類比法在高中生物教學中的應用

在高中生物教學中，經常會遇到一些學生難以理解的較抽象或較復雜的概念、術語、過程等。如何讓學生真正地理解和掌握這些知識呢？運用類比法是一種好的教學方法。筆者在教學中經常運用類比法，使得許多難點比較容易地被學生理解和掌握。以下是筆者運用此類方法解決教學中的問題的一些案例和心得。

1、生物學知識點與生活經驗的類比

學生在日常學習生活中積累了一定的生活經驗。用學生身邊的事例進行類比，可啟發學生的思維，調動學生學習的積極性，培養學生在生活中觀察和分析事物的能力。

案例1：人教版必修本中有多處涉及到滲透壓有關知識點，這是一個教學難點。必修三《穩態與環境》第一節“細胞生活的環境”中指出了溶液滲透壓的概念：“簡單地說，是指溶液中溶質微粒對水的吸引力。”筆者根據這一概念，將兩個溶液系統間的吸水與失水比作拔河運動，兩個溶液體系中的溶質濃度可比作拔河雙方運動員的人數，水分比作拔河的繩子，滲透壓就比作運動員所產生的拉力。那么一般情況下，拔河時哪一方人數多，哪一方的拉力就大，繩子就會往哪邊運動，同樣水分的運動也是如此。運用這樣的類比教學，學生理解了滲透壓的概念的同時，還較容易地就學會判斷滲透系統中水分的進出。

案例2：細胞的有絲分裂過程是人教版必修一《分子與細胞》中的重難點，許多學生難以理解記憶各分裂期的特征。筆者將有絲分裂分裂期過程類比為學生所熟悉的兩副撲克牌分離的過程，每副撲克牌代表一套完整的遺傳信息。分裂期間由于遺傳信息復制已經有了兩副“撲克牌”，分裂期的任務就是將這兩副“撲克牌”平均分配。這一問題學生在生活中都處理過：

①先將花色一樣的牌配成對；

②按數字大小成對排列整齊；

③每種牌取一份就實現了平均分配。

過程①就類似于著絲點將姐妹染色單體連在一起，過程②類似于有絲分裂中期的特征，過程③就類似于有絲分裂后期的特征。這樣的類比教學使學生對細胞有絲分裂過程有了邏輯性的思考，并體會到了細胞有絲分裂過程的科學性。

案例3：人教版必修一《分子與細胞》中關于細胞分化概念學生理解較困難。為了解決這一難點知識，筆者在課堂教學中做了如下的類比講解：“我們現在在學校學習時還沒有明確的分工，就像細胞增殖中的細胞，可是多年以后，我們會結束學校生活，各自走向自己的工作崗位，這時我們彼此的社會功能就出現了穩定的差異，從沒有明確分工到有社會分工的過程就類似于細胞的分化。”通過這樣的講解，學生就很感性地理解了分化的概念。

案例4：人教版必修二《遺傳與進化》中染色體組的概念是一個重要且較難理解的概念，學生只有理解了它才會判斷某生物是幾倍體，才能深刻理解多倍體育種和單倍體育種的原理。筆者借鑒其他教師的經驗，用兩個類比事例來解釋染色體組的概念，效果頗佳。

①以雌性果蠅為例，將雌果蠅的染色體組成（圖1A）比作人的八只手指（如圖1B，拇指除外），那么每位學生都可以展開以下活動：左手代表來自父方，右手代表來自母方，左右手同名的手指并到一起代表同源染色體聯會，一組不同手指（如左手的四根手指）稱為一組非同源染色體，即是一個染色體組。

②將二倍體生物體細胞內染色體組成比作兩組同花順（如圖1C，假設細胞含五對同源染色體），圖中梅花代表父方，方塊代表母方，則一對相同數字的撲克就是一對同源染色體，不同的數字就代表非同源染色體，一組不同數字的集合（即一個順子）就是一個染色體組。這兩個類比事例將較為抽象的概念轉化為簡單的生活中的知識，學生在輕松的氛圍下就可理解染色體組的概念。

案例5：人教版必修三《環境與穩態》中涉及到的負反饋調節機制是生命系統中非常普遍的調節機制，為了讓學生理解其概念，筆者將激素調節中的負反饋調節類比為空調的負反饋調節：例如當天熱時，人們將空調設定為25qc，則空調開始制冷，但是空調不會持續制冷，當室內溫度降到到25～C或略低于25℃時，空調就停止制冷，空調制冷的結果會反過來影響空調的工作，這就是負反饋調節。就像血糖調節過程中，胰島素的作用結果會反過來影響胰島素的分泌。當然，其他激素也是如此。這樣學生很快就理解了負反饋調節的概念。

案例6：免疫調節是人教版必修三《環境與穩態》中的一大難點，內容復雜抽象。為了使這一內容簡單化、具體化，筆者參照課本“想像空間”的提示，進行了引申。將人體比作一座城堡，非特異性免疫就是厚厚的城墻，特異性免疫就像是城中巡邏的警察，那么病原體就應該是罪犯。罪犯分為兩類：體液免疫中的病原體可以比作流竄犯；細胞免疫中的病原體可比作窩藏著的罪犯。警察也分為兩類：抗體一專門逮捕流竄犯的警察；效應T細胞——專門逮捕藏匿罪犯的警察。這兩類警察都不直接處理罪犯，而是交由法院（吞噬細胞）判決。通過這樣的類比教學，學生聽課饒有興趣，在笑聲中區分了非特異性免疫和特異性免疫、體液免疫和細胞免疫等概念，記住了抗體、效應T細胞、吞噬細胞的作用。

以上幾個案例是將生物學知識類比成生活經驗，教師也可以將生活中的事件類比成生物學知識，從而達到教育學生的目的。如筆者遇到某些學生因自己筆記不全，復印了其他學生的筆記作為自己的筆記，筆者告誡他們，筆記可以比作人類的基因組，現在你們手上已經有了堿基對的全部序列，但是這些遺傳信息是什么含義還必須自己去深入研究。這樣的教育語言風趣，含義深刻，學生容易接受。

2、生物知識與相關學科知識的類比

自然科學分科龐雜，生物學只是眾多學科之一，教學時教師可以用其他學科的一些學生已學過的知識進行類比，這樣可以幫助他們理解和記憶一些生物學原理和過程。

2.1 某些生物知識可以類比為數學知識

比如氨基酸脫水縮合反應過程有關問題就可以轉化為數學問題。筆者在講解時取了一些短繩作為教具，活動是將短繩連接為長鏈，讓學生理解其中的比喻，如短繩為氨基酸，左繩端為氨基，右繩端為羧基，繩結為肽鍵，長鏈為多肽鏈。n個氨基酸脫水縮合形成m條肽鏈就可以類比為n條短繩連接為m條長鏈，那么其中的肽鍵數（繩結數）、氨基數（左繩端數）、羧基數（右繩端數）的求解都可以轉化為簡單的數學問題。趙善程在《應用人體比喻學習氨基酸知識》一文中將氨基酸脫水縮合反應過程類比為一組人手拉手連成長隊的過程，人體為氨基酸，手結為肽鍵，長隊為肽鏈。兩種類比教學有異曲同工之妙。

2.2 某些生物知識可以類比為物理知識

比如很多教師將物質跨膜運輸方式的類型及特點類比為物理學中的三種斜面問題。如圖2所示，自由擴散如同小球滾下斜面，方向為從高到低（類比物質跨膜運輸運輸方向為高濃度到低濃度），不需要載體，不需要能量；協助擴散如同小車上的物體滑下斜面，方向從高到低，需要載體，不需要能量；主動運輸如同小車上的物體沖上斜面，方向從低到高，需要載體，需要能量。這樣的類比教學形象生動，學生很輕松地就記住了物質跨膜運輸三種方式及各自的特點。

2.3 某些生物知識還可以類比為計算機知識

例如在講解細胞分化的原因時，學生很難理解同一個體不同體細胞形態結構功能有較大的差異，卻具有相同的遺傳信息。為了解決學生的疑問，筆者將這一問題類比為“不同人玩同款電子游戲”問題。電子游戲的“遺傳信息”就是特定的計算機程序，不同的人玩同款游戲結果卻不同，其根本的原因是不同的人去操作同一電子游戲時，計算機程序雖然一樣，但是執行情況卻不同，導致的結果自然也不同，即“基因的選擇性表達”。這樣就較為自然地總結出細胞分化的原因，又可以調動相當一部分學生的學習積極性。再如，講解反射及反射弧時，可將反射弧的組成部分——感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經、效應器等依次比作電腦的輸入設備、輸入線路、中央處理器（CPU）、輸出線路、輸出設備等五部分，如圖3所示。

將反射活動類比為電腦操作，如用鼠標打開文件這一操作過程為：點擊輸入設備一鼠標（感受器）產生“興奮”，“興奮”通過輸入線路（傳入神經）到達中央處理器（神經中樞）進行信息整合、處理，處理結果通過輸出線路（傳出神經）顯示在輸出設備——屏幕（效應器）上，顯示文件被打開。通過這樣的類比可以將枯燥無味的知識與學生已知的感興趣的計算機知識聯系起來，并且印象深刻。

3、總結

運用類比法教學可以將新知識與學生原有的知識聯系起來，實現知識遷移，讓學生進行有意義的知識建構。另外恰當的運用類比法教學還可以將抽象的事物形象化，把復雜的問題簡單化，激發學生的興趣、降低問題的難度。所以當我們在教學中遇到難以講解的問題時，不如考慮一下能否利用類比法教學，很可能就起到簡化問題、“化腐朽為神奇”的效果。