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序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇生命现象的基础范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
关键词:初中生物;比较法;作用;类型;运用
中图分类号:G633.91 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2013)13-0090
生物比较法教学,是指按照事物对立统一规律和人的认识规律,将复杂多样的生命现象和本质,进行分析鉴别和综合比较的教学方法。比较法是研究生物学的重要方法,也是生物教学的重要方法,是生物教学中培养学生能力、开发学生智力的重要手段。
一、生物比较法教学的作用
初中生物学,以辩证唯物主义为指导,讲述了各种生命现象和规律。在初中生物教学中,如何帮助学生能举一反三、全面系统准确地认识掌握概念,并从各个概念中找出生命活动的规律,将知识融会贯通,这是生物教学中的一个难题。采用比较法教学能较好地解决这一难题。它的作用是多方面的,具体来说,大致有如下几方面:
1. 可使学生在已知概念的基础上,迅速而准确地由此及彼,去认识未知概念,获得新的知识;扩大原有知识的范围,加深原有知识的程度。如讲细菌的营养方式――异养型,先用绿藻的自养方式作对比,引出异养的含义。
2. 可使学生牢固地建立起知识的内部联系,把一些零碎的知识组织起来,使之系统化。
生物学知识,本来有它固有的联系,但在教材编写时,不得已将它们分割开来,编入不同章节中。我们在教学中,必须将分散了的系统知识适时相应地集中起来,阐明复杂多样的生命现象和规律间的关系。
3. 可使学生准确地掌握概念的内涵和外延。中学生认识事物时,往往抓不住事物的本质特征,对那些相近的概念、成双成对、成列成排、前后联系的名词混淆不清、琢磨不定。有比较才能有鉴别,一切事物总是相比较而存在的。在教学中采用比较法,突出一方,找出它们的异同,就可避免混淆和张冠李戴。如讲穗状花序时,用总状花序作比较,找出它们之间的相同之处和不同之处,就可使学生清楚地掌握这一对概念。
4. 比较法能起到或加强直观作用。比较法能使抽象微细的生命现象和规律具体形象化,我们也称之为“对比直观”。如借用学生们所熟知的一般事物,比喻生命现象或规律,如说草履虫象草鞋,大草履虫有一个透明略呈肾形的大核,等等。这样,使学生对微细抽象的生命现象,有一个直观形象。
5. 比较法是培养提高学生逻辑思维能力的重要方法。比较法是一切理解和一切思维的基石,即比较是一切逻辑思维的方法。任何事物的特点必须在相互比较中才能充分地显示出来。因此,采用比较法,可以培养和提高学生的逻辑思维能力。
二、比较法的类型及其运用
中学生物学主要是讲述生命现象的共性和个性,都是科学家们经过反复比较,从理论上概括总结出来的。生命现象之间有着本质的内在联系,纵横交错,网络复杂。生命现象的多样性决定了比较法的多样性。一般的比较法有类比、列比、历比、寡众比和综合比。
1. 类比。就是根据生命现象和规律的系统性,进行类型或类别比较的方法。根据被对比各点的相似性和差异性、类比法又分为类型比较法和类别比较法。前者是把同类的各个生命现象和规律进行比较,找出共同性和相似性,进行归纳教学的方法。如学生已学过了地上茎的知识,在讲授地下茎时,将其特点分别与地上茎特点作相应比较,或者让学生把两个实物对比分析,这样可使学生在已有知识的基础上,自学新的知识,建立起同类的概念。后者是把不同类的生命现象和规律进行比较,找出特殊性和差异性,进行分类的教学方法。如绿藻和兰藻的比较,鲸和鱼的比较,可使学生在原有一类知识的基础上,获得另一类新的知识,扩大原有知识的范围。
2. 列比。列比就是把相对独立的互为并列的几个生命现象进行比较的方法。如:绿色开花植物的各种根(或茎、或叶、或花、或果实)的比较;昆虫纲各目动物口器的比较等等,可使学生从中清楚地认识到繁多的生物器官与其功能和环境条件相适应。
3. 历比。历比就是从时间上和空间上,将某一生命现象发生发展历程分阶段进行比较的方法。如将高等植物各类的根(或茎、叶),按进化程序比较,可帮助学生具体生动地认识到:植物的进化遵循由简单到复杂(由水生到陆生)的进化历程。
4. 寡众比。寡众比就是将同类中的一事物同众事物比较的方法。一般以一事物为圆心,与众事物分别比较,而众事物之间不进行比较。如把茄科与锦葵科、蔷薇科、十字花科的主要特征分别进行比较,强化对茄科主要特征的认识和记忆。在分章节复习时,也可把其中的一种器官(或组织、或系统)同多种器官(或组织、或系统)分别比较。强化其一,巩固其他。
5. 综合比。综合比就是把一系列的各个生命现象的诸方面进行比较的方法。一般用在总复习末期,将一本教材(或一编)的内容,分纵类和横行,综合整理,分析精炼,列出一览图表,让学生灵活运用上述各种比较法,掌握个别和整体知识的网络关系,积零为整,融会贯通,使知识系统化。如六大类植物类群的主要特征比较等。
三、运用比较法需注意的问题
1. 选准比较因子。比较法在生物教学中的应用虽然很广泛,但不是任何两个事物都可以用来作比较的。只有具有比较意义和条件的双方,才能确立为比较对象。一般要符合如下比较的基本条件:
(1)同类不同种的生命现象和规律的比较。如:一种植物体与另一种植物体;一种动物体与另一种动物体;一种植物群落与另一种植物群落;一个动物类群与另一个动物类群。它们分别隶属于同一大类中的不同小类。比较的目的:求其异同,寻其特点。
(2)非同类事物的比较。非同类事物的比较,属于借比。如:双子叶植物叶脉呈网状,栅栏组织象栅栏,海绵组织似海绵等。比较的目的:借以说明某些难于想象的事物,使学生理解(下转第92页)(上接第90页)某些抽象的事物。
(3)本质特征相同或相反的生命现象和规律的比较。如:动物进化原因与植物进化原因;呼吸作用实质与光合作用实质等相比。
2. 贴近学生思维要求。运用比较法时需“驾轻就熟”,“就地取材”,不要找那些学生见所未见、闻所未闻的对象,更不要找那些比本体还要复杂,令人费解的对象。
3. 灵活综合运用。由前所述,比较法虽分几种,但它们是相互联系、纵横交错的,作用是多方面的。在生物教学中,可根据知识的特点和需要,灵活运用。
【关键词】 初中生物;比较法;教学探索
【中图分类号】G63.26 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089(2013)25-0-02
生物学作为一门以实验为基础、研究自然界中一切物质的运动、物质结构及变化、物质相互作用的基本规律的学科,具有很强的实践性和科学的严谨性。同时作为一门基础学科,以技术应用广泛、知识创新快的特点,具有广泛的应用性和不断的创新性。在自然界和人类社会不断发展变化的今天,我们每一位生物老师应不断转变教育观念、更新教育思想、改革教学模式、改进教学方法和手段,使学生具有扎实的基础知识、科学求实的态度、灵活多变的思维方式和强烈的创新意识。生物比较法教学,是指按照事物对立统一规律和人的认识规律,将复杂多样的生命现象和本质,进行分析鉴别和综合比较的教学方法。比较法是研究生物学的重要方法,也是生物教学的重要方法,是生物教学中培养学生能力、开发学生智力的重要手段。
一、生物比较法教学的作用
生物学,以辩证唯物主义为指导,讲述了各种生命现象和规律。在生物教学中,如何帮助学生能举一反三、全面系统准确地认识掌握概念,并从各个概念中找出生命活动的规律,将知识融会贯通,这是生物教学中的一个难题。采用比较法教学能较好地解决这一难题。它的作用是多方面的,具体来说,大致有如下几方面。
1.可使学生在已知概念的基础上,迅速而准确地由此及彼,去认识未知概念,获得新的知识;扩大原有知识的范围,加深原有知识的程度。如:讲细菌的营养方式――异养型,先用绿藻的自养方式作对比,引出异养的含义。
2.可使学生牢固地建立起知识的内部联系,把一些零碎的知识组织起来,使之系统化。
生物学知识,本来有它固有的联系,但在教材编写时,不得已将它们分割开来,编入不同章节中。我们在教学中,必须将分散了的系统的知识适时相应地集中起来,阐明复杂多样的生命现象和规律间的关系。如:讲动物的进化规律时,把各门动物的神经进行比较,就能使学生清楚地认识到:动物之间有着一定的亲缘关系,是按照从简单到复杂的规律进化的。
3.可使学生准确地掌握概念的内涵和外延。
学生认识事物时,往往抓不住事物的本质特征,对那些相近的概念、成双成对、成列成排、前后联系的名词混淆不清,琢磨不定。有比较才能鉴别,一切事物总是相比较而存在的。在教学中采用比较法,突出一方,找出它们的异同,就可避免混淆和张冠李戴。如:讲穗状花序时,用总状花序作比较,找出它们之间的相同之处和不同之处,就可使学生清楚地掌握这一对概念。
4.比较法能起到或加强直观作用。
比较法能使抽象微细的生命现象和规律具体形象化,我们也称之为“对比直观”。如:借用学生们所熟知的一般事物,比喻生命现象或规律,如:说草履虫像草鞋,大草履虫有一个透明略呈肾形的大核,等等。这样,使学生对微细抽象的生命现象,有一个直观形象。比较法还能加强直观作用。如将蜥蜴的肺结构图同青蛙的肺结构图比较,能使学生具体深刻地看到蜥蜴肺泡数目增多,深切地认识到蜥蜴肺的呼吸作用能够满足整个身体对氧气的需要,因此适于陆地上的生活。而青蛙还需要皮肤辅助呼吸,仍然离不开潮湿的环境。
5.比较法是培养提高学生逻辑思维能力的重要方法。
比较法是一切理解和一切思维的基石,即比较是一切逻辑思维的方法。任何事物的特点必须在相互比较中才能充分地显示出来。因此,采用比较法,可以培养和提高学生的逻辑思维能力。比如:呼吸作用与光合作用有什么联系和区别?学生必须用比较法,从逻辑上找出对比之项:作用场所、作用条件、反应物、生成物、能量转化等等,然后分析出对立面和统一面,得出答案。并从中看出二者的相互依赖、相互制约的关系。
二、比较法的类型及其运用
学生物学主要是讲述生命现象的共性和个性,都是科学家们经过反复比较,从理论上概括总结出来的。生命现象之间有着本质的内在联系,纵横交错,网络复杂。生命现象的多样性决定了比较法的多样性。一般的比较法有类比、列比、历比、寡众比和综合比。
1.类比。就是根据生命现象和规律的系统性,进行类型或类别比较的方法。根据被对比各点的相似性和差异性、类比法又分为类型比较法和类别比较法。前者是把同类的各个生命现象和规律进行比较,找出共同性和相似性,进行归纳教学的方法。如学生已学过了地上茎的知识,在讲授地下茎时,将其特点分别与地上茎特点作相应比较,或者让学生把两个实物对比分析,这样可使学生在已有知识的基础上,自学似地获得新的知识,建立起同类的概念。后者是把不同类的生命现象和规律进行比较,找出特殊性和差异性,进行分类的教学方法。如绿藻和兰藻的比较,鲸和鱼的比较,可使学生在原有一类知识的基础上,获得另一类新的知识,扩大原有知识的范围。
类型比较法和类别比较法关系密切,常相互配合,同时运用。求大同,归一类;找出特点,分门别类。使学生清楚地看到对比各方既是具有共同特征的一大类,又是具有不同特点的二类或多类(小类)。
2.列比。列比就是把相对独立的互为并列的几个生命现象进行比较的方法。如:绿色开花植物的各种根(或茎、或叶、或花、或果实)的比较;昆虫纲各目动物口器的比较;等等。可使学生从中清楚地认识到繁多的生物器官与其功能和环境条件相适应。
3.历比。历比就是从时间上和空间上,将某一生命现象发生发展历程分阶段进行比较的方法。如将高等植物各类的根(或茎、叶),按进化程序比较,可帮助学生具体生动地认识到:植物的进化遵循由简单到复杂(由水生到陆生)的进化历程。又如把鱼纲、两栖纲、爬行纲和哺乳钢的心脏(用挂图或模型更佳)比较,这样,学生就不难看出脊椎动物心脏的分隔变化,即由一心房一心室到二心房一心室至二心房二心室。有力地证明了动物也是遵循从简单到复杂、从低级到高级的进化历程。
4.寡众比。寡众比就是将同类中的一事物同众事物比较的方法。一般以一事物为圆心,与众事物分别比较,而众事物之间不进行比较。如把茄科与锦葵科、蔷薇科、十字花科的主要特征分别进行比较,强化对茄科主要特征的认识和记忆。在分章节复习时,也可把其中的一种器官(或组织、或系统)同多种器官(或组织、或系统)分别比较。强化其一,巩固其他。
5.综合比。综合比就是把一系列的各个生命现象的诸方面进行比较的方法。一般用在总复习末期,将一本教材(或一编)的内容,分纵类和横行,综合整理,分析精炼,列出一览图表,让学生灵活运用上述各种比较法,掌握个别和整体知识的网络关系,积零为整,融会贯通,使知识系统化。如六大类植物类群的主要特征比较等。
三、运用比较法需注意的问题
1.选准比较因子。比较法在生物教学中的应用虽然很广泛,但不是任何两个事物都可以用来作比较的。只有具有比较意义和条件的双方,才能确立为比较对象。一般要符合如下比较的基本条件:
(1)同类不同种的生命现象和规律的比较。如:一种植物体与另一种植物体;一种动物体与另一种动物体;一种植物群落与另一种植物群落;一个动物类群与另一个动物类群。它们分别隶属于同一大类中的不同小类。比较的目的:求其异同,寻其特点。
(2)非同类事物的比较。非同类事物的比较,属于借比。如:双子叶植物叶脉呈网状,栅栏组织象栅栏,海绵组织似海绵等。比较的目的:借以说明某些难于想象的事物,使学生理解某些抽象的事物。
(3)本质特征相同或相反的生命现象和规律的比较。如:动物进化原因与植物进化原因;呼吸作用实质与光合作用实质等相比。
2.贴近学生思维要求。运用比较法时需“驾轻就熟”,“就地取材”,不要找那些学生见所未见、闻所未闻的对象,更不要找那些比本体还要复杂,令人费解的对象。如:比较蜂群中蜂王、雄蜂、工蜂的区别。引导学生分别从三种蜂的身体大孝卵的受精情况、蜂房大孝幼虫期食物、生殖器官的发育及职能等加以比较。
3.灵活综合应用。
一、生物比较法教学的作用
初中生物学,以辩证唯物主义为指导,讲述了各种生命现象和规律。在初中生物教学中,如何帮助学生能举一反三、全面系统准确地认识掌握概念,并从各个概念中找出生命活动的规律,将知识融会贯通,这是生物教学中的一个难题。采用比较法教学能较好地解决这一难题。它的作用是多方面的,具体来说,大致有如下几方面。
1.可使学生在已知概念的基础上,迅速而准确地由此及彼,去认识未知概念,获得新的知识;扩大原有知识的范围,加深原有知识的程度。如讲细菌的营养方式――异养型,先用绿藻的自养方式作对比,引出异养的含义。
2.可使学生牢固地建立起知识的内部联系,把一些零碎的知识组织起来,使之系统化。生物学知识,本来有它固有的联系,但在教材编写时,不得已将它们分割开来,编入不同章节中。我们在教学中,必须将分散了的系统的知识适时相应地集中起来,阐明复杂多样的生命现象和规律间的关系。如讲动物的进化规律时,把各门动物的神经进行比较,就能使学生清楚地认识到:动物之间有着一定的亲缘关系,是按照从简单到复杂的规律进化的。
3.可使学生准确地掌握概念的内涵和外延。中学生认识事物时,往往抓不住事物的本质特征,对那些相近的概念、成双成对、成列成排、前后联系的名词混淆不清,琢磨不定。有比较才能鉴别,一切事物总是相比较而存在的。在教学中采用比较法,突出一方,找出它们的异同,就可避免混淆和张冠李戴。如讲穗状花序时,用总状花序作比较,找出它们之间的相同之处和不同之处,就可使学生清楚地掌握这一对概念。
二、生物比较法教学的类型及其运用
中学生物学主要是讲述生命现象的共性和个性,都是科学家们经过反复比较,从理论上概括总结出来的。生命现象之间有着本质的内在联系,纵横交错,网络复杂。生命现象的多样性决定了比较法的多样性。一般的比较法有类比、列比、历比、寡众比和综合比。
1.类比。就是根据生命现象和规律的系统性,进行类型或类别比较的方法。根据被对比各点的相似性和差异性、类比法又分为类型比较法和类别比较法。前者是把同类的各个生命现象和规律进行比较,找出共同性和相似性,进行归纳教学的方法。如学生已学过了地上茎的知识,在讲授地下茎时,将其特点分别与地上茎特点作相应比较,或者让学生把两个实物对比分析,这样可使学生在已有知识的基础上,自学似地获得新的知识,建立起同类的概念。后者是把不同类的生命现象和规律进行比较,找出特殊性和差异性,进行分类的教学方法。如绿藻和蓝藻的比较,鲸和鱼的比较,可使学生在原有一类知识的基础上,获得另一类新的知识,扩大原有知识的范围。类型比较法和类别比较法关系密切,常相互配合,同时运用。求大同,归一类;找出特点,分门别类。使学生清楚地看到对比各方既是具有共同特征的一大类,又是具有不同特点的二类或多类(小类)。
2.列比。列比就是把相对独立的互为并列的几个生命现象进行比较的方法。如:绿色开花植物的各种根(或茎,或叶,或花,或果实)的比较;昆虫纲各目动物口器的比较;等等。可使学生从中清楚地认识到繁多的生物器官与其功能和环境条件相适应。
3.历比。历比就是从时间上和空间上,将某一生命现象发生发展历程分阶段进行比较的方法。如将高等植物各类的根(或茎、叶),按进化程序比较,可帮助学生具体生动地认识到:植物的进化遵循由简单到复杂(由水生到陆生)的进化历程。又如把鱼纲、两栖纲、爬行纲和哺乳钢的心脏(用挂图或模型更佳)比较,这样,学生就不难看出脊椎动物心脏的分隔变化,即由一心房一心室到二心房一心室至二心房二心室。有力地证明了动物也是遵循从简单到复杂、从低级到高级的进化历程。
4.寡众比。寡众比就是将同类中的一事物同众事物比较的方法。一般以一事物为圆心,与众事物分别比较,而众事物之间不进行比较。如把茄科与锦葵科、蔷薇科、十字花科的主要特征分别进行比较,强化对茄科主要特征的认识和记忆。在分章节复习时,也可把其中的一种器官(或组织,或系统)同多种器官(或组织,或系统)分别比较。强化其一,巩固其他。
5.综合比。综合比就是把一系列的各个生命现象的诸方面进行比较的方法。一般用在总复习末期,将一本教材(或一编)的内容,分纵类和横行,综合整理,分析精炼,列出一览图表,让学生灵活运用上述各种比较法,掌握个别和整体知识的网络关系,积零为整,融会贯通,使知识系统化。如六大类植物类群的主要特征比较等。
一、生物比较法教学的作用
初中生物学,以辩证唯物主义为指导,讲述了各种生命现象和规律。在初中生物教学中,如何帮助学生能举一反三、全面系统准确地认识掌握概念,并从各个概念中找出生命活动的规律,将知识融会贯通,这是生物教学中的一个难题。采用比较法教学能较好地解决这一难题。它的作用是多方面的,具体来说,大致有如下几方面。
1.可使学生在已知概念的基础上,迅速而准确地由此及彼,去认识未知概念,获得新的知识;扩大原有知识的范围,加深原有知识的程度。如讲细菌的营养方式——异养型,先用绿藻的自养方式作对比,引出异养的含义。
2.可使学生牢固地建立起知识的内部联系,把一些零碎的知识组织起来,使之系统化。
生物学知识,本来有它固有的联系,但在教材编写时,不得已将它们分割开来,编入不同章节中。我们在教学中,必须将分散了的系统的知识适时相应地集中起来,阐明复杂多样的生命现象和规律间的关系。如讲动物的进化规律时,把各门动物的神经进行比较,就能使学生清楚地认识到:动物之间有着一定的亲缘关系,是按照从简单到复杂的规律进化的。
3.可使学生准确地掌握概念的内涵和外延。
中学生认识事物时,往往抓不住事物的本质特征,对那些相近的概念、成双成对、成列成排、前后联系的名词混淆不清,琢磨不定。有比较才能鉴别,一切事物总是相比较而存在的。在教学中采用比较法,突出一方,找出它们的异同,就可避免混淆和张冠李戴。如讲穗状花序时,用总状花序作比较,找出它们之间的相同之处和不同之处,就可使学生清楚地掌握这一对概念。
4.比较法能起到或加强直观作用。
比较法能使抽象微细的生命现象和规律具体形象化,我们也称之为“对比直观”。如借用学生们所熟知的一般事物,比喻生命现象或规律,如说草履虫象草鞋,大草履虫有一个透明略呈肾形的大核,等等。这样,使学生对微细抽象的生命现象,有一个直观形象。比较法还能加强直观作用。如将蜥蜴的肺结构图同青蛙的肺结构图比较,能使学生具体深刻地看到蜥蜴肺泡数目增多,深切地认识到蜥蜴肺的呼吸作用能够满足整个身体对氧气的需要,因此适于陆地上的生活。而青蛙还需要皮肤辅助呼吸,仍然离不开潮湿的环境。
5.比较法是培养提高学生逻辑思维能力的重要方法。
比较法是一切理解和一切思维的基石,即比较是一切逻辑思维的方法。任何事物的特点必须在相互比较中才能充分地显示出来。因此,采用比较法,可以培养和提高学生的逻辑思维能力。比如:呼吸作用与光合作用有什么联系和区别?学生必须用比较法,从逻辑上找出对比之项:作用场所、作用条件、反应物、生成物、能量转化等等,然后分析出对立面和统一面,得出答案。并从中看出二者的相互依赖、相互制约的关系。
二、比较法的类型及其运用
中学生物学主要是讲述生命现象的共性和个性,都是科学家们经过反复比较,从理论上概括总结出来的。生命现象之间有着本质的内在联系,纵横交错,网络复杂。生命现象的多样性决定了比较法的多样性。一般的比较法有类比、列比、历比、寡众比和综合比。
1.类比。就是根据生命现象和规律的系统性,进行类型或类别比较的方法。根据被对比各点的相似性和差异性、类比法又分为类型比较法和类别比较法。前者是把同类的各个生命现象和规律进行比较,找出共同性和相似性,进行归纳教学的方法。如学生已学过了地上茎的知识,在讲授地下茎时,将其特点分别与地上茎特点作相应比较,或者让学生把两个实物对比分析,这样可使学生在已有知识的基础上,自学似地获得新的知识,建立起同类的概念。后者是把不同类的生命现象和规律进行比较,找出特殊性和差异性,进行分类的教学方法。如绿藻和兰藻的比较,鲸和鱼的比较,可使学生在原有一类知识的基础上,获得另一类新的知识,扩大原有知识的范围。
类型比较法和类别比较法关系密切,常相互配合,同时运用。求大同,归一类;找出特点,分门别类。使学生清楚地看到对比各方既是具有共同特征的一大类,又是具有不同特点的二类或多类(小类)。
2.列比。列比就是把相对独立的互为并列的几个生命现象进行比较的方法。如:绿色开花植物的各种根(或茎、或叶、或花、或果实)的比较;昆虫纲各目动物口器的比较;等等。可使学生从中清楚地认识到繁多的生物器官与其功能和环境条件相适应。
3.历比。历比就是从时间上和空间上,将某一生命现象发生发展历程分阶段进行比较的方法。如将高等植物各类的根(或茎、叶),按进化程序比较,可帮助学生具体生动地认识到:植物的进化遵循由简单到复杂(由水生到陆生)的进化历程。又如把鱼纲、两栖纲、爬行纲和哺乳钢的心脏(用挂图或模型更佳)比较,这样,学生就不难看出脊椎动物心脏的分隔变化,即由一心房一心室到二心房一心室至二心房二心室。有力地证明了动物也是遵循从简单到复杂、从低级到高级的进化历程。
4.寡众比。寡众比就是将同类中的一事物同众事物比较的方法。一般以一事物为圆心,与众事物分别比较,而众事物之间不进行比较。如把茄科与锦葵科、蔷薇科、十字花科的主要特征分别进行比较,强化对茄科主要特征的认识和记忆。在分章节复习时,也可把其中的一种器官(或组织、或系统)同多种器官(或组织、或系统)分别比较。强化其一,巩固其他。
5.综合比。综合比就是把一系列的各个生命现象的诸方面进行比较的方法。一般用在总复习末期,将一本教材(或一编)的内容,分纵类和横行,综合整理,分析精炼,列出一览图表,让学生灵活运用上述各种比较法,掌握个别和整体知识的网络关系,积零为整,融会贯通,使知识系统化。如六大类植物类群的主要特征比较等。
三、运用比较法需注意的问题
1.选准比较因子。比较法在生物教学中的应用虽然很广泛,但不是任何两个事物都可以用来作比较的。只有具有比较意义和条件的双方,才能确立为比较对象。一般要符合如下比较的基本条件:
(1)同类不同种的生命现象和规律的比较。如:一种植物体与另一种植物体;一种动物体与另一种动物体;一种植物群落与另一种植物群落;一个动物类群与另一个动物类群。它们分别隶属于同一大类中的不同小类。比较的目的:求其异同,寻其特点。
(2)非同类事物的比较。非同类事物的比较,属于借比。如:双子叶植物叶脉呈网状,栅栏组织象栅栏,海绵组织似海绵等。比较的目的:借以说明某些难于想象的事物,使学生理解某些抽象的事物。
(3)本质特征相同或相反的生命现象和规律的比较。如:动物进化原因与植物进化原因;呼吸作用实质与光合作用实质等相比。
2.贴近学生思维要求。运用比较法时需“驾轻就熟”,“就地取材”,不要找那些学生见所未见、闻所未闻的对象,更不要找那些比本体还要复杂,令人费解的对象。如:比较蜂群中蜂王、雄蜂、工蜂的区别。引导学生分别从三种蜂的身体大孝卵的受精情况、蜂房大孝幼虫期食物、生殖器官的发育及职能等加以比较。
3.灵活综合应用。
一、生物比较法教学的作用
初中生物学,以辩证唯物主义为指导,讲述了各种生命现象和规律。在初中生物教学中,如何帮助学生能举一反三、全面系统准确地认识掌握概念,并从各个概念中找出生命活动的规律,将知识融会贯通,这是生物教学中的一个难题。采用比较法教学能较好地解决这一难题。它的作用是多方面的,具体来说,大致有如下几方面。
1.可使学生在已知概念的基础上,迅速而准确地由此及彼,去认识未知概念,获得新的知识;扩大原有知识的范围,加深原有知识的程度。如讲细菌的营养方式——异养型,先用绿藻的自养方式作对比,引出异养的含义
2.可使学生牢固地建立起知识的内部联系,把一些零碎的知识组织起来,使之系统化
生物学知识,本来有它固有的联系,但在教材编写时,不得已将它们分割开来,编入不同章节中。我们在教学中,必须将分散了的系统的知识适时相应地集中起来,阐明复杂多样的生命现象和规律间的关系。如讲动物的进化规律时,把各门动物的神经进行比较,就能使学生清楚地认识到:动物之间有着一定的亲缘关系,是按照从简单到复杂的规律进化的。
3.可使学生准确地掌握概念的内涵和外延
中学生认识事物时,往往抓不住事物的本质特征,对那些相近的概念、成双成对、成列成排、前后联系的名词混淆不清,琢磨不定。有比较才能鉴别,一切事物总是相比较而存在的。在教学中采用比较法,突出一方,找出它们的异同,就可避免混淆和张冠李戴。如讲穗状花序时,用总状花序作比较,找出它们之间的相同之处和不同之处,就可使学生清楚地掌握这一对概念。
4.比较法能起到或加强直观作用
比较法能使抽象微细的生命现象和规律具体形象化,我们也称之为“对比直观”。如借用学生们所熟知的一般事物,比喻生命现象或规律,如说草履虫象草鞋,大草履虫有一个透明略呈肾形的大核,等等。这样,使学生对微细抽象的生命现象,有一个直观形象。比较法还能加强直观作用。如将蜥蜴的肺结构图同青蛙的肺结构图比较,能使学生具体深刻地看到蜥蜴肺泡数目增多,深切地认识到蜥蜴肺的呼吸作用能够满足整个身体对氧气的需要,因此适于陆地上的生活。而青蛙还需要皮肤辅助呼吸,仍然离不开潮湿的环境。
5.比较法是培养提高学生逻辑思维能力的重要方法
比较法是一切理解和一切思维的基石,即比较是一切逻辑思维的方法。任何事物的特点必须在相互比较中才能充分地显示出来。因此,采用比较法,可以培养和提高学生的逻辑思维能力。比如:呼吸作用与光合作用有什么联系和区别?学生必须用比较法,从逻辑上找出对比之项:作用场所、作用条件、反应物、生成物、能量转化等等,然后分析出对立面和统一面,得出答案。并从中看出二者的相互依赖、相互制约的关系。
二、比较法的类型及其运用
中学生物学主要是讲述生命现象的共性和个性,都是科学家们经过反复比较,从理论上概括总结出来的。生命现象之间有着本质的内在联系,纵横交错,网络复杂。生命现象的多样性决定了比较法的多样性。一般的比较法有类比、列比、历比、寡众比和综合比。
类比。就是根据生命现象和规律的系统性,进行类型或类别比较的方法。根据被对比各点的相似性和差异性、类比法又分为类型比较法和类别比较法。前者是把同类的各个生命现象和规律进行比较,找出共同性和相似性,进行归纳教学的方法。如学生已学过了地上茎的知识,在讲授地下茎时,将其特点分别与地上茎特点作相应比较,或者让学生把两个实物对比分析,这样可使学生在已有知识的基础上,自学似地获得新的知识,建立起同类的概念。后者是把不同类的生命现象和规律进行比较,找出特殊性和差异性,进行分类的教学方法。如绿藻和兰藻的比较,鲸和鱼的比较,可使学生在原有一类知识的基础上,获得另一类新的知识,扩大原有知识的范围。
类型比较法和类别比较法关系密切,常相互配合,同时运用。求大同,归一类;找出特点,分门别类。使学生清楚地看到对比各方既是具有共同特征的一大类,又是具有不同特点的二类或多类(小类)。
列比。列比就是把相对独立的互为并列的几个生命现象进行比较的方法。如:绿色开花植物的各种根(或茎、或叶、或花、或果实)的比较;昆虫纲各目动物口器的比较;等等。可使学生从中清楚地认识到繁多的生物器官与其功能和环境条件相适应。
历比。历比就是从时间上和空间上,将某一生命现象发生发展历程分阶段进行比较的方法。如将高等植物各类的根(或茎、叶),按进化程序比较,可帮助学生具体生动地认识到:植物的进化遵循由简单到复杂(由水生到陆生)的进化历程。又如把鱼纲、两栖纲、爬行纲和哺乳钢的心脏(用挂图或模型更佳)比较,这样,学生就不难看出脊椎动物心脏的分隔变化,即由一心房一心室到二心房一心室至二心房二心室。有力地证明了动物也是遵循从简单到复杂、从低级到高级的进化历程。
寡众比。寡众比就是将同类中的一事物同众事物比较的方法。一般以一事物为圆心,与众事物分别比较,而众事物之间不进行比较。如把茄科与锦葵科、蔷薇科、十字花科的主要特征分别进行比较,强化对茄科主要特征的认识和记忆。在分章节复习时,也可把其中的一种器官(或组织、或系统)同多种器官(或组织、或系统)分别比较。强化其一,巩固其他。
综合比。综合比就是把一系列的各个生命现象的诸方面进行比较的方法。一般用在总复习末期,将一本教材(或一编)的内容,分纵类和横行,综合整理,分析精炼,列出一览图表,让学生灵活运用上述各种比较法,掌握个别和整体知识的网络关系,积零为整,融会贯通,使知识系统化。如六大类植物类群的主要特征比较等。
三、运用比较法需注意的问题
选准比较因子。比较法在生物教学中的应用虽然很广泛,但不是任何两个事物都可以用来作比较的。只有具有比较意义和条件的双方,才能确立为比较对象。一般要符合如下比较的基本条件:
象和规律的比较。如:一种植物体与另一种植物体;一种动物体与另一种动物体;一种植物群落与另一种植物群落;一个动物类群与另一个动物类群。它们分别隶属于同一大类中的不同小类。比较的目的:求其异同,寻其特点。
(2)非同类事物的比较。非同类事物的比较,属于借比。如:双子叶植物叶脉呈网状,栅栏组织象栅栏,海绵组织似海绵等。比较的目的:借以说明某些难于想象的事物,使学生理解某些抽象的事物。
(3)本质特征相同或相反的生命现象和规律的比较。如:动物进化原因与植物进化原因;呼吸作用实质与光合作用实质等相比。
一、概念模型,建立体系
模型是人们为了学习和了解某种事物而开发的一种工具,它可用定量表示也能定性表达。以化抽象为具体为手段,或者是通过抽象的形式表达来实现对事物的理解。因此笔者在生物教学中就经常要求学生借助模型这一工具来加深对知识的理解。
例如教材在编写《现代生物进化理论的由来》时,就是通过以下理论模型,讲解达尔文的学说的。如根据事实1:生物都有过度繁殖的倾向;事件2:物种内个数能保持稳定;事件3:资源有限,得出推论1:个体之间有生存斗争,在此基础上和事实4:个体存在差异即变异;事实5:变异可以遗传,推导出结论2:有利变异存活和繁衍的机会多,进而得出:有利变异积累,生物进化成新类型。但是若以学生能够轻松记忆为目的,此模型依旧存在不够简洁、内在关系不够突出的问题。为了帮助学生实现对学说更深刻的理解,笔者引导学生沿着起因与结果这条路线重新梳理了自然学说的理论,构建了以下概念模型:在食物空间等环境有限的条件下,生物存在度繁殖导致生物之间生存斗争的产生和发展,而生物演变过程中存在遗传变异,不利变异被淘汰从而推导出适者生存的核心观点。学生在理解的基础上总结和归纳建立概念模型,在此过程中是对知识的反刍与消化。概念模型具有表达简明扼要的特点,便于学生强化记忆。在体会到概念模型的实用性后,学生们举一反三,将它运用到对光合作用、呼吸作用等方面的记忆。
同学们在学习与理解的基础上建立自己的知识网络体系,不仅有助于记忆力的提升,更收获了创作的成就感。通过概念模式的建立使学生更好的理解了进化与适应的观念,同时也强化了其用生命观念去认识生命世界、解释生命现象的意识。
二、物理模型,发现规律
高中生物知识的学习中,有一个知识点让许多学生感到无可奈何,这个难点就是细胞的减数分裂。同学们表示课本上虽然讲解详细但还是过于抽象,所以理解记忆起来就比较困难。为了打破这一困扰,笔者采取构建物理模型的方式,让知识自己“说话”。
在进行减数分裂教学时,笔者先让学生进行文章的预习做到对知识有关初步的了解,然后笔者拿出事先做好的物理模型――表示染色体的纸条和可以将纸条固定在黑板上的钉子。首先我在黑板上画出一个圆表示细胞,将两对染色体置于其中表示精原细胞演化成的初级精母细胞。这两对染色体分别由两条染色单体组成并由同一个着丝点连接,钉子在此充当着丝点。将大小相同的同源染色体对称的某一位置的片段交换贴好,表示发生了染色体交换现象。将大小相同同源染色体并列放在赤道板两侧,此时再用细线表示纺锤丝栓接在钉子上并分别向上下牵引,来表现在纺锤丝牵引下同源染色体分开的情况。用物理模型初步展现了精原细胞减数第一次分裂的过程,让同学们将课本上的表述与看到的现象相结合,通过视觉的刺激同学们更好的理解了生命现象。有了这次经历,我让同学们自己动手展示减数第二次分裂,同学们都积极地动手操作起来。
通过建构模型,可以防止学生被非本质因素的干扰,从而帮助其抓住事物的根本特征。学生用身边简单的物品构建模型,让生命的现象或过程得以再现,更容易掌握知识的规律。进一步的促进学生理性思维的养成,提升其核心素养。
三、数学模型,揭示本质
数学模型建构的一般步骤为:观察研究对象,提出问题提出合理假设根据实验数据,用数学形式表达事物性质继续实验观察,检验修正模型。建构数学模型对学生的科学探究以及归纳总结的能力提出新要求,因此建模的过程中就是学生核心素养的培养过程。
例如在学习孟德尔杂交实验的数学比例式3:1,9:3:3:1,1:1:1:1等就是典型是数学模型建构。这些数字将生命现象量化,帮助学生揭示生命现象的本质。在这些数字的基础上,学生进行合理的逻辑推理,不难理解自由组合定律的实质。F1减数分裂形成配子时,同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。如两对相对性状的杂交实验中,F2产生9种基因型,4种表现型。①双显性性状(Y_R_)的个体占9/16,单显性性状的个体(Y_rr,yyR_)各占3/16,双隐性性状(yyrr)的个体占1/16,对应9:3:3:1。②纯合子(1/16YYRR + 1/16YYrr + 1/16yyRR + 1/16yyrr)共占4/16,对应1:1:1:1。另外,杂合子占12/16,其中双杂(YyRr)占4/16,单杂(YyRR、YYRr、Yyrr、yyRr)各占2/16,共占8/16。③F2中亲本类型(Y_R_ + yyrr)占10/16,重组类型(Y_rr + yyR)占6/16。每一个数字对应一种现象,学生将数字与生物的性状联系起来,从本质上解释生命现象,激发了学生学习的兴趣与动力。
建构数学模型是以逻辑推理为手段,量化生命发展过程中出现的现象,通过建立数量关系达到认识生命现象的目的。学生通过建模这一活动,挑战自己的分析和推理能力,在抓住本质的同时更快速有效的掌握知识。
诚然,生命现象本身是十分复杂的,因此构成了生命科学的高深。但是,对它直接做元素问题来探讨,那么它将变得简单多了。
新学科的诞生
生物是从低等进化为高等的,今日的复杂生物就是由亿万年前的简单物质发展而来的。元素称得上是生物的基础,它们在生物的生长、发展、衰弱、死亡过程中起着十分重要的作用。
例如磷,近些年来的研究表明,它的某些化合物是人体内部的能源“供应站”。所有的食物在人体经代谢一氧化反应之后,所释放的能量除一部分以热能形式失散于体内之外,其余大部分则被同时发生的吸热反应所利用,并储存于某些特殊的化合物中。这个现象,与我们将电能储于蓄电池的过程十分相似。研究发现,这种蓄电池般的特殊化合物,竟然全是有机磷化物,以三磷酸腺苷为代表,遍及人体各部位。以后各项生命活动所需的能量,再由有机磷化物氧化供应。
又如镁离子,它能激活人体中的许多酶,一旦人体内的镁离子浓度过低,蛋白质的合成就会出差错或中断。某些地区食道癌发病率高,很可能就是那里的土壤缺少镁离子的缘故。即使是植物,它的叶绿素中也含有大量的镁离子,进行光合作用离不开它。为此,人们称镁离子为太阳能的最好转换器。
被誉称为“生命火花”的锌,它包含在许多蛋白质之中,也是大多数酶的必要组分,能激活肠磷酸酶及肝、肾过氧化氢酶,又是合成胰岛素所必需的元素。心脏病、肝脾肿大、性腺功能减退和癌症等,在一定程度上都与锌在人体中的含量不正常有关。体内缺锌的儿童,常表现出食欲不振、味觉不灵敏、身高和体重都差。甚至在眼睛里也含有高达4%的锌,看来它对视觉必有特殊的效用,可惜至今尚未明确。
此外,人们了解到钴是维生素B12的一个必需的组分:维生素B12由细菌生成,且为哺乳动物生长所必需。人体内缺乏钴,肠道细菌便无法合成维生素B12了。其次,有些酶催化反应,也需要维生素B12作为酶的辅因子,例如参与核糖核酸的合成。而核糖核酸与神经纤维的功能有关,因此缺钴时就会引起神经退化。医生们认为,它很有希望成为治疗某些神经系统疾病的基础元素。钴还能防止脂肪在肝中积累。根据研究,青光眼急性发作时,血中钴含量往往会减少,而采用“钴食”疗法能使患者的眼压很快恢复正常。
从以上的事实可以看出,生物体内的元素含量虽少,但它们的作用和功能确实对生命现象有巨大的影响,成为生命科学所不能忽视的一个方面。近年来,这方面的研究,已逐渐形成了一门崭新的学科。因为人们通常都把铁、铜、锌、锰、钴、钼和铬等金属元素的离子及它们所合成的络合物(它们的结合没有像化合物那么紧密,而像是联络在一起的物质),列为无机化学的研究范畴。所以这一门研究生物体内无机物与生命现象的崭新学科,被称为生物无机化学。
犀利的武器
生物无机化学一般从研究小分子(例如钾、钠、钙、镁等离子)对生物体的作用入手。
例如蛋白质,它是生命现象的物质基础。生物体各种组成部分的自我更新或新陈代谢,归根结底是通过成千上万种化学反应来实现的,而这些化学反应几乎又都是在一类特殊的蛋白质――酶的催化作用下进行的。至于酶,镁、锌、锰、铜等金属元素是它们不可缺少的组成部分。酶作为催化剂,其催化效率高得惊人。例如同样是使过氧化氢分解成为氧气和水,过氧化氢酶的催化效率比一般化工厂中常用的无机催化剂高出1000万倍!其实,这还不算突出的,某些酶的催化效率,甚至比催化相同化学反应的非生物体催化剂高10万亿倍!换句话说,在相同的条件下,用普通催化剂催化需要1年甚至100万年才能完成的化学反应,用酶催化则只要1秒就成了。
只要我们真正弄清金属元素和酶的结构、关系,十分有希望人工合成出高催化效率的酶,使化学工业发生一场根本性的变革。这方面工作,在固氮制肥料的研究中已取得了不少成绩。
不仅如此,如果进一步根据遗传工程学,把固氮基因转移到小麦、水稻、玉米等主要粮食作物根系的细菌中去,就能使它们获得大豆那样的固氮能力,为作物提供氮肥。还有人设想,把固氮基因干脆转移到动物甚至人体的肠道细菌的细胞中去,以实现由肠道细菌利用所固定的氨态氮来制造氨基酸、蛋白质等,达到部分自造营养,减少食量的目的。这并非是天方夜谭,因为白蚁和船蛆就早已具备了这种功能,它们的肠内都有固氮细菌,所以能靠含氮量很低的食物生活。人的肠内也可能有固氮细菌,只是固氮量很少罢了。这方面的设想,现在已有人在蚕丝生产上做努力。如果最终能把产生丝蛋白的基因引入细菌细胞中,使它具备合成丝蛋白的能力,那么就可以在发酵罐中生产蚕丝,大大缩短生产周期,并使整个生产实现工业化。
当前,由于环境受到污染,造成了我们生活环境的恶化,某些化学元素进入人体引起的危害,也是大家熟知的事实。例如汞,它是水俣病的根源;镉积聚在。肾脏、动脉和肝中,则会干扰某些需锌的生物酶的作用。现在,通过生物无机化学的研究,科学家已经找出其中的原因。原来,由于镉和锌的化学性质相似,而镉对某些肾组织比锌有更大的亲和作用,因此它能不可逆地取代锌,从而改变了依靠锌的一切生物化学反应,最终引起尿蛋白症、糖尿病、水肿甚至癌症等病症。此外,像锗中毒,主要是因为它会引起水平衡失调,积存在脾中就会缩短寿命。所以,研究化学元素的作用,将有助于防治因环境污染所引起的各种疾病,做到对症下药,有的放矢。
生物无机化学的研究表明,食盐在人体内的作用主要由钠离子实现,它能调节血液的酸碱度,使其维持恒定,以适合于细胞的新陈代谢。最近,关于食盐的研究更有惊人的发现,利用食盐可以选择婴儿的性别。在加拿大的魁北克省蒙特利尔圣心医院和巴黎皮埃尔・玛丽・居里研究所,分别取得了选择成功率达80%以上的成绩,但在他们的报告中,他们所采用的办法却出奇的简单。其基本原则是,欲生男孩,未来的母亲在怀孕前应多吃一些咸食物,以增加体内的钠和钾的含量;欲生女儿的,就多吃乳酪、牛奶、鸡蛋、未发酵的干酪、甜黄油以及含钙和镁丰富的食物。这些研究者认为,这些食谱能对卵巢产生化学影响,卵巢又将影响到卵子对的选择,从而组合成男或女的染色体,最终孕育成男婴或女婴。