生物學(xué)問題分析模型構(gòu)建與提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力初探

摘 要 在生物教學(xué)中，訓(xùn)練學(xué)生構(gòu)建問題分析模型，有助于學(xué)生將感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。常見的問題分析模型有5種。

關(guān)鍵詞 問題分析模型 感性認(rèn)識 理性認(rèn)識 信息提取能力

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)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(jié)歸納，構(gòu)建成一類生命活動規(guī)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(xué)中，訓(xùn)練學(xué)生構(gòu)建問題分析模型，是提升學(xué)生思維品質(zhì)的有效手段，是提高學(xué)生能力的有效途徑，也是學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)步和成功的階梯。一旦學(xué)生掌握了構(gòu)建問題分析模型的基本技能，并加以實(shí)踐和訓(xùn)練活動，就可以幫助學(xué)生理清分析問題、解決問題的思路，就能有效地提升學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效率，并影響終身受益無窮。

1 問題分析模型有助于學(xué)生將感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識

研究生命現(xiàn)象，不僅僅是為了了解生命現(xiàn)象的表面特征，更是為了掌握生命活動的客觀規(guī)律，然后運(yùn)用這些規(guī)律去適應(yīng)自然和改造自然。利用生命現(xiàn)象的感性材料，去構(gòu)建一個反映一類生命活動規(guī)律的問題分析模型，掌握其內(nèi)在的必然聯(lián)系，必將有助于人們實(shí)現(xiàn)從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的升華。如植物體生命活動必需的礦質(zhì)元素是不可缺少的，一旦缺乏就會引起缺乏癥，而一旦補(bǔ)充，這些缺乏癥便會消失并使生命活動恢復(fù)正常，這樣的生命現(xiàn)象在高等動物體內(nèi)同樣也會發(fā)生（圖1）。如維生素缺乏會引起缺乏癥，補(bǔ)充即恢復(fù)正常；同樣的物質(zhì)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(rèn)識，即生命活動的共性。

然而生物類群不同，物質(zhì)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(fā)黃，不同的是Mg2+合成葉綠素的原料，F(xiàn)e2+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(fā)黃；而高等動物和人缺乏血糖導(dǎo)致低血糖的癥狀都是相似的，即活動強(qiáng)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(bǔ)充注射甲狀腺激素就可以恢復(fù)生長和發(fā)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(guī)律，就可以總結(jié)歸納出這一類問題的分析模型，對具體的問題只需結(jié)合其生命活動的個性進(jìn)行綜合分析，這一類問題就可以迎刃而解，再到知識的應(yīng)用也只是一步之遙了。加強(qiáng)這方面的建模訓(xùn)練，既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，又能提高學(xué)習(xí)效率，使學(xué)生的邏輯思維能力、歸納總結(jié)能力、知識遷移能力、信息提取能力等諸方面在短時間內(nèi)得到升華，并在其他學(xué)科的學(xué)習(xí)中也能得到應(yīng)用，可以影響學(xué)生終生，讓其受益無窮。

2 教學(xué)中常見的幾種問題分析模型的構(gòu)建

2.1 生命活動必需物質(zhì)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)分析模型

動植物的生命活動都有一些必需物質(zhì)參與，這些物質(zhì)一旦缺乏就會引起缺乏癥，對這一類的物質(zhì)的必需性或者功能的驗(yàn)證如何通過實(shí)驗(yàn)來證明呢？一般來說可以通過設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，即植物用溶液培養(yǎng)法。對照組用完全培養(yǎng)液培養(yǎng)植株，植株表現(xiàn)正常；實(shí)驗(yàn)組用缺乏某元素的缺素完全培養(yǎng)液培養(yǎng)，植株表現(xiàn)出對應(yīng)的缺素癥，加入這種元素后又恢復(fù)正常，從而證明該元素是植物必需的礦質(zhì)元素。如動物激素用切除注射法來證明——對照組將某個內(nèi)分泌腺處做手術(shù)但不摘除，注射生理鹽水，實(shí)驗(yàn)組將某個內(nèi)分泌腺腺體做手術(shù)并摘除，動物即表現(xiàn)出相應(yīng)的缺乏癥，注射對應(yīng)的激素，該癥狀消失并表現(xiàn)正常，該實(shí)驗(yàn)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(nèi)分泌腺分泌等，其分析模型構(gòu)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(jié)歸納，構(gòu)建成一類生命活動規(guī)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(xué)中，訓(xùn)練學(xué)生構(gòu)建問題分析模型，是提升學(xué)生思維品質(zhì)的有效手段，是提高學(xué)生能力的有效途徑，也是學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)步和成功的階梯。一旦學(xué)生掌握了構(gòu)建問題分析模型的基本技能，并加以實(shí)踐和訓(xùn)練活動，就可以幫助學(xué)生理清分析問題、解決問題的思路，就能有效地提升學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效率，并影響終身受益無窮。

1 問題分析模型有助于學(xué)生將感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識

研究生命現(xiàn)象，不僅僅是為了了解生命現(xiàn)象的表面特征，更是為了掌握生命活動的客觀規(guī)律，然后運(yùn)用這些規(guī)律去適應(yīng)自然和改造自然。利用生命現(xiàn)象的感性材料，去構(gòu)建一個反映一類生命活動規(guī)律的問題分析模型，掌握其內(nèi)在的必然聯(lián)系，必將有助于人們實(shí)現(xiàn)從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的升華。如植物體生命活動必需的礦質(zhì)元素是不可缺少的，一旦缺乏就會引起缺乏癥，而一旦補(bǔ)充，這些缺乏癥便會消失并使生命活動恢復(fù)正常，這樣的生命現(xiàn)象在高等動物體內(nèi)同樣也會發(fā)生（圖1）。如維生素缺乏會引起缺乏癥，補(bǔ)充即恢復(fù)正常；同樣的物質(zhì)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(rèn)識，即生命活動的共性。

然而生物類群不同，物質(zhì)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(fā)黃，不同的是Mg2+合成葉綠素的原料，F(xiàn)e2+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(fā)黃；而高等動物和人缺乏血糖導(dǎo)致低血糖的癥狀都是相似的，即活動強(qiáng)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(bǔ)充注射甲狀腺激素就可以恢復(fù)生長和發(fā)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(guī)律，就可以總結(jié)歸納出這一類問題的分析模型，對具體的問題只需結(jié)合其生命活動的個性進(jìn)行綜合分析，這一類問題就可以迎刃而解，再到知識的應(yīng)用也只是一步之遙了。加強(qiáng)這方面的建模訓(xùn)練，既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，又能提高學(xué)習(xí)效率，使學(xué)生的邏輯思維能力、歸納總結(jié)能力、知識遷移能力、信息提取能力等諸方面在短時間內(nèi)得到升華，并在其他學(xué)科的學(xué)習(xí)中也能得到應(yīng)用，可以影響學(xué)生終生，讓其受益無窮。

2 教學(xué)中常見的幾種問題分析模型的構(gòu)建

2.1 生命活動必需物質(zhì)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)分析模型

動植物的生命活動都有一些必需物質(zhì)參與，這些物質(zhì)一旦缺乏就會引起缺乏癥，對這一類的物質(zhì)的必需性或者功能的驗(yàn)證如何通過實(shí)驗(yàn)來證明呢？一般來說可以通過設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，即植物用溶液培養(yǎng)法。對照組用完全培養(yǎng)液培養(yǎng)植株，植株表現(xiàn)正常；實(shí)驗(yàn)組用缺乏某元素的缺素完全培養(yǎng)液培養(yǎng)，植株表現(xiàn)出對應(yīng)的缺素癥，加入這種元素后又恢復(fù)正常，從而證明該元素是植物必需的礦質(zhì)元素。如動物激素用切除注射法來證明——對照組將某個內(nèi)分泌腺處做手術(shù)但不摘除，注射生理鹽水，實(shí)驗(yàn)組將某個內(nèi)分泌腺腺體做手術(shù)并摘除，動物即表現(xiàn)出相應(yīng)的缺乏癥，注射對應(yīng)的激素，該癥狀消失并表現(xiàn)正常，該實(shí)驗(yàn)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(nèi)分泌腺分泌等，其分析模型構(gòu)建如圖2所示。

2.4 負(fù)反饋調(diào)節(jié)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(xiàn)象都是由機(jī)體的負(fù)反饋調(diào)節(jié)引起的，如人體缺碘導(dǎo)致甲狀腺腫大（大脖子病）。人體缺碘就會導(dǎo)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(jìn)甲狀腺生長而導(dǎo)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(dǎo)致睪丸萎縮，服用類雌激素藥物后抑制排卵等，這些生理現(xiàn)象都是由機(jī)體的負(fù)反饋調(diào)節(jié)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(guān)系呢？下面就單基因控制性狀（設(shè)相對性狀為A和B）的遺傳方式和顯隱性關(guān)系構(gòu)建如下分析模型。

（1） 質(zhì)遺傳與核遺傳的判斷（圖9）。

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