学科思维在高三生物学复习中的应用_结构生物学论文

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一、普遍联系的思想

联系就是事物之间及事物内部各要素之间相互制约、相互影响的关系。组成生物体的物质之间、结构之间、生物与生物之间、生物与环境之间都是普遍联系的。普遍联系的思想在生物学科中的应用,充分体现了“能阐述所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识网络结构”的考纲能力要求。

(一)细胞内各种化合物相互作用,按一定方式有机组织,体现生命现象

组成细胞的各种化合物彼此间相互作用,按一定方式有机组织,表现出生命现象。高三复习时可采用比较与联系的方法进行各类化合物相关知识的整理。例如,对于蛋白质和核酸两大重要生物大分子的复习,不仅要熟记蛋白质和核酸的元素组成、组成单位、组成单位的结构通式、连接方式、形成场所和主要功能,理解多样性的原因以及相关的数量关系,还要用普遍联系的思想充分挖掘与蛋白质、RNA和DNA相关联的生物学知识,构建出蛋白质和核酸方面的知识网络。如通过蛋白质可联系到结构和功能、合成和分泌、转录和翻译、生物膜系统、代谢和营养等;通过核酸联系DNA的结构、复制以及遗传信息的表达等,力求使知识点间的联系更广泛、更优化。

(二)各种细胞结构之间在结构和功能上相互联系,构成统一整体

细胞是生物体结构和功能的基本单位,各种细胞结构之间在结构和功能上相互联系,构成统一整体。如线粒体和叶绿体的结构和功能与细胞呼吸和光合作用紧密联系,以分泌蛋白的合成与分泌为例说明生物膜系统在结构和功能上相互联系。在复习时,教师要指导学生运用“结构与功能相适应,部分与整体相统一”的观点准确理解细胞的亚显微结构和功能,并重点落实好以下几点:①学会比较相关知识点(如高等动植物细胞的结构、真核与原核细胞、线粒体与叶绿体);②学会归纳相关知识点(如产生水的细胞结构、产生ATP的结构、参与细胞分裂的结构);③学会辨析相关知识点(如没有叶绿体和大液泡的细胞是否一定是动物细胞,没有叶绿体或线粒体的细胞是否一定不能进行光合作用或需氧呼吸,具有细胞壁的生物是否一定是植物)。只有通过这样不断的比较、归纳、辨析、反思和总结,才能融会贯通,进一步将生物学知识学活。

二、程序化解决问题的思想

程序化解决问题是指解决问题时按某种机械程序步骤一定可以得到结果的处理过程。简单地说就是遇到某些生物学问题的时候有相对固定的解答方法和步骤。程序化解决问题的思想在生物学科中的应用,充分体现了“能运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,作出合理的判断或得出正确的结论”的考纲能力要求。

(一)解答选择题的一般思路和方法

在高三复习过程中,教师应指导学生掌握选择题解题的一般思路和方法:①提倡“两遍读题”。第一遍,快速阅读,抓关键词;第二遍,放慢速度,缩小范围,限定主语、条件、要求和特征等。②掌握“错误原理”。通常,知识错误排第一,逻辑错误排第二,表述错误排第三,与题干要求不吻合排第四。③启用“对比思维”。选择题的四个选项常常存在对比关系,采取先对比、后排除的思维。④注意生物学科特有的“潜规则”。比如,验证性实验试题的结论一般要求与教材上的正面知识一致;遗传类型没有特别指明的情况下指的是表现型;遗传系谱图推导中没有说明有病的指的就是正常等。

(二)解答非选择题的一般思路和方法

高考生物学试题中的非选择题部分突出了对学生逻辑推理能力和分析能力的考查。然而,绝大多数学生无法拿到高分,其原因主要是缺乏逻辑推理能力和分析能力,不会根据题意做出合理、科学的判断,不会按照题目的要求进行规范的文字表达。其实,学生只要具备扎实的基础知识,掌握解题的一般技巧,是完全可以有效地提高非选择题的解题能力的。

非选择题的答题技巧一般分以下几个环节:①寻找焦点信息。即学会寻找“题眼”和“关键词”,准确定位题目所要考查的知识点。②联想和回忆。即从问题的焦点出发,找出与所学知识的联系,确定问题与知识的结合点。③推理和判断。即依据有关理论知识、题目的类型和具体要求,选择恰当的方法对试题中的问题进行判别论断。④规范作答。即使用规范的生物学术语和简明扼要的语言叙述问题的答案,并注意语言的逻辑性,答其所问。

三、抽象问题具体化的思想

抽象问题具体化的思想是把难以把握又存在复杂关系的问题,转变成直观的具体问题去思考,这种思想是解决问题的策略化思想。抽象问题具体化的思想在生物学科中的应用,充分体现了“能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式描述生物学事实、概念、原理、规律和模型等内容”的考纲能力要求。其中,模型方法是抽象问题具体化思想的最重要体现。模型方法是以研究模型来体现原型的形态、特征和本质的方法,是逻辑方法的一种特有形式,生物学中常见的模型有概念模型、物理模型和数学模型。

(一)概念模型

概念模型是指以图示、文字、符号等组成的流程图形式对事物的规律和机理进行描述、阐明。例如,光合作用示意图、中心法则图解、免疫过程图解、过敏反应机理图解、达尔文自然选择学说的解释模型、血糖平衡调节模型等。概念模型的特点是图示直观化、模式化,通俗易懂。在复习过程中可采用多种方法掌握概念。如借助知识链,将“生物体—细胞—细胞核—染色体—DNA—基因—脱氧核苷酸—遗传信息—遗传密码—氨基酸—蛋白质—性状”等相关概念串联成知识链,让学生分清概念间的隶属关系,形成知识结构的整体性。

(二)物理模型

物理模型就是根据相似原理,把真实事物按比例放大或缩小制成的模型,其状态变量和原事物基本相同,可以模拟客观事物的某些功能和性质。如生物体结构的模式标本、细胞结构模式图、减数分裂图解、DNA分子双螺旋结构模型、生物膜流动镶嵌模型、食物链和食物网等。在高考试卷中出现的模型与教材插图往往存在一定联系,在复习时应提醒学生注意以下几点:①要明确教材中各种物理模型中的结构分别是什么,其名称术语如何规范书写;②将各种物理模型与相关的理论知识结合在一起,清楚各物理模型在知识点中说明了什么问题,并能进行知识的迁移和延伸,通过一些变式训练加深理解知识的本质,从而提高解题的判断和推理能力。

(三)数学模型

数学模型就是用来定性或定量表述生命活动规律的计算公式、函数式、曲线图以及由实验数据绘制成的柱形图、饼状图等。如组成细胞化学元素的饼状图,酶的活性受温度、酸碱度影响的曲线,光合作用强度随光照强度、温度、等条件变化的曲线,有丝分裂和减数分裂过程中染色体、染色单体以及DNA数量的变化规律曲线,碱基与氨基酸的数量对应关系,基因分离定律和自由组合定律的图表模型,同一植物不同器官对生长素浓度的反应曲线,种群“J”型增长的曲线模型等。数学建模是对生物学规律的高度概括和抽象,复习时要引导学生利用生物学基本概念和原理,理解数学符号、公式、图表、函数图像等数学语言表现出来的生物学现象、本质特征和量变关系。利用构建数学模型的思维方法学习生物学理论知识,能很好地解决一些生物学实际问题,使学生的知识能力发生合理迁移,起到举一反三的效果。

四、具体问题具体分析的思想

具体问题具体分析的思想是指在矛盾普遍性原理的指导下,具体分析矛盾的特殊性,并找出解决矛盾的正确方法。对生物和生物学知识能够具体问题具体分析,学会相对地看问题,克服认识的绝对化。具体问题具体分析的思想在生物学科中的应用体现了“能从课外材料中鉴别、选择相关生物学信息,并能用这些信息,结合所学知识解决相关的生物学问题”的考纲能力要求。

生物学规律中始终存在普遍性和特殊性。特殊性如产生酶的细胞不一定能产生激素;能进行光合作用的生物不一定有叶绿体;能与双缩脲试剂发生紫色反应的物质不一定是蛋白质;核糖体的形成不一定与核仁有关等。在生物复习备考中,一定要处理好生物学规律的普遍性和特殊性,既要总结生物的共性规律,又要考虑其特殊性,以便更加准确地理解生物学的规律和概念。

对于近几年高考中常见的新情境信息题(常以生物的前沿科技、生命科学发展中的热点问题、社会生活中的现实问题、生物学实验等为命题材料,用文字、数据、图表、图形、图线等形式提供资料信息),其特点往往是“新情境、旧知识”。也就是说无论情境有多新,但所设问题最终回归考试大纲规定的核心范围内容。因此,这种题型往往是高起点低落点。遇到此类试题从心理上决不能有畏惧心理,其实这种题的答案往往就在题干中。解决此类试题一般可按下面的步骤进行:首先,审读材料,提取信息,从材料的文字叙述或所提供的图表资料中,找出关键信息,提取有价值的信息,剔除干扰信息;其次,回归教材,定位知识;最后,构建解题思路,发挥联想,对发现的关键信息和已有的旧知识进行搭桥,运用比较、归纳、推理的方法,选择正确答案或运用学科语言组织好要表达的答案。

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