類比法在“細胞器

萬茹婷

類比法是科學學科研究以及教學中非常重要的一種方法。它是從兩個或兩類對象有某些共有或相似屬性，推出一個對象可能具有另一類對象所具有的屬性的方法，也是將抽象思維和形象思維融為一體的一種獨特的思維方法。當教授某些抽象難懂的概念、思維方法時，教師就可以采用類比法進行教學。類比法需要教師尋找學生相對熟悉，并且可以利用的物或者事作為類比的對象，尋找它們與抽象名詞或概念之間的共同點，從而降低學生的學習難度。

“細胞器—系統(tǒng)內(nèi)的分工合作”一節(jié)是人教版生物必修一第三章第二節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)課的知識目標為：說出線粒體、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能;得出“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”以及“細胞器之間既有分工又有合作”的觀念。細胞器的內(nèi)容對于高一學生是非常抽象和難以理解的，在之前的學習過程中學生很少使用顯微鏡，即使用了顯微鏡，學生能觀察到細胞就已十分不易，要觀察到細胞器，如葉綠體和液泡則更加困難。如何讓學生在已有的背景知識下，學習并理解分離細胞器所采用的離心技術(shù)，如何引導學生形成細胞器之間是協(xié)同合作的關(guān)系是下面著重探討的內(nèi)容。

1 導入細胞器概念的類比

手機作為現(xiàn)代通訊工具給人們的生活帶來了無數(shù)的便利。手機在最基本的通訊功能的基礎(chǔ)上還衍生出了許多其他功能，如視頻聊天、導航、瀏覽新聞、聽音樂、看視頻、拍照、攝像等。如今手機也已經(jīng)成為學生群體中必不可少的溝通和交流的媒介。筆者就以學生非常熟悉的手機作為類比對象，導入細胞器一節(jié)。在課前，教師引導學生回顧手機的功能，并啟發(fā)學生思考手機要實現(xiàn)這些功能所需要的零部件，從而順利啟發(fā)學生思考：“細胞作為生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，細胞能夠完成呼吸作用、分裂、分化、分泌蛋白質(zhì)這些復雜的生命活動，植物細胞還能進行光合作用，那么細胞中是否也存在零部件呢？”這樣引出細胞器的概念。手機和組成手機的零部件之間的關(guān)系與細胞和細胞器之間的關(guān)系非常類似。細胞器作為一個全新的概念，學生無法理解其與細胞之間究竟是何關(guān)系。在手機與手機零部件的類比下，學生便可以在第一時間熟悉細胞器原來就是細胞中的有一定結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。

2 探究細胞器思路的類比

如果想要研究手機中零部件的結(jié)構(gòu)，只需將手機拆開，用肉眼觀察相應(yīng)的零部件便可以得知;而在細胞中，人們無法再用肉眼去一一觀察細胞器，因為細胞太小，需要借助特殊的“眼睛”的幫助——顯微鏡，從而順利地引出首先用顯微鏡看細胞器來觀察細胞器結(jié)構(gòu)的思路。隨后，便向?qū)W生介紹顯微鏡的發(fā)展過程，介紹目前生物科學研究中常用的掃描電子顯微鏡。之后，繼續(xù)啟發(fā)學生思考：如果想要研究這些零部件都有哪些種類和具體的功能，要將不同的零部件區(qū)分開，挨個地進行研究，與研究細胞器功能的思路是通的。首先要將不同的細胞器區(qū)分開，究竟如何將這些細小的細胞器分開，筆者則用“粉筆盒”的案例做類比。假設(shè)細胞就是一個粉筆盒，粉筆盒中已知有物體，因為搖動粉筆盒會發(fā)出聲響，但并不知道粉筆盒中具體有哪些物品，這些物品分別是怎樣的結(jié)構(gòu)，就像學生已知細胞中有細胞器（光學顯微鏡可以觀察到有葉綠體、線粒體），但具體有哪些細胞器，對這些細胞器的結(jié)構(gòu)特點、功能、名稱都不知曉。如果想要研究細胞器的具體類別、結(jié)構(gòu)和功能，就要將它們分離，想要研究粉筆盒中具體有什么物品也需要將粉筆盒中導致聲響產(chǎn)生的物品進行分離，從而啟發(fā)學生思考如何分離盒中的物品（提示學生盒子可以打開，但開的方式由學生決定）。學生自然而然就想到粉筆盒中的物品可能有不同的體積，可以利用過濾的想法，在盒子表面打許多等大的孔（由小到大的順序），再將粉筆盒搖晃，就可以根據(jù)體積將粉筆盒中的物體分離開。

接著，繼續(xù)啟發(fā)學生若將打孔的方法應(yīng)用到細胞上會不會有問題，能否順利進行，學生自然會想到細胞過小，且無法知道最小的細胞器具體有多大，在細胞上打孔難度極大，也不知道孔該打多大。順著學生的思路，教師繼續(xù)啟發(fā)學生可以從描述物體特性的另一個角度“質(zhì)量”來思考。教師可通過借助“旋轉(zhuǎn)飛椅”（人坐在由鏈條牽引的椅子上由慢到快被甩到空中旋轉(zhuǎn)的游樂設(shè)施）的案例，幫助學生得出離心的技術(shù)方法。因為在相同轉(zhuǎn)速下，體重輕的人被甩得更高更遠，而體重相對較重的人會被甩得相對較低也離地面更近。教師利用手機、粉筆盒、旋轉(zhuǎn)飛椅三個類比，可順利地幫助學生理解科學家探究細胞器結(jié)構(gòu)和功能時所采用的思路。

3 “細胞器之間的協(xié)調(diào)配合”的類比

細胞器之間的協(xié)調(diào)配合這部分內(nèi)容安排在細胞器各自的結(jié)構(gòu)和功能介紹完之后，學生在學習了細胞器各自的功能之后，無法理解細胞器之間究竟是如何完成協(xié)調(diào)配合的，也無法理解細胞器之間的協(xié)調(diào)配合在細胞內(nèi)是隨時隨地都在發(fā)生，還是只有完成某一特定生命活動時才發(fā)生。此時，教師便可以再次借用學生熟悉的手機來進行類比。現(xiàn)代通訊工具手機可以用來看視頻和電影，假如只給學生提供手機零部件中的顯示屏，是否可以看視頻？假如要看到視頻，還需要哪些零部件的幫助？學生自然會想到要用手機看視頻首先必須有手機電板提供電能，還需要芯片儲存視頻，還需要連接線將信號輸送至手機屏幕，還需要相應(yīng)的連接線給手機充電，還需要音響播放聲音等。通過這個直觀的案例，學生便可以知曉如果細胞要完成分泌蛋白質(zhì)這項活動，也必須借助細胞中的電池“線粒體”的幫助，需要有相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳送的媒介“囊泡”這個細胞結(jié)構(gòu)，需要有數(shù)據(jù)處理器“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體”對蛋白質(zhì)進行加工轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎玫男问剑脖仨氂衅渌毎鞯墓餐Σ拍芡瓿伞＿@個案例可以非常直觀地幫助學生建立細胞器之間是存在協(xié)同合作的這個概念，并且讓學生直觀地體會到如果僅靠單一的細胞器，細胞是無法完成復雜的生命活動的。

通過手機、粉筆盒、旋轉(zhuǎn)飛椅幾個生活中常見的事物進行類比，細胞器一節(jié)的知識目標便可以相對容易達成，學生對抽象概念的理解也會更加深刻。類比法對于生物學教學來說是一種非常簡單且效果顯著的教學方法，可以促進學生對于科學探究方法的理解，可以啟發(fā)學生的探究思路，可以模擬實驗的邏輯基礎(chǔ)。教師在平時應(yīng)當勤于觀察學生生活中的細節(jié)，多將生活中的細節(jié)與生物學科相關(guān)知識進行聯(lián)系，在教學過程中使用合適的類比，便可以達到非常好的教學效果。