性
219、。 143基于大概念理念的高中生物教学与思考2.2.生态学的主要规律生态学的主要规律生物适应环境的规律。适应是生物与环境的相互调节与制约；适生物适应环境的规律。适应是生物与环境的相互调节与制约；适应是群体现象，它在生态系统的层次起作用；在人类生态学的层应是群体现象，它在生态系统的层次起作用；在人类生态学的层次，它包括适应和使之适应，后者是人类通过自己的活动，引起次，它包括适应和使之适应，后者是人类通过自己的活动，引起环境变化，使之适应自己的需要；适应是生态主体与生态客体的环境变化，使之适应自己的需要；适应是生态主体与生态客体的统一。统一。 生态系统各种因素相互作用协调发展的规律。这里，相互作用
220、具生态系统各种因素相互作用协调发展的规律。这里，相互作用具有普遍性、多样性的特征，以达到生态系统的协调发展。有普遍性、多样性的特征，以达到生态系统的协调发展。 生态系统物质循环、转化和再生规律。通过食物链，实现生命元生态系统物质循环、转化和再生规律。通过食物链，实现生命元素的转化和再生，营养物质的转化和再生，环境资源的转化和再素的转化和再生，营养物质的转化和再生，环境资源的转化和再生，最后是整个生态系统的结构和功能的转化和再生，形成生态生，最后是整个生态系统的结构和功能的转化和再生，形成生态系统的无限发展进化的过程。系统的无限发展进化的过程。 生态系统发育进化规律。上述生态规律的作用，使生态系
221、统成为生态系统发育进化规律。上述生态规律的作用，使生态系统成为和谐的系统，协调发展的反馈系统，以及不断循环再生的系统。和谐的系统，协调发展的反馈系统，以及不断循环再生的系统。生态系统不仅获得稳态机制和动态平衡的发展，而且导致生态系生态系统不仅获得稳态机制和动态平衡的发展，而且导致生态系统的发育和进化，使它成为进化的系统。统的发育和进化，使它成为进化的系统。 144基于大概念理念的高中生物教学与思考3.3.生态学的法则生态学的法则生态关联的原则。每一种事物都与别的事物相关。在生态系统中生态关联的原则。每一种事物都与别的事物相关。在生态系统中 ，包括许多相互关联的事物，它们相互联系、相互作用、相互
222、依，包括许多相互关联的事物，它们相互联系、相互作用、相互依赖，事事相关。赖，事事相关。物质不灭法则。一切事物都必然要有去向。在自然界中没有物质不灭法则。一切事物都必然要有去向。在自然界中没有“废废物物”，生态系统中一种有机体排出的，生态系统中一种有机体排出的”废物废物“，会被另一种有机，会被另一种有机体当做食物而吸收。体当做食物而吸收。生态智慧法则。自然界所懂得的是最好的，在生态演化中，那些生态智慧法则。自然界所懂得的是最好的，在生态演化中，那些不能与整体共存的可能安排，便会在进化的长期过程中被排除出不能与整体共存的可能安排，便会在进化的长期过程中被排除出去。在现存的生物结构或已知的自然生态系
223、统，就是最好的。不去。在现存的生物结构或已知的自然生态系统，就是最好的。不是天然产生的，如人工合成的有机物，在生态系统中的作用，就是天然产生的，如人工合成的有机物，在生态系统中的作用，就可能是非常有害的。可能是非常有害的。生态代价法则。没有免费的午餐。警告人们，每一次获得都要付生态代价法则。没有免费的午餐。警告人们，每一次获得都要付出某些代价。因为地球生态系统是一个相互联系的整体，在这个出某些代价。因为地球生态系统是一个相互联系的整体，在这个整体内，是没有东西可以取得或失掉的，它是受一切改进的措施整体内，是没有东西可以取得或失掉的，它是受一切改进的措施的支配，任何一种由于人类的力量而从中抽取的
224、东西，都一定要的支配，任何一种由于人类的力量而从中抽取的东西，都一定要放回原处。要为此付出代价是不能避免的，不过可能被拖欠下来。放回原处。要为此付出代价是不能避免的，不过可能被拖欠下来。现今的环境危机是在警告：我们拖欠的时间太长了。现今的环境危机是在警告：我们拖欠的时间太长了。”145基于大概念理念的高中生物教学与思考李建会生命科学哲学第一章第一章 生命科学哲学的兴起（生命科学哲学的兴起（1 1）一、生命科学哲学的兴起（一、生命科学哲学的兴起（1 1）二、分支论和自主论：当代生命科学哲学的两大派别（二、分支论和自主论：当代生命科学哲学的两大派别（4 4）三、生命科学哲学争论的主要问题（三、生命
225、科学哲学争论的主要问题（1212）四、西方一些主要生命科学哲学家的哲学思想（四、西方一些主要生命科学哲学家的哲学思想（1717）五、我国的生命科学哲学研究（五、我国的生命科学哲学研究（2929）第二章第二章 生物学的自主性（生物学的自主性（3838）一、生物学中的功能解释和功能规律（一、生物学中的功能解释和功能规律（3838）二、定向组织系统与功能规律的还原（二、定向组织系统与功能规律的还原（5454）三、生物系统的复杂性与还原的困难（三、生物系统的复杂性与还原的困难（5959）四、决定论、自然有限论与生物学的自主性（四、决定论、自然有限论与生物学的自主性（6363）146基于大概念理念的高中
226、生物教学与思考第三章第三章 生命科学的规律（生命科学的规律（6666）一、生物科学中存在规律吗？（一、生物科学中存在规律吗？（6666）二、例外的存在能否定规律的存在吗？（二、例外的存在能否定规律的存在吗？（7070）三、历史特异性能否定规律的存在吗？（三、历史特异性能否定规律的存在吗？（7272）四、历史叙述可以代替规律解释吗？（四、历史叙述可以代替规律解释吗？（7676）五、走向新的解释（五、走向新的解释（7777）第四章第四章 还原论和突现论（还原论和突现论（8080）一、还原论、突现论与科学的统一性（一、还原论、突现论与科学的统一性（8080）二、还原论概念的提出及其历史演变（二、还原
227、论概念的提出及其历史演变（8181）三、突现论的提出及其历史演变（三、突现论的提出及其历史演变（8585）四、还原论和突现论的哲学基础（四、还原论和突现论的哲学基础（8888）五、争论的实质（五、争论的实质（9292）六、对还原论和突现论的超越（六、对还原论和突现论的超越（9595）147基于大概念理念的高中生物教学与思考第五章第五章 进化论统计特性的根源（进化论统计特性的根源（100100）一、问题的提出（一、问题的提出（100100）二、非决定论与进化论的统计特性的根源（二、非决定论与进化论的统计特性的根源（102102）三、决定论与进化论的统计特性的根源（三、决定论与进化论的统计特性的根
228、源（103103）四、走向新的解释（四、走向新的解释（105105）第六章第六章 生命的本质（生命的本质（108108）一、定义生命的困难（一、定义生命的困难（109109）二、地球上二、地球上“如吾所识的生命如吾所识的生命”（111111）三、定义生命的两种方法（三、定义生命的两种方法（113113）四、几种四、几种“根本性质根本性质 定义（定义（120120）五、生命的信息定义（五、生命的信息定义（127127）148基于大概念理念的高中生物教学与思考第七章第七章 人工生命的哲学（人工生命的哲学（130130）一、人工生命的兴起及其提出的哲学问题（一、人工生命的兴起及其提出的哲学问题（13
229、1131）二、强人工生命的可能性（二、强人工生命的可能性（160160）三、数字生命的实在论地位（三、数字生命的实在论地位（171171）四、计算：一种新的世界观（四、计算：一种新的世界观（190190）第八章第八章 人类基因组研究的价值和社会伦理问题（人类基因组研究的价值和社会伦理问题（200200）一、人类基因组计划的提出（一、人类基因组计划的提出（200200）二、人类基因组序列测定的价值（二、人类基因组序列测定的价值（204204）三、人类基因组研究涉及的主要伦理、法律和社会问题（三、人类基因组研究涉及的主要伦理、法律和社会问题（207207）四、基因密码的归属权（四、基因密码的归属权
230、（209209）149基于大概念理念的高中生物教学与思考第九章第九章 关于克隆人的哲学争论（关于克隆人的哲学争论（212212）一、克隆人引起的恐慌和担忧（一、克隆人引起的恐慌和担忧（212212）二、什么是克隆和克隆人（二、什么是克隆和克隆人（215215）三、为什么有人支持生殖性克隆人（三、为什么有人支持生殖性克隆人（218218）四、为什么有人反对生殖性克隆人（四、为什么有人反对生殖性克隆人（221221）五、生命伦理原则与生殖性克隆人（五、生命伦理原则与生殖性克隆人（229229）六、生命伦理原则与人类治疗性克隆（六、生命伦理原则与人类治疗性克隆（232232）七、人类治疗性克隆的伦理规范（七、人类治疗性克隆的伦理规范（234234）八、国际和国内关于克隆人的政策（八、国际和国内关于克隆人的政策（236236）九、进一步的思考（九、进一步的思考（238238）参考文献（参考文献（245245）150基于大概念理念的高中生物教学与思考生物学中只有一条定律，那就是所有的概括都有例外。151基于大概念理念的高中生物教学与思考
