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[摘要] 高中生物学课程抽象界定、概括与展示了各类模型、结构以及过程,教学中学生往往因其抽象而难以理解。以染色体与姐妹染色单体、原核细胞与真核细胞结构比较、特异性免疫过程为例,提出了生活情境类比、实际功能类比、宏观事件类比的教学方式,以期促进实例类比在生物教学中的多维应用。
[关键词] 生物教学;生物学模型;类比教学;生活实例
《普通高中生物课程标准(2017年版)》实施建议板块中指出,教师应结合具体的教学内容,采用多种不同的教学策略和方法,达到教学目标。教师要从学生的生活经验、经历中帮助学生建立生物学概念。高中生物知识中有许多抽象的概念,尤其涉及细胞、分子和生理学等方面的,学生难以完全理解和掌握。对此,教师一方面可以在课堂上提供图片、视频、模拟实验等丰富多样的教学资源,另一方面可以从学生头脑中已有的知识、实例入手,利用易懂实例进行类比,助力概念理解。
一、生活情境类比,感悟生物学模型
[实例1]染色体与姐妹染色单体的认识
理解难点:细胞分裂过程中,DNA复制完成,形成的两条姐妹染色单体由同一个着丝点相连,此时学生对“一條染色体上有两条姐妹染色单体”的结论能够接受;但到了有丝分裂后期,姐妹染色单体分开时,学生对染色单体的数目产生偏差,对DNA复制之前姐妹染色单体的数目产生疑惑。
类比实例:将着丝点类比成户口本,理解的关键点放在“姐妹”二字。在DNA复制之前,一个户口本上就一个人,既然只有一个人就不与他人构成“姐妹”关系,故此时染色单体数为0。DNA复制完成了,但由同一着丝点相连,类比成这对“姐妹”在同一个户口本上,染色单体数为2;到了有丝分类后期,着丝点一分为二,类比成分家了,即原来的“姐妹”又分到两个户口本上了,此时每一本户口本上的人自然也就不构成“姐妹”关系,因而姐妹染色单体数为0。
二、实际功能类比,理悟生物学结构
[实例2]原核细胞与真核细胞结构的比较
理解难点:原核细胞没有真核细胞那样复杂的细胞器,如好氧性细菌没有线粒体,怎么也能进行有氧呼吸?蓝细菌没有叶绿体,如何进行光合作用?
类比实例:把一所学校类比成一个细胞。在这个学校里只要有学生、各学科老师、校长,理论上讲,即使没有教室,也可以在校长的统领下完成所有的教育教学活动,只是每一次的教育教学行为都要在校园里寻找相关学科老师和学生,效率较低。而教室的存在,大大提高了教育教学活动的效率。这样,教室就可以类比成真核细胞的各种细胞器,校长类比成DNA,各科教师和学生类比成完成各项生命活动所需的基本条件。所以,原核细胞虽然没有各种复杂的细胞器,但仍可以完成相关生命活动。以此进一步类比推理,一个没有教室的学校,为了提高效率怎么办?只有缩小校园的面积,让寻找变得简单。故而原核细胞的体积一般都是小于真核细胞的,目的就是为了提高自身生命活动的效率。
三、宏观事件类比,品悟生物学过程
[实例3]细胞免疫和体液免疫的过程以及相互之间的协作关系
理解难点:两大特异性免疫的过程比较复杂且相互之间关系密切,仅靠流程图的展示学生很难理解免疫过程,对两者之间的协作关系更难以完整描述和认识。
类比实例:将免疫过程类比成多兵种合作杀敌,具体过程如右图所示。
类比思维就是运用已有的知识、经验将陌生的、不熟悉的问题与已经解决了的熟悉的问题或其他相似事物进行类比,寻找其间所遵循的共同规律,从而创造性地解决问题。这既是科学学习的重要方法,亦是科学发现的有效途径。高中生物课堂教学中妙用学生易懂的实例进行类比,可以有效助力学生对抽象概念的理解。但需要注意的是,教师选用的易懂实例一是要从学生的已有认知角度出发,让实例真正易懂,二是要比较直观,与学生生活联系紧密,但不能太庸俗,三是要防止学生把生物学概念与类比对象完全等同起来造成错误。课堂上运用类比方法旨在培育学生生物学思维方式,教会学生接受和理解知识的方式,恰当地利用类比思维,使得生物课堂更有气氛,学生的学习兴趣更浓,通过举一反三、触类旁通,将原本抽象晦涩难懂的生物学概念理解更到位、认识更清晰。
[关键词] 生物教学;生物学模型;类比教学;生活实例
《普通高中生物课程标准(2017年版)》实施建议板块中指出,教师应结合具体的教学内容,采用多种不同的教学策略和方法,达到教学目标。教师要从学生的生活经验、经历中帮助学生建立生物学概念。高中生物知识中有许多抽象的概念,尤其涉及细胞、分子和生理学等方面的,学生难以完全理解和掌握。对此,教师一方面可以在课堂上提供图片、视频、模拟实验等丰富多样的教学资源,另一方面可以从学生头脑中已有的知识、实例入手,利用易懂实例进行类比,助力概念理解。
一、生活情境类比,感悟生物学模型
[实例1]染色体与姐妹染色单体的认识
理解难点:细胞分裂过程中,DNA复制完成,形成的两条姐妹染色单体由同一个着丝点相连,此时学生对“一條染色体上有两条姐妹染色单体”的结论能够接受;但到了有丝分裂后期,姐妹染色单体分开时,学生对染色单体的数目产生偏差,对DNA复制之前姐妹染色单体的数目产生疑惑。
类比实例:将着丝点类比成户口本,理解的关键点放在“姐妹”二字。在DNA复制之前,一个户口本上就一个人,既然只有一个人就不与他人构成“姐妹”关系,故此时染色单体数为0。DNA复制完成了,但由同一着丝点相连,类比成这对“姐妹”在同一个户口本上,染色单体数为2;到了有丝分类后期,着丝点一分为二,类比成分家了,即原来的“姐妹”又分到两个户口本上了,此时每一本户口本上的人自然也就不构成“姐妹”关系,因而姐妹染色单体数为0。
二、实际功能类比,理悟生物学结构
[实例2]原核细胞与真核细胞结构的比较
理解难点:原核细胞没有真核细胞那样复杂的细胞器,如好氧性细菌没有线粒体,怎么也能进行有氧呼吸?蓝细菌没有叶绿体,如何进行光合作用?
类比实例:把一所学校类比成一个细胞。在这个学校里只要有学生、各学科老师、校长,理论上讲,即使没有教室,也可以在校长的统领下完成所有的教育教学活动,只是每一次的教育教学行为都要在校园里寻找相关学科老师和学生,效率较低。而教室的存在,大大提高了教育教学活动的效率。这样,教室就可以类比成真核细胞的各种细胞器,校长类比成DNA,各科教师和学生类比成完成各项生命活动所需的基本条件。所以,原核细胞虽然没有各种复杂的细胞器,但仍可以完成相关生命活动。以此进一步类比推理,一个没有教室的学校,为了提高效率怎么办?只有缩小校园的面积,让寻找变得简单。故而原核细胞的体积一般都是小于真核细胞的,目的就是为了提高自身生命活动的效率。
三、宏观事件类比,品悟生物学过程
[实例3]细胞免疫和体液免疫的过程以及相互之间的协作关系
理解难点:两大特异性免疫的过程比较复杂且相互之间关系密切,仅靠流程图的展示学生很难理解免疫过程,对两者之间的协作关系更难以完整描述和认识。
类比实例:将免疫过程类比成多兵种合作杀敌,具体过程如右图所示。
类比思维就是运用已有的知识、经验将陌生的、不熟悉的问题与已经解决了的熟悉的问题或其他相似事物进行类比,寻找其间所遵循的共同规律,从而创造性地解决问题。这既是科学学习的重要方法,亦是科学发现的有效途径。高中生物课堂教学中妙用学生易懂的实例进行类比,可以有效助力学生对抽象概念的理解。但需要注意的是,教师选用的易懂实例一是要从学生的已有认知角度出发,让实例真正易懂,二是要比较直观,与学生生活联系紧密,但不能太庸俗,三是要防止学生把生物学概念与类比对象完全等同起来造成错误。课堂上运用类比方法旨在培育学生生物学思维方式,教会学生接受和理解知识的方式,恰当地利用类比思维,使得生物课堂更有气氛,学生的学习兴趣更浓,通过举一反三、触类旁通,将原本抽象晦涩难懂的生物学概念理解更到位、认识更清晰。