時間:2024-01-13 15:41:50
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇生命現象的基礎范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
關鍵詞:初中生物;比較法;作用;類型;運用
中圖分類號:G633.91 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2013)13-0090
生物比較法教學,是指按照事物對立統一規律和人的認識規律,將復雜多樣的生命現象和本質,進行分析鑒別和綜合比較的教學方法。比較法是研究生物學的重要方法,也是生物教學的重要方法,是生物教學中培養學生能力、開發學生智力的重要手段。
一、生物比較法教學的作用
初中生物學,以辯證唯物主義為指導,講述了各種生命現象和規律。在初中生物教學中,如何幫助學生能舉一反三、全面系統準確地認識掌握概念,并從各個概念中找出生命活動的規律,將知識融會貫通,這是生物教學中的一個難題。采用比較法教學能較好地解決這一難題。它的作用是多方面的,具體來說,大致有如下幾方面:
1. 可使學生在已知概念的基礎上,迅速而準確地由此及彼,去認識未知概念,獲得新的知識;擴大原有知識的范圍,加深原有知識的程度。如講細菌的營養方式――異養型,先用綠藻的自養方式作對比,引出異養的含義。
2. 可使學生牢固地建立起知識的內部聯系,把一些零碎的知識組織起來,使之系統化。
生物學知識,本來有它固有的聯系,但在教材編寫時,不得已將它們分割開來,編入不同章節中。我們在教學中,必須將分散了的系統知識適時相應地集中起來,闡明復雜多樣的生命現象和規律間的關系。
3. 可使學生準確地掌握概念的內涵和外延。中學生認識事物時,往往抓不住事物的本質特征,對那些相近的概念、成雙成對、成列成排、前后聯系的名詞混淆不清、琢磨不定。有比較才能有鑒別,一切事物總是相比較而存在的。在教學中采用比較法,突出一方,找出它們的異同,就可避免混淆和張冠李戴。如講穗狀花序時,用總狀花序作比較,找出它們之間的相同之處和不同之處,就可使學生清楚地掌握這一對概念。
4. 比較法能起到或加強直觀作用。比較法能使抽象微細的生命現象和規律具體形象化,我們也稱之為“對比直觀”。如借用學生們所熟知的一般事物,比喻生命現象或規律,如說草履蟲象草鞋,大草履蟲有一個透明略呈腎形的大核,等等。這樣,使學生對微細抽象的生命現象,有一個直觀形象。
5. 比較法是培養提高學生邏輯思維能力的重要方法。比較法是一切理解和一切思維的基石,即比較是一切邏輯思維的方法。任何事物的特點必須在相互比較中才能充分地顯示出來。因此,采用比較法,可以培養和提高學生的邏輯思維能力。
二、比較法的類型及其運用
中學生物學主要是講述生命現象的共性和個性,都是科學家們經過反復比較,從理論上概括總結出來的。生命現象之間有著本質的內在聯系,縱橫交錯,網絡復雜。生命現象的多樣性決定了比較法的多樣性。一般的比較法有類比、列比、歷比、寡眾比和綜合比。
1. 類比。就是根據生命現象和規律的系統性,進行類型或類別比較的方法。根據被對比各點的相似性和差異性、類比法又分為類型比較法和類別比較法。前者是把同類的各個生命現象和規律進行比較,找出共同性和相似性,進行歸納教學的方法。如學生已學過了地上莖的知識,在講授地下莖時,將其特點分別與地上莖特點作相應比較,或者讓學生把兩個實物對比分析,這樣可使學生在已有知識的基礎上,自學新的知識,建立起同類的概念。后者是把不同類的生命現象和規律進行比較,找出特殊性和差異性,進行分類的教學方法。如綠藻和蘭藻的比較,鯨和魚的比較,可使學生在原有一類知識的基礎上,獲得另一類新的知識,擴大原有知識的范圍。
2. 列比。列比就是把相對獨立的互為并列的幾個生命現象進行比較的方法。如:綠色開花植物的各種根(或莖、或葉、或花、或果實)的比較;昆蟲綱各目動物口器的比較等等,可使學生從中清楚地認識到繁多的生物器官與其功能和環境條件相適應。
3. 歷比。歷比就是從時間上和空間上,將某一生命現象發生發展歷程分階段進行比較的方法。如將高等植物各類的根(或莖、葉),按進化程序比較,可幫助學生具體生動地認識到:植物的進化遵循由簡單到復雜(由水生到陸生)的進化歷程。
4. 寡眾比。寡眾比就是將同類中的一事物同眾事物比較的方法。一般以一事物為圓心,與眾事物分別比較,而眾事物之間不進行比較。如把茄科與錦葵科、薔薇科、十字花科的主要特征分別進行比較,強化對茄科主要特征的認識和記憶。在分章節復習時,也可把其中的一種器官(或組織、或系統)同多種器官(或組織、或系統)分別比較。強化其一,鞏固其他。
5. 綜合比。綜合比就是把一系列的各個生命現象的諸方面進行比較的方法。一般用在總復習末期,將一本教材(或一編)的內容,分縱類和橫行,綜合整理,分析精煉,列出一覽圖表,讓學生靈活運用上述各種比較法,掌握個別和整體知識的網絡關系,積零為整,融會貫通,使知識系統化。如六大類植物類群的主要特征比較等。
三、運用比較法需注意的問題
1. 選準比較因子。比較法在生物教學中的應用雖然很廣泛,但不是任何兩個事物都可以用來作比較的。只有具有比較意義和條件的雙方,才能確立為比較對象。一般要符合如下比較的基本條件:
(1)同類不同種的生命現象和規律的比較。如:一種植物體與另一種植物體;一種動物體與另一種動物體;一種植物群落與另一種植物群落;一個動物類群與另一個動物類群。它們分別隸屬于同一大類中的不同小類。比較的目的:求其異同,尋其特點。
(2)非同類事物的比較。非同類事物的比較,屬于借比。如:雙子葉植物葉脈呈網狀,柵欄組織象柵欄,海綿組織似海綿等。比較的目的:借以說明某些難于想象的事物,使學生理解(下轉第92頁)(上接第90頁)某些抽象的事物。
(3)本質特征相同或相反的生命現象和規律的比較。如:動物進化原因與植物進化原因;呼吸作用實質與光合作用實質等相比。
2. 貼近學生思維要求。運用比較法時需“駕輕就熟”,“就地取材”,不要找那些學生見所未見、聞所未聞的對象,更不要找那些比本體還要復雜,令人費解的對象。
3. 靈活綜合運用。由前所述,比較法雖分幾種,但它們是相互聯系、縱橫交錯的,作用是多方面的。在生物教學中,可根據知識的特點和需要,靈活運用。
【關鍵詞】 初中生物;比較法;教學探索
【中圖分類號】G63.26 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089(2013)25-0-02
生物學作為一門以實驗為基礎、研究自然界中一切物質的運動、物質結構及變化、物質相互作用的基本規律的學科,具有很強的實踐性和科學的嚴謹性。同時作為一門基礎學科,以技術應用廣泛、知識創新快的特點,具有廣泛的應用性和不斷的創新性。在自然界和人類社會不斷發展變化的今天,我們每一位生物老師應不斷轉變教育觀念、更新教育思想、改革教學模式、改進教學方法和手段,使學生具有扎實的基礎知識、科學求實的態度、靈活多變的思維方式和強烈的創新意識。生物比較法教學,是指按照事物對立統一規律和人的認識規律,將復雜多樣的生命現象和本質,進行分析鑒別和綜合比較的教學方法。比較法是研究生物學的重要方法,也是生物教學的重要方法,是生物教學中培養學生能力、開發學生智力的重要手段。
一、生物比較法教學的作用
生物學,以辯證唯物主義為指導,講述了各種生命現象和規律。在生物教學中,如何幫助學生能舉一反三、全面系統準確地認識掌握概念,并從各個概念中找出生命活動的規律,將知識融會貫通,這是生物教學中的一個難題。采用比較法教學能較好地解決這一難題。它的作用是多方面的,具體來說,大致有如下幾方面。
1.可使學生在已知概念的基礎上,迅速而準確地由此及彼,去認識未知概念,獲得新的知識;擴大原有知識的范圍,加深原有知識的程度。如:講細菌的營養方式――異養型,先用綠藻的自養方式作對比,引出異養的含義。
2.可使學生牢固地建立起知識的內部聯系,把一些零碎的知識組織起來,使之系統化。
生物學知識,本來有它固有的聯系,但在教材編寫時,不得已將它們分割開來,編入不同章節中。我們在教學中,必須將分散了的系統的知識適時相應地集中起來,闡明復雜多樣的生命現象和規律間的關系。如:講動物的進化規律時,把各門動物的神經進行比較,就能使學生清楚地認識到:動物之間有著一定的親緣關系,是按照從簡單到復雜的規律進化的。
3.可使學生準確地掌握概念的內涵和外延。
學生認識事物時,往往抓不住事物的本質特征,對那些相近的概念、成雙成對、成列成排、前后聯系的名詞混淆不清,琢磨不定。有比較才能鑒別,一切事物總是相比較而存在的。在教學中采用比較法,突出一方,找出它們的異同,就可避免混淆和張冠李戴。如:講穗狀花序時,用總狀花序作比較,找出它們之間的相同之處和不同之處,就可使學生清楚地掌握這一對概念。
4.比較法能起到或加強直觀作用。
比較法能使抽象微細的生命現象和規律具體形象化,我們也稱之為“對比直觀”。如:借用學生們所熟知的一般事物,比喻生命現象或規律,如:說草履蟲像草鞋,大草履蟲有一個透明略呈腎形的大核,等等。這樣,使學生對微細抽象的生命現象,有一個直觀形象。比較法還能加強直觀作用。如將蜥蜴的肺結構圖同青蛙的肺結構圖比較,能使學生具體深刻地看到蜥蜴肺泡數目增多,深切地認識到蜥蜴肺的呼吸作用能夠滿足整個身體對氧氣的需要,因此適于陸地上的生活。而青蛙還需要皮膚輔助呼吸,仍然離不開潮濕的環境。
5.比較法是培養提高學生邏輯思維能力的重要方法。
比較法是一切理解和一切思維的基石,即比較是一切邏輯思維的方法。任何事物的特點必須在相互比較中才能充分地顯示出來。因此,采用比較法,可以培養和提高學生的邏輯思維能力。比如:呼吸作用與光合作用有什么聯系和區別?學生必須用比較法,從邏輯上找出對比之項:作用場所、作用條件、反應物、生成物、能量轉化等等,然后分析出對立面和統一面,得出答案。并從中看出二者的相互依賴、相互制約的關系。
二、比較法的類型及其運用
學生物學主要是講述生命現象的共性和個性,都是科學家們經過反復比較,從理論上概括總結出來的。生命現象之間有著本質的內在聯系,縱橫交錯,網絡復雜。生命現象的多樣性決定了比較法的多樣性。一般的比較法有類比、列比、歷比、寡眾比和綜合比。
1.類比。就是根據生命現象和規律的系統性,進行類型或類別比較的方法。根據被對比各點的相似性和差異性、類比法又分為類型比較法和類別比較法。前者是把同類的各個生命現象和規律進行比較,找出共同性和相似性,進行歸納教學的方法。如學生已學過了地上莖的知識,在講授地下莖時,將其特點分別與地上莖特點作相應比較,或者讓學生把兩個實物對比分析,這樣可使學生在已有知識的基礎上,自學似地獲得新的知識,建立起同類的概念。后者是把不同類的生命現象和規律進行比較,找出特殊性和差異性,進行分類的教學方法。如綠藻和蘭藻的比較,鯨和魚的比較,可使學生在原有一類知識的基礎上,獲得另一類新的知識,擴大原有知識的范圍。
類型比較法和類別比較法關系密切,常相互配合,同時運用。求大同,歸一類;找出特點,分門別類。使學生清楚地看到對比各方既是具有共同特征的一大類,又是具有不同特點的二類或多類(小類)。
2.列比。列比就是把相對獨立的互為并列的幾個生命現象進行比較的方法。如:綠色開花植物的各種根(或莖、或葉、或花、或果實)的比較;昆蟲綱各目動物口器的比較;等等。可使學生從中清楚地認識到繁多的生物器官與其功能和環境條件相適應。
3.歷比。歷比就是從時間上和空間上,將某一生命現象發生發展歷程分階段進行比較的方法。如將高等植物各類的根(或莖、葉),按進化程序比較,可幫助學生具體生動地認識到:植物的進化遵循由簡單到復雜(由水生到陸生)的進化歷程。又如把魚綱、兩棲綱、爬行綱和哺乳鋼的心臟(用掛圖或模型更佳)比較,這樣,學生就不難看出脊椎動物心臟的分隔變化,即由一心房一心室到二心房一心室至二心房二心室。有力地證明了動物也是遵循從簡單到復雜、從低級到高級的進化歷程。
4.寡眾比。寡眾比就是將同類中的一事物同眾事物比較的方法。一般以一事物為圓心,與眾事物分別比較,而眾事物之間不進行比較。如把茄科與錦葵科、薔薇科、十字花科的主要特征分別進行比較,強化對茄科主要特征的認識和記憶。在分章節復習時,也可把其中的一種器官(或組織、或系統)同多種器官(或組織、或系統)分別比較。強化其一,鞏固其他。
5.綜合比。綜合比就是把一系列的各個生命現象的諸方面進行比較的方法。一般用在總復習末期,將一本教材(或一編)的內容,分縱類和橫行,綜合整理,分析精煉,列出一覽圖表,讓學生靈活運用上述各種比較法,掌握個別和整體知識的網絡關系,積零為整,融會貫通,使知識系統化。如六大類植物類群的主要特征比較等。
三、運用比較法需注意的問題
1.選準比較因子。比較法在生物教學中的應用雖然很廣泛,但不是任何兩個事物都可以用來作比較的。只有具有比較意義和條件的雙方,才能確立為比較對象。一般要符合如下比較的基本條件:
(1)同類不同種的生命現象和規律的比較。如:一種植物體與另一種植物體;一種動物體與另一種動物體;一種植物群落與另一種植物群落;一個動物類群與另一個動物類群。它們分別隸屬于同一大類中的不同小類。比較的目的:求其異同,尋其特點。
(2)非同類事物的比較。非同類事物的比較,屬于借比。如:雙子葉植物葉脈呈網狀,柵欄組織象柵欄,海綿組織似海綿等。比較的目的:借以說明某些難于想象的事物,使學生理解某些抽象的事物。
(3)本質特征相同或相反的生命現象和規律的比較。如:動物進化原因與植物進化原因;呼吸作用實質與光合作用實質等相比。
2.貼近學生思維要求。運用比較法時需“駕輕就熟”,“就地取材”,不要找那些學生見所未見、聞所未聞的對象,更不要找那些比本體還要復雜,令人費解的對象。如:比較蜂群中蜂王、雄蜂、工蜂的區別。引導學生分別從三種蜂的身體大孝卵的受精情況、蜂房大孝幼蟲期食物、生殖器官的發育及職能等加以比較。
3.靈活綜合應用。
一、生物比較法教學的作用
初中生物學,以辯證唯物主義為指導,講述了各種生命現象和規律。在初中生物教學中,如何幫助學生能舉一反三、全面系統準確地認識掌握概念,并從各個概念中找出生命活動的規律,將知識融會貫通,這是生物教學中的一個難題。采用比較法教學能較好地解決這一難題。它的作用是多方面的,具體來說,大致有如下幾方面。
1.可使學生在已知概念的基礎上,迅速而準確地由此及彼,去認識未知概念,獲得新的知識;擴大原有知識的范圍,加深原有知識的程度。如講細菌的營養方式――異養型,先用綠藻的自養方式作對比,引出異養的含義。
2.可使學生牢固地建立起知識的內部聯系,把一些零碎的知識組織起來,使之系統化。生物學知識,本來有它固有的聯系,但在教材編寫時,不得已將它們分割開來,編入不同章節中。我們在教學中,必須將分散了的系統的知識適時相應地集中起來,闡明復雜多樣的生命現象和規律間的關系。如講動物的進化規律時,把各門動物的神經進行比較,就能使學生清楚地認識到:動物之間有著一定的親緣關系,是按照從簡單到復雜的規律進化的。
3.可使學生準確地掌握概念的內涵和外延。中學生認識事物時,往往抓不住事物的本質特征,對那些相近的概念、成雙成對、成列成排、前后聯系的名詞混淆不清,琢磨不定。有比較才能鑒別,一切事物總是相比較而存在的。在教學中采用比較法,突出一方,找出它們的異同,就可避免混淆和張冠李戴。如講穗狀花序時,用總狀花序作比較,找出它們之間的相同之處和不同之處,就可使學生清楚地掌握這一對概念。
二、生物比較法教學的類型及其運用
中學生物學主要是講述生命現象的共性和個性,都是科學家們經過反復比較,從理論上概括總結出來的。生命現象之間有著本質的內在聯系,縱橫交錯,網絡復雜。生命現象的多樣性決定了比較法的多樣性。一般的比較法有類比、列比、歷比、寡眾比和綜合比。
1.類比。就是根據生命現象和規律的系統性,進行類型或類別比較的方法。根據被對比各點的相似性和差異性、類比法又分為類型比較法和類別比較法。前者是把同類的各個生命現象和規律進行比較,找出共同性和相似性,進行歸納教學的方法。如學生已學過了地上莖的知識,在講授地下莖時,將其特點分別與地上莖特點作相應比較,或者讓學生把兩個實物對比分析,這樣可使學生在已有知識的基礎上,自學似地獲得新的知識,建立起同類的概念。后者是把不同類的生命現象和規律進行比較,找出特殊性和差異性,進行分類的教學方法。如綠藻和藍藻的比較,鯨和魚的比較,可使學生在原有一類知識的基礎上,獲得另一類新的知識,擴大原有知識的范圍。類型比較法和類別比較法關系密切,常相互配合,同時運用。求大同,歸一類;找出特點,分門別類。使學生清楚地看到對比各方既是具有共同特征的一大類,又是具有不同特點的二類或多類(小類)。
2.列比。列比就是把相對獨立的互為并列的幾個生命現象進行比較的方法。如:綠色開花植物的各種根(或莖,或葉,或花,或果實)的比較;昆蟲綱各目動物口器的比較;等等。可使學生從中清楚地認識到繁多的生物器官與其功能和環境條件相適應。
3.歷比。歷比就是從時間上和空間上,將某一生命現象發生發展歷程分階段進行比較的方法。如將高等植物各類的根(或莖、葉),按進化程序比較,可幫助學生具體生動地認識到:植物的進化遵循由簡單到復雜(由水生到陸生)的進化歷程。又如把魚綱、兩棲綱、爬行綱和哺乳鋼的心臟(用掛圖或模型更佳)比較,這樣,學生就不難看出脊椎動物心臟的分隔變化,即由一心房一心室到二心房一心室至二心房二心室。有力地證明了動物也是遵循從簡單到復雜、從低級到高級的進化歷程。
4.寡眾比。寡眾比就是將同類中的一事物同眾事物比較的方法。一般以一事物為圓心,與眾事物分別比較,而眾事物之間不進行比較。如把茄科與錦葵科、薔薇科、十字花科的主要特征分別進行比較,強化對茄科主要特征的認識和記憶。在分章節復習時,也可把其中的一種器官(或組織,或系統)同多種器官(或組織,或系統)分別比較。強化其一,鞏固其他。
5.綜合比。綜合比就是把一系列的各個生命現象的諸方面進行比較的方法。一般用在總復習末期,將一本教材(或一編)的內容,分縱類和橫行,綜合整理,分析精煉,列出一覽圖表,讓學生靈活運用上述各種比較法,掌握個別和整體知識的網絡關系,積零為整,融會貫通,使知識系統化。如六大類植物類群的主要特征比較等。
一、生物比較法教學的作用
初中生物學,以辯證唯物主義為指導,講述了各種生命現象和規律。在初中生物教學中,如何幫助學生能舉一反三、全面系統準確地認識掌握概念,并從各個概念中找出生命活動的規律,將知識融會貫通,這是生物教學中的一個難題。采用比較法教學能較好地解決這一難題。它的作用是多方面的,具體來說,大致有如下幾方面。
1.可使學生在已知概念的基礎上,迅速而準確地由此及彼,去認識未知概念,獲得新的知識;擴大原有知識的范圍,加深原有知識的程度。如講細菌的營養方式——異養型,先用綠藻的自養方式作對比,引出異養的含義。
2.可使學生牢固地建立起知識的內部聯系,把一些零碎的知識組織起來,使之系統化。
生物學知識,本來有它固有的聯系,但在教材編寫時,不得已將它們分割開來,編入不同章節中。我們在教學中,必須將分散了的系統的知識適時相應地集中起來,闡明復雜多樣的生命現象和規律間的關系。如講動物的進化規律時,把各門動物的神經進行比較,就能使學生清楚地認識到:動物之間有著一定的親緣關系,是按照從簡單到復雜的規律進化的。
3.可使學生準確地掌握概念的內涵和外延。
中學生認識事物時,往往抓不住事物的本質特征,對那些相近的概念、成雙成對、成列成排、前后聯系的名詞混淆不清,琢磨不定。有比較才能鑒別,一切事物總是相比較而存在的。在教學中采用比較法,突出一方,找出它們的異同,就可避免混淆和張冠李戴。如講穗狀花序時,用總狀花序作比較,找出它們之間的相同之處和不同之處,就可使學生清楚地掌握這一對概念。
4.比較法能起到或加強直觀作用。
比較法能使抽象微細的生命現象和規律具體形象化,我們也稱之為“對比直觀”。如借用學生們所熟知的一般事物,比喻生命現象或規律,如說草履蟲象草鞋,大草履蟲有一個透明略呈腎形的大核,等等。這樣,使學生對微細抽象的生命現象,有一個直觀形象。比較法還能加強直觀作用。如將蜥蜴的肺結構圖同青蛙的肺結構圖比較,能使學生具體深刻地看到蜥蜴肺泡數目增多,深切地認識到蜥蜴肺的呼吸作用能夠滿足整個身體對氧氣的需要,因此適于陸地上的生活。而青蛙還需要皮膚輔助呼吸,仍然離不開潮濕的環境。
5.比較法是培養提高學生邏輯思維能力的重要方法。
比較法是一切理解和一切思維的基石,即比較是一切邏輯思維的方法。任何事物的特點必須在相互比較中才能充分地顯示出來。因此,采用比較法,可以培養和提高學生的邏輯思維能力。比如:呼吸作用與光合作用有什么聯系和區別?學生必須用比較法,從邏輯上找出對比之項:作用場所、作用條件、反應物、生成物、能量轉化等等,然后分析出對立面和統一面,得出答案。并從中看出二者的相互依賴、相互制約的關系。
二、比較法的類型及其運用
中學生物學主要是講述生命現象的共性和個性,都是科學家們經過反復比較,從理論上概括總結出來的。生命現象之間有著本質的內在聯系,縱橫交錯,網絡復雜。生命現象的多樣性決定了比較法的多樣性。一般的比較法有類比、列比、歷比、寡眾比和綜合比。
1.類比。就是根據生命現象和規律的系統性,進行類型或類別比較的方法。根據被對比各點的相似性和差異性、類比法又分為類型比較法和類別比較法。前者是把同類的各個生命現象和規律進行比較,找出共同性和相似性,進行歸納教學的方法。如學生已學過了地上莖的知識,在講授地下莖時,將其特點分別與地上莖特點作相應比較,或者讓學生把兩個實物對比分析,這樣可使學生在已有知識的基礎上,自學似地獲得新的知識,建立起同類的概念。后者是把不同類的生命現象和規律進行比較,找出特殊性和差異性,進行分類的教學方法。如綠藻和蘭藻的比較,鯨和魚的比較,可使學生在原有一類知識的基礎上,獲得另一類新的知識,擴大原有知識的范圍。
類型比較法和類別比較法關系密切,常相互配合,同時運用。求大同,歸一類;找出特點,分門別類。使學生清楚地看到對比各方既是具有共同特征的一大類,又是具有不同特點的二類或多類(小類)。
2.列比。列比就是把相對獨立的互為并列的幾個生命現象進行比較的方法。如:綠色開花植物的各種根(或莖、或葉、或花、或果實)的比較;昆蟲綱各目動物口器的比較;等等。可使學生從中清楚地認識到繁多的生物器官與其功能和環境條件相適應。
3.歷比。歷比就是從時間上和空間上,將某一生命現象發生發展歷程分階段進行比較的方法。如將高等植物各類的根(或莖、葉),按進化程序比較,可幫助學生具體生動地認識到:植物的進化遵循由簡單到復雜(由水生到陸生)的進化歷程。又如把魚綱、兩棲綱、爬行綱和哺乳鋼的心臟(用掛圖或模型更佳)比較,這樣,學生就不難看出脊椎動物心臟的分隔變化,即由一心房一心室到二心房一心室至二心房二心室。有力地證明了動物也是遵循從簡單到復雜、從低級到高級的進化歷程。
4.寡眾比。寡眾比就是將同類中的一事物同眾事物比較的方法。一般以一事物為圓心,與眾事物分別比較,而眾事物之間不進行比較。如把茄科與錦葵科、薔薇科、十字花科的主要特征分別進行比較,強化對茄科主要特征的認識和記憶。在分章節復習時,也可把其中的一種器官(或組織、或系統)同多種器官(或組織、或系統)分別比較。強化其一,鞏固其他。
5.綜合比。綜合比就是把一系列的各個生命現象的諸方面進行比較的方法。一般用在總復習末期,將一本教材(或一編)的內容,分縱類和橫行,綜合整理,分析精煉,列出一覽圖表,讓學生靈活運用上述各種比較法,掌握個別和整體知識的網絡關系,積零為整,融會貫通,使知識系統化。如六大類植物類群的主要特征比較等。
三、運用比較法需注意的問題
1.選準比較因子。比較法在生物教學中的應用雖然很廣泛,但不是任何兩個事物都可以用來作比較的。只有具有比較意義和條件的雙方,才能確立為比較對象。一般要符合如下比較的基本條件:
(1)同類不同種的生命現象和規律的比較。如:一種植物體與另一種植物體;一種動物體與另一種動物體;一種植物群落與另一種植物群落;一個動物類群與另一個動物類群。它們分別隸屬于同一大類中的不同小類。比較的目的:求其異同,尋其特點。
(2)非同類事物的比較。非同類事物的比較,屬于借比。如:雙子葉植物葉脈呈網狀,柵欄組織象柵欄,海綿組織似海綿等。比較的目的:借以說明某些難于想象的事物,使學生理解某些抽象的事物。
(3)本質特征相同或相反的生命現象和規律的比較。如:動物進化原因與植物進化原因;呼吸作用實質與光合作用實質等相比。
2.貼近學生思維要求。運用比較法時需“駕輕就熟”,“就地取材”,不要找那些學生見所未見、聞所未聞的對象,更不要找那些比本體還要復雜,令人費解的對象。如:比較蜂群中蜂王、雄蜂、工蜂的區別。引導學生分別從三種蜂的身體大孝卵的受精情況、蜂房大孝幼蟲期食物、生殖器官的發育及職能等加以比較。
3.靈活綜合應用。
一、生物比較法教學的作用
初中生物學,以辯證唯物主義為指導,講述了各種生命現象和規律。在初中生物教學中,如何幫助學生能舉一反三、全面系統準確地認識掌握概念,并從各個概念中找出生命活動的規律,將知識融會貫通,這是生物教學中的一個難題。采用比較法教學能較好地解決這一難題。它的作用是多方面的,具體來說,大致有如下幾方面。
1.可使學生在已知概念的基礎上,迅速而準確地由此及彼,去認識未知概念,獲得新的知識;擴大原有知識的范圍,加深原有知識的程度。如講細菌的營養方式——異養型,先用綠藻的自養方式作對比,引出異養的含義
2.可使學生牢固地建立起知識的內部聯系,把一些零碎的知識組織起來,使之系統化
生物學知識,本來有它固有的聯系,但在教材編寫時,不得已將它們分割開來,編入不同章節中。我們在教學中,必須將分散了的系統的知識適時相應地集中起來,闡明復雜多樣的生命現象和規律間的關系。如講動物的進化規律時,把各門動物的神經進行比較,就能使學生清楚地認識到:動物之間有著一定的親緣關系,是按照從簡單到復雜的規律進化的。
3.可使學生準確地掌握概念的內涵和外延
中學生認識事物時,往往抓不住事物的本質特征,對那些相近的概念、成雙成對、成列成排、前后聯系的名詞混淆不清,琢磨不定。有比較才能鑒別,一切事物總是相比較而存在的。在教學中采用比較法,突出一方,找出它們的異同,就可避免混淆和張冠李戴。如講穗狀花序時,用總狀花序作比較,找出它們之間的相同之處和不同之處,就可使學生清楚地掌握這一對概念。
4.比較法能起到或加強直觀作用
比較法能使抽象微細的生命現象和規律具體形象化,我們也稱之為“對比直觀”。如借用學生們所熟知的一般事物,比喻生命現象或規律,如說草履蟲象草鞋,大草履蟲有一個透明略呈腎形的大核,等等。這樣,使學生對微細抽象的生命現象,有一個直觀形象。比較法還能加強直觀作用。如將蜥蜴的肺結構圖同青蛙的肺結構圖比較,能使學生具體深刻地看到蜥蜴肺泡數目增多,深切地認識到蜥蜴肺的呼吸作用能夠滿足整個身體對氧氣的需要,因此適于陸地上的生活。而青蛙還需要皮膚輔助呼吸,仍然離不開潮濕的環境。
5.比較法是培養提高學生邏輯思維能力的重要方法
比較法是一切理解和一切思維的基石,即比較是一切邏輯思維的方法。任何事物的特點必須在相互比較中才能充分地顯示出來。因此,采用比較法,可以培養和提高學生的邏輯思維能力。比如:呼吸作用與光合作用有什么聯系和區別?學生必須用比較法,從邏輯上找出對比之項:作用場所、作用條件、反應物、生成物、能量轉化等等,然后分析出對立面和統一面,得出答案。并從中看出二者的相互依賴、相互制約的關系。
二、比較法的類型及其運用
中學生物學主要是講述生命現象的共性和個性,都是科學家們經過反復比較,從理論上概括總結出來的。生命現象之間有著本質的內在聯系,縱橫交錯,網絡復雜。生命現象的多樣性決定了比較法的多樣性。一般的比較法有類比、列比、歷比、寡眾比和綜合比。
類比。就是根據生命現象和規律的系統性,進行類型或類別比較的方法。根據被對比各點的相似性和差異性、類比法又分為類型比較法和類別比較法。前者是把同類的各個生命現象和規律進行比較,找出共同性和相似性,進行歸納教學的方法。如學生已學過了地上莖的知識,在講授地下莖時,將其特點分別與地上莖特點作相應比較,或者讓學生把兩個實物對比分析,這樣可使學生在已有知識的基礎上,自學似地獲得新的知識,建立起同類的概念。后者是把不同類的生命現象和規律進行比較,找出特殊性和差異性,進行分類的教學方法。如綠藻和蘭藻的比較,鯨和魚的比較,可使學生在原有一類知識的基礎上,獲得另一類新的知識,擴大原有知識的范圍。
類型比較法和類別比較法關系密切,常相互配合,同時運用。求大同,歸一類;找出特點,分門別類。使學生清楚地看到對比各方既是具有共同特征的一大類,又是具有不同特點的二類或多類(小類)。
列比。列比就是把相對獨立的互為并列的幾個生命現象進行比較的方法。如:綠色開花植物的各種根(或莖、或葉、或花、或果實)的比較;昆蟲綱各目動物口器的比較;等等。可使學生從中清楚地認識到繁多的生物器官與其功能和環境條件相適應。
歷比。歷比就是從時間上和空間上,將某一生命現象發生發展歷程分階段進行比較的方法。如將高等植物各類的根(或莖、葉),按進化程序比較,可幫助學生具體生動地認識到:植物的進化遵循由簡單到復雜(由水生到陸生)的進化歷程。又如把魚綱、兩棲綱、爬行綱和哺乳鋼的心臟(用掛圖或模型更佳)比較,這樣,學生就不難看出脊椎動物心臟的分隔變化,即由一心房一心室到二心房一心室至二心房二心室。有力地證明了動物也是遵循從簡單到復雜、從低級到高級的進化歷程。
寡眾比。寡眾比就是將同類中的一事物同眾事物比較的方法。一般以一事物為圓心,與眾事物分別比較,而眾事物之間不進行比較。如把茄科與錦葵科、薔薇科、十字花科的主要特征分別進行比較,強化對茄科主要特征的認識和記憶。在分章節復習時,也可把其中的一種器官(或組織、或系統)同多種器官(或組織、或系統)分別比較。強化其一,鞏固其他。
綜合比。綜合比就是把一系列的各個生命現象的諸方面進行比較的方法。一般用在總復習末期,將一本教材(或一編)的內容,分縱類和橫行,綜合整理,分析精煉,列出一覽圖表,讓學生靈活運用上述各種比較法,掌握個別和整體知識的網絡關系,積零為整,融會貫通,使知識系統化。如六大類植物類群的主要特征比較等。
三、運用比較法需注意的問題
選準比較因子。比較法在生物教學中的應用雖然很廣泛,但不是任何兩個事物都可以用來作比較的。只有具有比較意義和條件的雙方,才能確立為比較對象。一般要符合如下比較的基本條件:
象和規律的比較。如:一種植物體與另一種植物體;一種動物體與另一種動物體;一種植物群落與另一種植物群落;一個動物類群與另一個動物類群。它們分別隸屬于同一大類中的不同小類。比較的目的:求其異同,尋其特點。
(2)非同類事物的比較。非同類事物的比較,屬于借比。如:雙子葉植物葉脈呈網狀,柵欄組織象柵欄,海綿組織似海綿等。比較的目的:借以說明某些難于想象的事物,使學生理解某些抽象的事物。
(3)本質特征相同或相反的生命現象和規律的比較。如:動物進化原因與植物進化原因;呼吸作用實質與光合作用實質等相比。
一、概念模型,建立體系
模型是人們為了學習和了解某種事物而開發的一種工具,它可用定量表示也能定性表達。以化抽象為具體為手段,或者是通過抽象的形式表達來實現對事物的理解。因此筆者在生物教學中就經常要求學生借助模型這一工具來加深對知識的理解。
例如教材在編寫《現代生物進化理論的由來》時,就是通過以下理論模型,講解達爾文的學說的。如根據事實1:生物都有過度繁殖的傾向;事件2:物種內個數能保持穩定;事件3:資源有限,得出推論1:個體之間有生存斗爭,在此基礎上和事實4:個體存在差異即變異;事實5:變異可以遺傳,推導出結論2:有利變異存活和繁衍的機會多,進而得出:有利變異積累,生物進化成新類型。但是若以學生能夠輕松記憶為目的,此模型依舊存在不夠簡潔、內在關系不夠突出的問題。為了幫助學生實現對學說更深刻的理解,筆者引導學生沿著起因與結果這條路線重新梳理了自然學說的理論,構建了以下概念模型:在食物空間等環境有限的條件下,生物存在度繁殖導致生物之間生存斗爭的產生和發展,而生物演變過程中存在遺傳變異,不利變異被淘汰從而推導出適者生存的核心觀點。學生在理解的基礎上總結和歸納建立概念模型,在此過程中是對知識的反芻與消化。概念模型具有表達簡明扼要的特點,便于學生強化記憶。在體會到概念模型的實用性后,學生們舉一反三,將它運用到對光合作用、呼吸作用等方面的記憶。
同學們在學習與理解的基礎上建立自己的知識網絡體系,不僅有助于記憶力的提升,更收獲了創作的成就感。通過概念模式的建立使學生更好的理解了進化與適應的觀念,同時也強化了其用生命觀念去認識生命世界、解釋生命現象的意識。
二、物理模型,發現規律
高中生物知識的學習中,有一個知識點讓許多學生感到無可奈何,這個難點就是細胞的減數分裂。同學們表示課本上雖然講解詳細但還是過于抽象,所以理解記憶起來就比較困難。為了打破這一困擾,筆者采取構建物理模型的方式,讓知識自己“說話”。
在進行減數分裂教學時,筆者先讓學生進行文章的預習做到對知識有關初步的了解,然后筆者拿出事先做好的物理模型――表示染色體的紙條和可以將紙條固定在黑板上的釘子。首先我在黑板上畫出一個圓表示細胞,將兩對染色體置于其中表示精原細胞演化成的初級精母細胞。這兩對染色體分別由兩條染色單體組成并由同一個著絲點連接,釘子在此充當著絲點。將大小相同的同源染色體對稱的某一位置的片段交換貼好,表示發生了染色體交換現象。將大小相同同源染色體并列放在赤道板兩側,此時再用細線表示紡錘絲栓接在釘子上并分別向上下牽引,來表現在紡錘絲牽引下同源染色體分開的情況。用物理模型初步展現了精原細胞減數第一次分裂的過程,讓同學們將課本上的表述與看到的現象相結合,通過視覺的刺激同學們更好的理解了生命現象。有了這次經歷,我讓同學們自己動手展示減數第二次分裂,同學們都積極地動手操作起來。
通過建構模型,可以防止學生被非本質因素的干擾,從而幫助其抓住事物的根本特征。學生用身邊簡單的物品構建模型,讓生命的現象或過程得以再現,更容易掌握知識的規律。進一步的促進學生理性思維的養成,提升其核心素養。
三、數學模型,揭示本質
數學模型建構的一般步驟為:觀察研究對象,提出問題提出合理假設根據實驗數據,用數學形式表達事物性質繼續實驗觀察,檢驗修正模型。建構數學模型對學生的科學探究以及歸納總結的能力提出新要求,因此建模的過程中就是學生核心素養的培養過程。
例如在學習孟德爾雜交實驗的數學比例式3:1,9:3:3:1,1:1:1:1等就是典型是數學模型建構。這些數字將生命現象量化,幫助學生揭示生命現象的本質。在這些數字的基礎上,學生進行合理的邏輯推理,不難理解自由組合定律的實質。F1減數分裂形成配子時,同源染色體上的等位基因分離,非同源染色體上的非等位基因自由組合。如兩對相對性狀的雜交實驗中,F2產生9種基因型,4種表現型。①雙顯性性狀(Y_R_)的個體占9/16,單顯性性狀的個體(Y_rr,yyR_)各占3/16,雙隱性性狀(yyrr)的個體占1/16,對應9:3:3:1。②純合子(1/16YYRR + 1/16YYrr + 1/16yyRR + 1/16yyrr)共占4/16,對應1:1:1:1。另外,雜合子占12/16,其中雙雜(YyRr)占4/16,單雜(YyRR、YYRr、Yyrr、yyRr)各占2/16,共占8/16。③F2中親本類型(Y_R_ + yyrr)占10/16,重組類型(Y_rr + yyR)占6/16。每一個數字對應一種現象,學生將數字與生物的性狀聯系起來,從本質上解釋生命現象,激發了學生學習的興趣與動力。
建構數學模型是以邏輯推理為手段,量化生命發展過程中出現的現象,通過建立數量關系達到認識生命現象的目的。學生通過建模這一活動,挑戰自己的分析和推理能力,在抓住本質的同時更快速有效的掌握知識。
誠然,生命現象本身是十分復雜的,因此構成了生命科學的高深。但是,對它直接做元素問題來探討,那么它將變得簡單多了。
新學科的誕生
生物是從低等進化為高等的,今日的復雜生物就是由億萬年前的簡單物質發展而來的。元素稱得上是生物的基礎,它們在生物的生長、發展、衰弱、死亡過程中起著十分重要的作用。
例如磷,近些年來的研究表明,它的某些化合物是人體內部的能源“供應站”。所有的食物在人體經代謝一氧化反應之后,所釋放的能量除一部分以熱能形式失散于體內之外,其余大部分則被同時發生的吸熱反應所利用,并儲存于某些特殊的化合物中。這個現象,與我們將電能儲于蓄電池的過程十分相似。研究發現,這種蓄電池般的特殊化合物,竟然全是有機磷化物,以三磷酸腺苷為代表,遍及人體各部位。以后各項生命活動所需的能量,再由有機磷化物氧化供應。
又如鎂離子,它能激活人體中的許多酶,一旦人體內的鎂離子濃度過低,蛋白質的合成就會出差錯或中斷。某些地區食道癌發病率高,很可能就是那里的土壤缺少鎂離子的緣故。即使是植物,它的葉綠素中也含有大量的鎂離子,進行光合作用離不開它。為此,人們稱鎂離子為太陽能的最好轉換器。
被譽稱為“生命火花”的鋅,它包含在許多蛋白質之中,也是大多數酶的必要組分,能激活腸磷酸酶及肝、腎過氧化氫酶,又是合成胰島素所必需的元素。心臟病、肝脾腫大、性腺功能減退和癌癥等,在一定程度上都與鋅在人體中的含量不正常有關。體內缺鋅的兒童,常表現出食欲不振、味覺不靈敏、身高和體重都差。甚至在眼睛里也含有高達4%的鋅,看來它對視覺必有特殊的效用,可惜至今尚未明確。
此外,人們了解到鈷是維生素B12的一個必需的組分:維生素B12由細菌生成,且為哺乳動物生長所必需。人體內缺乏鈷,腸道細菌便無法合成維生素B12了。其次,有些酶催化反應,也需要維生素B12作為酶的輔因子,例如參與核糖核酸的合成。而核糖核酸與神經纖維的功能有關,因此缺鈷時就會引起神經退化。醫生們認為,它很有希望成為治療某些神經系統疾病的基礎元素。鈷還能防止脂肪在肝中積累。根據研究,青光眼急性發作時,血中鈷含量往往會減少,而采用“鈷食”療法能使患者的眼壓很快恢復正常。
從以上的事實可以看出,生物體內的元素含量雖少,但它們的作用和功能確實對生命現象有巨大的影響,成為生命科學所不能忽視的一個方面。近年來,這方面的研究,已逐漸形成了一門嶄新的學科。因為人們通常都把鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬和鉻等金屬元素的離子及它們所合成的絡合物(它們的結合沒有像化合物那么緊密,而像是聯絡在一起的物質),列為無機化學的研究范疇。所以這一門研究生物體內無機物與生命現象的嶄新學科,被稱為生物無機化學。
犀利的武器
生物無機化學一般從研究小分子(例如鉀、鈉、鈣、鎂等離子)對生物體的作用入手。
例如蛋白質,它是生命現象的物質基礎。生物體各種組成部分的自我更新或新陳代謝,歸根結底是通過成千上萬種化學反應來實現的,而這些化學反應幾乎又都是在一類特殊的蛋白質――酶的催化作用下進行的。至于酶,鎂、鋅、錳、銅等金屬元素是它們不可缺少的組成部分。酶作為催化劑,其催化效率高得驚人。例如同樣是使過氧化氫分解成為氧氣和水,過氧化氫酶的催化效率比一般化工廠中常用的無機催化劑高出1000萬倍!其實,這還不算突出的,某些酶的催化效率,甚至比催化相同化學反應的非生物體催化劑高10萬億倍!換句話說,在相同的條件下,用普通催化劑催化需要1年甚至100萬年才能完成的化學反應,用酶催化則只要1秒就成了。
只要我們真正弄清金屬元素和酶的結構、關系,十分有希望人工合成出高催化效率的酶,使化學工業發生一場根本性的變革。這方面工作,在固氮制肥料的研究中已取得了不少成績。
不僅如此,如果進一步根據遺傳工程學,把固氮基因轉移到小麥、水稻、玉米等主要糧食作物根系的細菌中去,就能使它們獲得大豆那樣的固氮能力,為作物提供氮肥。還有人設想,把固氮基因干脆轉移到動物甚至人體的腸道細菌的細胞中去,以實現由腸道細菌利用所固定的氨態氮來制造氨基酸、蛋白質等,達到部分自造營養,減少食量的目的。這并非是天方夜譚,因為白蟻和船蛆就早已具備了這種功能,它們的腸內都有固氮細菌,所以能靠含氮量很低的食物生活。人的腸內也可能有固氮細菌,只是固氮量很少罷了。這方面的設想,現在已有人在蠶絲生產上做努力。如果最終能把產生絲蛋白的基因引入細菌細胞中,使它具備合成絲蛋白的能力,那么就可以在發酵罐中生產蠶絲,大大縮短生產周期,并使整個生產實現工業化。
當前,由于環境受到污染,造成了我們生活環境的惡化,某些化學元素進入人體引起的危害,也是大家熟知的事實。例如汞,它是水俁病的根源;鎘積聚在。腎臟、動脈和肝中,則會干擾某些需鋅的生物酶的作用。現在,通過生物無機化學的研究,科學家已經找出其中的原因。原來,由于鎘和鋅的化學性質相似,而鎘對某些腎組織比鋅有更大的親和作用,因此它能不可逆地取代鋅,從而改變了依靠鋅的一切生物化學反應,最終引起尿蛋白癥、糖尿病、水腫甚至癌癥等病癥。此外,像鍺中毒,主要是因為它會引起水平衡失調,積存在脾中就會縮短壽命。所以,研究化學元素的作用,將有助于防治因環境污染所引起的各種疾病,做到對癥下藥,有的放矢。
生物無機化學的研究表明,食鹽在人體內的作用主要由鈉離子實現,它能調節血液的酸堿度,使其維持恒定,以適合于細胞的新陳代謝。最近,關于食鹽的研究更有驚人的發現,利用食鹽可以選擇嬰兒的性別。在加拿大的魁北克省蒙特利爾圣心醫院和巴黎皮埃爾?瑪麗?居里研究所,分別取得了選擇成功率達80%以上的成績,但在他們的報告中,他們所采用的辦法卻出奇的簡單。其基本原則是,欲生男孩,未來的母親在懷孕前應多吃一些咸食物,以增加體內的鈉和鉀的含量;欲生女兒的,就多吃乳酪、牛奶、雞蛋、未發酵的干酪、甜黃油以及含鈣和鎂豐富的食物。這些研究者認為,這些食譜能對卵巢產生化學影響,卵巢又將影響到卵子對的選擇,從而組合成男或女的染色體,最終孕育成男嬰或女嬰。