生物學問題分析模型構建與提高學生學習能力初探

摘 要 在生物教學中，訓練學生構建問題分析模型，有助于學生將感性認識上升到理性認識。常見的問題分析模型有5種。

關鍵詞 問題分析模型 感性認識 理性認識 信息提取能力

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

生物的生命活動都有共性和個性兩個方面的特征，將生命活動的共性一面加以總結歸納，構建成一類生命活動規律的問題分析模型，然后按照具體的生命活動的個性去分析問題和解決問題，就可以收到事半功倍的效果。在生物教學中，訓練學生構建問題分析模型，是提升學生思維品質的有效手段，是提高學生能力的有效途徑，也是學生學習進步和成功的階梯。一旦學生掌握了構建問題分析模型的基本技能，并加以實踐和訓練活動，就可以幫助學生理清分析問題、解決問題的思路，就能有效地提升學習能力和學習效率，并影響終身受益無窮。

1 問題分析模型有助于學生將感性認識上升到理性認識

研究生命現象，不僅僅是為了了解生命現象的表面特征，更是為了掌握生命活動的客觀規律，然后運用這些規律去適應自然和改造自然。利用生命現象的感性材料，去構建一個反映一類生命活動規律的問題分析模型，掌握其內在的必然聯系，必將有助于人們實現從感性認識到理性認識的升華。如植物體生命活動必需的礦質元素是不可缺少的，一旦缺乏就會引起缺乏癥，而一旦補充，這些缺乏癥便會消失并使生命活動恢復正常，這樣的生命現象在高等動物體內同樣也會發生（圖1）。如維生素缺乏會引起缺乏癥，補充即恢復正常；同樣的物質還有激素、血糖等等，這些零碎的感性材料表明一個共同的認識，即生命活動的共性。

然而生物類群不同，物質不同，其缺乏癥也不相同，如植物缺乏Mg2+和Fe2+都會引起植物葉片發黃，不同的是Mg2+合成葉綠素的原料，Fe2+是合成葉綠素過程中的酶的成分，都是葉綠素不能合成而造成了葉片發黃；而高等動物和人缺乏血糖導致低血糖的癥狀都是相似的，即活動強度減弱甚至昏迷；幼小動物或少年因缺乏甲狀腺激素就會停止生長或患呆小癥，補充注射甲狀腺激素就可以恢復生長和發育等等，這就是動物、植物生命活動的個性。

所以掌握了生命活動的共性，就掌握了一類生命活動的規律，就可以總結歸納出這一類問題的分析模型，對具體的問題只需結合其生命活動的個性進行綜合分析，這一類問題就可以迎刃而解，再到知識的應用也只是一步之遙了。加強這方面的建模訓練，既能提高學生的學習能力，又能提高學習效率，使學生的邏輯思維能力、歸納總結能力、知識遷移能力、信息提取能力等諸方面在短時間內得到升華，并在其他學科的學習中也能得到應用，可以影響學生終生，讓其受益無窮。

2 教學中常見的幾種問題分析模型的構建

2.1 生命活動必需物質的驗證實驗分析模型

動植物的生命活動都有一些必需物質參與，這些物質一旦缺乏就會引起缺乏癥，對這一類的物質的必需性或者功能的驗證如何通過實驗來證明呢？一般來說可以通過設計對照實驗來驗證，即植物用溶液培養法。對照組用完全培養液培養植株，植株表現正常；實驗組用缺乏某元素的缺素完全培養液培養，植株表現出對應的缺素癥，加入這種元素后又恢復正常，從而證明該元素是植物必需的礦質元素。如動物激素用切除注射法來證明——對照組將某個內分泌腺處做手術但不摘除，注射生理鹽水，實驗組將某個內分泌腺腺體做手術并摘除，動物即表現出相應的缺乏癥，注射對應的激素，該癥狀消失并表現正常，該實驗可以證明該激素是必需的，同時還可以推論該激素的生理功能、該激素是由該內分泌腺分泌等，其分析模型構建如圖2所示。

生物的生命活動都有共性和個性兩個方面的特征，將生命活動的共性一面加以總結歸納，構建成一類生命活動規律的問題分析模型，然后按照具體的生命活動的個性去分析問題和解決問題，就可以收到事半功倍的效果。在生物教學中，訓練學生構建問題分析模型，是提升學生思維品質的有效手段，是提高學生能力的有效途徑，也是學生學習進步和成功的階梯。一旦學生掌握了構建問題分析模型的基本技能，并加以實踐和訓練活動，就可以幫助學生理清分析問題、解決問題的思路，就能有效地提升學習能力和學習效率，并影響終身受益無窮。

1 問題分析模型有助于學生將感性認識上升到理性認識

研究生命現象，不僅僅是為了了解生命現象的表面特征，更是為了掌握生命活動的客觀規律，然后運用這些規律去適應自然和改造自然。利用生命現象的感性材料，去構建一個反映一類生命活動規律的問題分析模型，掌握其內在的必然聯系，必將有助于人們實現從感性認識到理性認識的升華。如植物體生命活動必需的礦質元素是不可缺少的，一旦缺乏就會引起缺乏癥，而一旦補充，這些缺乏癥便會消失并使生命活動恢復正常，這樣的生命現象在高等動物體內同樣也會發生（圖1）。如維生素缺乏會引起缺乏癥，補充即恢復正常；同樣的物質還有激素、血糖等等，這些零碎的感性材料表明一個共同的認識，即生命活動的共性。

然而生物類群不同，物質不同，其缺乏癥也不相同，如植物缺乏Mg2+和Fe2+都會引起植物葉片發黃，不同的是Mg2+合成葉綠素的原料，Fe2+是合成葉綠素過程中的酶的成分，都是葉綠素不能合成而造成了葉片發黃；而高等動物和人缺乏血糖導致低血糖的癥狀都是相似的，即活動強度減弱甚至昏迷；幼小動物或少年因缺乏甲狀腺激素就會停止生長或患呆小癥，補充注射甲狀腺激素就可以恢復生長和發育等等，這就是動物、植物生命活動的個性。

所以掌握了生命活動的共性，就掌握了一類生命活動的規律，就可以總結歸納出這一類問題的分析模型，對具體的問題只需結合其生命活動的個性進行綜合分析，這一類問題就可以迎刃而解，再到知識的應用也只是一步之遙了。加強這方面的建模訓練，既能提高學生的學習能力，又能提高學習效率，使學生的邏輯思維能力、歸納總結能力、知識遷移能力、信息提取能力等諸方面在短時間內得到升華，并在其他學科的學習中也能得到應用，可以影響學生終生，讓其受益無窮。

2 教學中常見的幾種問題分析模型的構建

2.1 生命活動必需物質的驗證實驗分析模型

動植物的生命活動都有一些必需物質參與，這些物質一旦缺乏就會引起缺乏癥，對這一類的物質的必需性或者功能的驗證如何通過實驗來證明呢？一般來說可以通過設計對照實驗來驗證，即植物用溶液培養法。對照組用完全培養液培養植株，植株表現正常；實驗組用缺乏某元素的缺素完全培養液培養，植株表現出對應的缺素癥，加入這種元素后又恢復正常，從而證明該元素是植物必需的礦質元素。如動物激素用切除注射法來證明——對照組將某個內分泌腺處做手術但不摘除，注射生理鹽水，實驗組將某個內分泌腺腺體做手術并摘除，動物即表現出相應的缺乏癥，注射對應的激素，該癥狀消失并表現正常，該實驗可以證明該激素是必需的，同時還可以推論該激素的生理功能、該激素是由該內分泌腺分泌等，其分析模型構建如圖2所示。

2.4 負反饋調節與生命異常分析模型

高等動物和人體的許多生理異常性生命現象都是由機體的負反饋調節引起的，如人體缺碘導致甲狀腺腫大（大脖子病）。人體缺碘就會導致甲狀腺激素分泌過少，從而引起下丘腦分泌促甲狀腺激素釋放激素增多，繼而引起垂體分泌促甲狀腺激素分泌增多，促進甲狀腺生長而導致大脖子病。象這樣的例子在生活中還有許多，如服用類雄激素興奮劑后導致睪丸萎縮，服用類雌激素藥物后抑制排卵等，這些生理現象都是由機體的負反饋調節引起。這一類生命活動可以概括為圖8所示分析模型。

2.5 生物性狀遺傳方式、顯性與隱性的判斷分析模型

生物性狀的遺傳都是由基因控制的，但這些基因存在的位置又是各不相同的。如何判斷這些基因的遺傳方式呢？是否也可以建立一個分析模型幫助分析證明呢？再者性狀的遺傳有顯性和隱性之分，如何判斷性狀的顯隱性關系呢？下面就單基因控制性狀（設相對性狀為A和B）的遺傳方式和顯隱性關系構建如下分析模型。

（1） 質遺傳與核遺傳的判斷（圖9）。

（2） 當已知控制性狀的基因在細胞核時，常染色體與伴X染色體遺傳判斷（圖10）。