“類比”在高中生物教學中的應用

唐曉春

摘 要 介紹了“類比”在高中生物教學中的應用，主要體現在：在經典科學史中類比，掌握科學方法；在核心概念中類比，認識概念內涵；在探究假說中類比，提升探究能力；在遺傳規律中類比，促進規律理解；在生物原理中類比，強化原理應用；在生物模型中類比，建構知識框架。

關鍵詞 類比 核心概念 遺傳規律 原理 模型

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

類比是根據兩個對象或兩類事物一些屬性相同或相似，從一個對象的已知屬性出發去猜想另一個對象也可能具有相同或相似屬性的一種思維邏輯方法。類比的思想在生物教學中有著極大的用處。對于一些陌生難懂的知識，教師可利用學生頭腦中已經熟知的知識，進行相應的類比，讓這些新知識融會貫通。甚至可以這么說，通過類比教給學生的知識是學生真正學習到的知識，也是學生印象最為深刻的知識。

1 在經典科學史中類比，掌握科學方法

19世紀30年代，施萊登和施旺提出了細胞學說。1838年，植物學家施萊登通過對植物的顯微觀察，認識到植物是由細胞構成的。植物學家施萊登和動物學家施旺是好朋友。一次吃飯時，施萊登把他尚未發表的這個重大發現告訴了施旺，施旺當時依據植物和動物組織結構的相似性，立刻類比聯想到動物是否也是由細胞構成的，并開始對此進行科學研究。繼施萊登1838年發表了《植物發生論》后，施旺于1839年發表了《動植物結構和生長一致性的顯微研究》，從而建立了細胞學說。

當施旺的科學研究處于“抑制”狀態時，施萊登的適時“提醒”，讓施旺產生了類比聯想……他們提出的細胞學說對19世紀的生物學產生了巨大影響，兩人科學研究的合作也成了生物科學史上一段佳話，而他們研究的重大突破源于一次“類比”。回顧生物科學史，許多科學家的研究源于他們或別人研究成果基礎上的類比，因此，類比是生物學研究中重要的科學研究方法。

2 在核心概念中類比，認識概念內涵

染色體在高中生物學中是核心概念，染色體的主 組成成分是DNA和蛋白質。如何解決這一微觀上的難點，為理解“染色體是DNA的主要載體”做好知識鋪墊，類比是筆者目前認為最好的方法。教師給學生展示一串“珍珠”項鏈。讓“珍珠”項鏈與染色體發生類比：“珍珠”就相當于蛋白質成分，項鏈中的線就相當于DNA。學生一聽就明白。

如何理解“染色質和染色體是同一物質在不同時期的兩種表現形式”，類比電話線就能深刻理解。給學生展示一根電話線，電話線自然狀態下是螺旋的，收縮后變成桿狀，就相當于染色體形態；然后把電話線伸展開，變成了一根細長的線，就相當于染色質形態。教學效果很好，值得一試。

總之，在核心概念教學中，如果能夠找到相似物體與之恰當的類比，能夠快速有效的認識概念內涵。

3 在探究假說中類比，提升探究能力

在光合作用發現的科學史中，通過一系列的科學實驗，人們已經能夠寫出光合作用總反應式。科學家接著再思考：光合作用釋放的氧氣中的氧來自哪里呢？早期，有科學家認為CO2裂解，CO2中的C與H2O結合生成（CH2O），CO2的氧出來形成O2。這樣，有科學家就作出假設：氧氣中的氧來自CO2。但有研究者在硫細菌體內發現了此反應式（呈現給學生，把光合作用總反應式也與之放在一起呈現）。

大部分學生經過類比和認真思考：氧和硫同屬于氧族元素，化學性質類似，既然H2S能變成S單質，那么H2O也可成為O單質。學生自然能作出假設：氧氣中的氧來自H2O。1940年，美國的科學家魯賓和卡門利用同位素標記法進行了相關的探究實驗。

新課程倡導探究性學習，對提出的問題做出科學假設是科學探究的一個重要環節，可提高學生的科學探究假說能力。在類比中作出假設，即簡單又科學。

4 在遺傳規律中類比，促進規律理解

在遺傳規律中進行類比，就不得不提薩頓假說（表1）。

有了這樣的類比假說，學生再學習減數分裂就會心中有數。等學完減數分裂，學生就會豁然開朗，深刻理解減數分裂是遺傳規律的細胞學基礎，知識得以融會貫通，從而促進對遺傳規律的理解。

5 在生物原理中類比，強化原理應用

滲透作用是學生必修1階段要學習的生物學原理，如何學懂，應用原理，筆者利用類比，進行了積極的嘗試。

探究植物細胞如何吸水、失水時，學生依照表2的類比都能作出假設：植物細胞的原生質層相當于半透膜，成熟的植物細胞相當于一個滲透裝置。

6 在生物模型中類比，建構知識框架

學生嘗試搭建細胞膜的流動鑲嵌模型。有的用橡皮泥捏出磷脂分子，搭建出磷脂雙分子層，再用不同顏色的橡皮泥捏出蛋白質分子或覆蓋或鑲嵌或貫穿，糖蛋白也形象生動。也有學生別出心裁，用兵乓球代表磷脂的頭，用兩根牙簽代表磷脂的尾，用泡沫盒代表蛋白質。在類比細胞膜流動鑲嵌模型的構建過程中，學生一定對細胞膜的結構有了更清晰的認識，形成了細胞膜的知識框架。

嘗試DNA的結構模型的建構。筆者利用學校實驗室的DNA模型“零件”嘗試了DNA結構模型建構，但有一個班因課時過于緊張，未能完成模型的搭建。在南京市統考中，其中有一道選擇題就是檢測DNA結構的知識，這個班此題的得分率比其他班低了15%，主要原因就是對DNA的基本骨架不清楚。可見，模型的建構對知識的掌握有很大的幫助，讓學生動手做一做，在做的過程中，學生就開始思考：這個材料代表什么呢？如果學生在模型建構過程中經常有這樣的思考，在做中類比，在做中學習，學生的生物知識肯定理解得透徹，知識框架肯定牢固。