中学生物学知识运用中对学生的思维训练，本文主要内容关键词为：生物学论文,中对论文,中学论文,思维训练论文,知识论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
文件编号：1003-7586(2007)03-0043-03
学习知识的目的最终在于运用，生物学知识的学习也不例外。生物学知识的应用是建立概念、巩固规律、活化规律的重要环节，是培养学生思维能力、自主探究能力和创新能力的重要途径。学生常常反映，生物学知识一听就懂，却无法运用到具体的情境中，更谈不上与实际生产、生活相联系，这实际上与教师在课堂教学中对学生的思维训练有关。那么在中学生物学教学中，教师应实行怎样的思维训练才能达到较好的教学效果呢？下面结合近几年来的教学实践，谈谈自己的看法。
1 从整体分析到局部分析的思维训练
阅读、审题是生物学知识应用的首要环节。在阅读审题的过程中，教师应要求学生首先全面了解问题，尽可能多地获取信息；如果题目中有不太清楚的，不要停止，应借助题目整体的信息帮助理解，从全面阅读走向重点阅读，形成具体问题情境的大致轮廓，并对解题方向做出初步的判断；然后从整体把握走向局部把握。
【例1】 在玉米中，非糯性(A)对糯性(a)是显性，纯合非糯性植株的花粉能被碘液染成蓝色，糯性植株的花粉不能被碘液染成蓝色。另外在玉米中有一种突变性状（用D和d表示），纯合后使玉米长得特别矮小，同时也能影响到玉米花粉粒的形状，正常纯合植株玉米的花粉粒是圆形的，突变性状的植株花粉粒是椭圆形的。现有2个纯合品系，甲品系是非糯性高秆，乙品系是糯性矮秆。根据上述提供的材料，回答下列问题：
(1)纯合非糯性植株的花粉能被染成蓝色的原因是花粉中具有＿＿（基因），这个基因能控制合成＿＿（物质），该物质遇碘后变成蓝色，而糯性植株的花粉中具有＿＿（基因），这个基因不控制合成＿＿（物质），故不能被碘液染成蓝色。
(2)甲品系和乙品系杂交后，在F[,1]产生的花粉中，将会出现＿＿种基因型，用碘液染色后，在显微镜下观察其表现型分别是＿＿，比例为＿＿，这个实验证明＿＿定律是正确的。
课堂思维训练时，教师引导设计：
(1)全面阅读：回答粗略的生物过程。
(2)重点阅读：从“另外在玉米中有一种突变性状（用D和d表示），纯合后使玉米长得特别矮小”中得到什么信息？
(3)整体意识：大概与哪个知识点相关联？
评析：经过上述的思维引导，学生思路清晰，在全面阅读的基础上，很容易把握：含(A)基因的花粉能被碘液染成蓝色，含(a)基因的花粉不能被碘液染成蓝色；含(D)基因的花粉粒是圆形的，含(d)基因的花粉粒是椭圆形的。在重点阅读的基础上，学生也能理解“另外在玉米中有一种突变性状（用D和d表示），纯合后使玉米长得特别矮小”表示D基因突变为d基因。由此得出F[,1]的基因型为AaDd。从整体分析到局部分析的思维走向是矛盾的两点论与重点论的具体应用，学生的思维脉络清楚，重点分明。
2 从过程分析到状态分析的思维训练
生物学知识的应用最终是要把握所给生物情境的过程和状态，并对其中的过程和状态用生物概念或生物规律进行分析。尽管题目的解决最终体现为对状态和状态间联系的把握，但学生的思维则应从过程分析开始。只有通过对生物过程的全面分析，才能理解状态变化的意义，达到举一反三的目的。
【例2】 如图1，E、F、G分别为3个用半透膜制成的小袋，内盛有溶液甲或乙，上端分别接上口径相同的小玻璃管。E和F体积相同，G体积较大，三者置于盛有溶液丙的大容器内。开始3个小玻管内的液面高度相同。已知3种溶液的浓度高低顺序为溶液甲＞溶液乙＞溶液丙。请回答：
图1 实验装置示意图
(1)1h后，管e和管f的液面升降变化分别是()
A.下降、下降 B.下降、上升
C.上升、上升D.上升、下降
(2)下列曲线图中能显示管f和管g内液面可能变化的是()
注：实线表示管f，虚线表示管g。
课堂思维训练，教师引导设计：
(1)整体意识：液面升降变化的趋势如何？
(2)过程分析：液面升降变化与哪些具体因素有关，怎样影响？
3 从定性分析到定量分析的思维训练
生物过程的分析包括定性分析、定性半定量分析、定量分析几种类型。定性分析能够从质的方面把握过程的性质、特点，找出生物过程的本质特征，排除非本质特征的干扰，建立起生物过程的模型。定量分析是利用公式，找出生物量在各个过程间的定量关系，特别是要找出生物过程中各个生物量的具体变化。定性半定量分析是将定性分析和定量分析相结合，快速找到解决问题的途径。在具体解决问题的时候，我认为要坚持这样的思维方向：能定性分析，决不定性半定量分析；能定性半定量分析，决不定量分析。
【例3】 一学生做了这样一个实验：将小球藻放在一只玻璃容器内，使之处于气密封状态。实验在保持适宜温度的暗室中进行，并从第5min起给予光照，从第20min开始加入NaHCO[,3]溶液。实验中仪器记录了该容器内氧气量的变化，结果如图2。请据图分析回答：
图2 小球藻的耗氧量与时间的关系
(1)在0～5min之间氧气量减少的原因是＿＿。
(2)给予光照后氧气量马上增加的原因是＿＿。
(3)在5～20min之间，氧气量增加的速率逐渐减小，这是因为＿＿。
(4)加入少量的NaHCO[,3]溶液后，氧气产生量呈直线上升，这是因为＿＿。
(5)加入NaHCO[,3]溶液后，平均每分钟产生＿＿摩尔的葡萄糖。
课堂思维训练，教师引导设计：
(1)定性分析：分析图可知，氧气量从5min开始先不断减少，然后增大（增大速率越来越小），再继续增大（增大速率保持一定）。
(2)定量分析：找出具体值点，根据方程式，列出计算式。
评析：定性分析图：当处在黑暗环境时，小球藻只进行呼吸作用，氧气量不断减少；当有光照时，小球藻既进行呼吸作用又进行光合作用，且光合作用大于呼吸作用，氧气量不断增加，由于CO[,2]的总量一定，所以增大速率越来越小；当加入少量的NaHCO[,3]溶液后，氧气产生量呈直线上升。
定量分析图：20min时氧气量为7×10[-7]mol，30min的时候氧气量为12×10[-7]mol，根据方程式，列出计算式。
通过上述分析，学生明晰了生物概念，掌握了生物过程，问题回答水到渠成。
在讲解该类问题时，有些是不可取的做法，如：不遵循从过程分析到状态分析的思维走向，只抓几个点。这种做法似乎加快了解题速度，但学生不理解生物过程和状态，只是记住了结论。这种做法掩盖了生物本质，不能展现思维过程，思维呆板，不利于培养学生分析解决问题的能力。
4 从具体情境到认知再现、重组的思维训练
在复习某一个具体的概念或规律时，有2种常见的方法：(1)由教师将本堂课的知识方法首先罗列出来，然后学生按图索骥，机械运用；(2)直接让学生面临具体的情境，面临适度的困难，在情境的提示下，由学生自己去回忆知识方法，在应用中总结知识方法，构建新的知识组块，形成解决问题的能力。实际教学显示，采取前一种做法，似乎一堂课的容量很大，但学生没有思维冲突的过程，特别是每个学生没有经历生物情境与自己的知识结构的交流，学生独立解决问题的能力得不到锻炼；而学生头脑中的知识总是与一定的表象、图式相联系，容易形成思维定式。因此，只有让学生重温熟悉的情境，用具体问题把概念知识方法直观化、具体化，才能较快地回忆知识，理解方法的内涵。
【例4】 已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A与a控制。在自由放养多年的一群牛中（无角的基因频率与有角的基因频率相等），随机选出1头无角公牛和6头有角母牛分别交配，每头母牛只产了1头小牛。在6头小牛中，3头有角，3头无角。
(1)根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状？请简要说明推断过程。
(2)为了确定有角与无角这对相对性状的显隐性关系，用上述自由放养的牛群（假设无突变发生）为实验材料，再进行新的杂交实验，应该怎样进行？（简要写出杂交组合、预期结果并得出结论）。
课堂思维训练，教师引导设计：
(1)过程分析：一对相对性状的杂交实验及其验证。
(2)认知再现：借助具体的问题情境，引导学生回忆一对相对性状杂交实验的过程以及测交实验过程，总结怎样判断性状的显隐性关系，最后联系问题情境，解决问题。
评析：利用具体的问题情境，在应用中让学生去感悟，运用类比与联想，充分调动学生的主动性，学生不断进行着具体情境与自己的认知结构的交流，强化、丰富、提升了学生的认知水平，加深了他们对生物学规律的理解。
5 从基本方法到生物模型的思维训练
只有在对一类生活中有广泛代表性的问题，而且用基本方法解决该类问题还有一段距离时，才能建立生物模型。对建立的生物模型，也要弄清楚其中包含的基本知识、基本方法。碰到新的问题时，应从基本方法入手；如果有必要才过渡到生物模型，避免人为的杂乱的“生物模型”对学生思维的束缚。
【例5】 （2003年上海市高考试题）某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均分子量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的分子量约为()
课堂思维训练，教师引导设计：
(1)全面阅读：粗略说明本问题与什么生命过程相联系？
(2)定性分析：定性分析基本的生命活动过程。
(3)定量分析：根据定性分析的生命活动过程建立数学式。
评析：实际上，在分析解答本类问题时，大多数教师都授予了学生一个具体的数学模型，如果学生没有掌握基本方法，且没有记牢数学模型的基础上是很容易出错的。应用最基本的方法，更能锻炼学生分析问题、解决问题的能力。
6 从一题多解到一题妙解的思维训练
尽管每堂课的复习都有每堂课应解决的重点内容，有适合理解该部分知识的最好方法，但教师千万不要忘了让学生去探求多种解决问题的方法，培养学生的发散性思维。在各种方法的比较中，在多种途径的尝试、碰壁中，活化学生的思维，从一题多解最终走向一题妙解。
例6：一对表现型正常的夫妇生了一个既患白化病又患色盲的男孩（设白化病致病基因为a，色盲致病基因为b），他们再生一个只患一种遗传病的孩子的概率有多大？
课堂思维训练，教师引导设计：
(1)定性分析：本题涉及的遗传学知识（基因的分离定律、基因的自由组合定律和伴性遗传）。
(2)重点分析：①白化病和色盲两种遗传病的遗传特点；②确定双亲的基因型；③得出只患一种遗传病概率。
(3)一题多解：尝试多种解题方法。
评析：此题涉及基因的分离规律、自由组合规律和伴性遗传的知识。师生共同分析得出：母亲(AaX[B]X[b])×父亲(AaX[B]Y)→男孩(aaX[b]Y)。根据分离规律分别讨论两病的子代发病率：(1)Aa×Aa→3/4非白化(A＿）:1/4白化(aa)，即后代非白化的概率为3/4，患白化病的概率为1/4;(2)X[B]X[b]×X[B]Y→3/4非色盲(X[B]X-X[B]Y):1/4色盲(X[b]Y)，即后代非色盲的概率为3/4，患色盲的概率为1/4。
解法一：根据概率乘法原理可得：(1/4白化：3/4非白化）×(1/4色盲：3/4非色盲）＝1/16白化色盲：3/16白化非色盲：3/16非白化色盲：9/16非白化非色盲。根据概率加法原理可得：只患一种遗传病的概率为3/16+3/16=3/8。
解法二：只患一种遗传病，不包括两病兼患的情况。而两病兼患的概率为1/4×1/4=1/16；非白化非色盲的概率为3/4×3/4=9/16，则只患一种病的概率为1-1/16-9/16=3/8。
解法三：后代总的患病概率为1/4+1/4=1/2，包括了：(1)只患白化病的概率；(2)患白化病又患色盲的概率；(3)只患色盲的概率；(4)患色盲又患白化病的概率。所以不要忽略在相加过程中，两病兼患的概率已计算过2次。根据题意，只患一种病的概率为：(1/4+1/4)-2×1/4×1/4=3/8。
选择哪一种解法，最方便最巧妙呢？要达到巧解的境界只有从一题多解开始，在应用多种方法的过程中，通过比较、思考、碰撞，才能对所选择的方法形成深刻的理解。教师如果直接给出某种解法，不但束缚了学生的思维，也失去了一次让学生自我探索、总结、提高的机会。一题多解，不但是形成一题妙解的必经之路，还能使学生融会贯通所学知识，大大增强学生解决实际问题的能力。