程序流程图在生物教学中的应用_dna论文

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概念教学是生物学教学中不可或缺的环节,许多相近名词、相近概念经常需要分析、推理、判断及选择,由于教材中对概念多采用成段文字描述,加之相近名词、相近概念又常分散于不同章节,因而使得学生对知识的掌握多停滞于识记水平,教学效果差。笔者在多年教学中尝试使用程序流程图来分析、比较相关概念,可使学生对生物学概念的印象更直观、更形象、更深刻,从而有效地实现了对相关内容的正确理解和合理应用。本文以中学生物学教材中一些重要的知识点为例,说明程序流程图的使用。

一、程序流程图及其绘制的基本步骤

1.程序流程图简介

程序流程图(简称框图)常用来描述程序的处理、判断、输入输出、起始或终结等基本功能的执行逻辑过程,是由一些规定的图形和流程线组成,用来描述算法的图形。由于它推理过程清晰、直观,且逻辑性强,能够清晰地表达比较复杂的系统其各部分之间的关系,因而对程序的编制起关键作用。

在程序框图中,圆角长方形表示起、止框;平行四边形表示输入、输出框;长方形表示处理框、执行框,用于赋值、计算;菱形表示判断框,成立写“是”或“Y”,不成立则写“否”或“N”。

2.绘制程序流程图的基本步骤

首先,在平时的教学实践中要注重对学生作业、习题测试、课堂反应等环节中的知识混淆点进行整理,并从中归纳整理出不同的相关、相近概念群,例如细胞分裂中的DNA、染色体、染色单体变化图,物质跨膜运输方式及元素类概念等;其次,要针对具体概念群确定其中各概念与其他概念的主要区分点(此做法目的在于设定判断语句),当概念群内名词较多时还应确定判断的先后次序,保证每次判断都能最大化的缩小下次判断的名词范围;最后按照判断的前后次序绘制出草图,经备课组审定修改后制成课件在教学中使用。

二、程序流程图的教学实例

1.细胞有丝分裂与减数分裂中DNA、染色体、染色单体变化的区分

细胞分裂时的DNA、染色体、染色单体变化曲线图一直都是教学重点和难点,在教学中通过如下流程图(图1)进行讲授,效果较好。其中,可先看是否出现“0”值,如果有则为染色单体,否则为染色体或DNA。此后,对于后者再根据斜线的有无进一步判断,如果有斜线即为DNA,如果无则为染色体;最后,再看DNA、染色体、染色单体变化曲线图的起点与终点是否一致,如果一致为有丝分裂,如呈现倍数变化则为减数分裂,从而最终将曲线图类型具体化。

图1 区分细胞有丝分裂和减数分裂中DNA及染色体变化的流程图

2.分子跨膜运输方式的判断

在教材中频繁出现的被动运输、主动运输、自由扩散、协助扩散及胞吞胞吐等也是学生经常出现混淆的重点名词。对于分子跨膜运输方式的判断,建议首先判断有关分子是否为大分子或颗粒,如是大分子或颗粒则只有胞吞与胞吐方式,而小分子跨膜方式可再依据运输过程是否耗能分为主动运输、被动运输,最后再依据是否需载体参与将被动运输分为协助扩散与自由扩散。流程见图2。

图2 对分于跨膜运输方式判断的流程图

3.生物个体染色体倍数性的分类

在高中生物遗传变异内容的教学中,经常会涉及多倍体、二倍体、单倍体等名词,可依据如下流程图(图3)来辅助讲解。

图3 生物个体染色体倍数性分类的流程图

首先判断生物体细胞的由来,如果是经过受精作用发展而来,则需再看该生物体细胞中的染色体组数,如为2组,即为二倍体,3组及以上,则为多倍体;如果该细胞不是经过受精作用得来,则可直接定性为单倍体生物。

4.生物体新陈代谢类型区分

在生物新陈代谢类型内容讲述时可采用图4,首先判断同化作用时是否能将无机物直接合成为有机物,如能,则该生物为自养型生物,如不能,则为异养型生物;对于其中的自养生物还可再根据合成有机物时是否需光能划分为化能自养与光能自养;而对于异化作用类型则是通过判断将有机物分解为无机物时是否需氧来区分,如需氧,则为好氧生物,反之则为厌氧生物。

图4 区分生物新陈代谢类型的流程图

三、小结

概念是一门学科中的骨架部分,针对高中生物学科的特点,概念教学就显得尤为重要。只有加强相关概念的辨析与理解,才能真正突破概念教学这一瓶颈,而在生物学教学中应用程序流程图可能是解决此矛盾的有效方法之一。

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