生物教學(xué)中運用比較法的三個遞進(jìn)層次

陳衛(wèi)東

摘 要 比較法在生物學(xué)教學(xué)中被廣泛采用。教師可分三個層次來推進(jìn)比較法的運用：第一層次是基礎(chǔ)層次，教師給出比較對象與比較標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生歸納總結(jié)得出比較結(jié)論；第二層次是提高層次，教師給出比較對象，要求學(xué)生合作開發(fā)比較標(biāo)準(zhǔn)、得出比較結(jié)論；第三層次是高階層次，教師只給出比較的范圍或框架，學(xué)生自主確定比較對象、開發(fā)比較標(biāo)準(zhǔn)、得出比較結(jié)論。教學(xué)中教師遞進(jìn)式推進(jìn)，意在引導(dǎo)學(xué)生擺脫對教師的依賴，真正內(nèi)化比較法。

關(guān)鍵詞 生物教學(xué) 運用比較法 三個遞進(jìn)層次

比較法是指通過對兩個或兩個以上研究對象進(jìn)行對比，以確定它們相同點和差異點的一種邏輯思維方法。比較法運用的三個要素是“比較對象、比較標(biāo)準(zhǔn)、比較結(jié)論”，“比較對象”即“誰和誰比”，“比較標(biāo)準(zhǔn)”即“比什么、怎么比”，“比較結(jié)論”即“比下來的結(jié)果是什么”。審視當(dāng)下的生物教學(xué)，比較法的運用較為普遍，效果亦喜亦憂。一方面教師運用比較法引導(dǎo)學(xué)生辨析概念、甄別原理，深化了對知識的理解；另一方面學(xué)生離開教師的扶持，比較法的運用不熟練、不主動。教師要引導(dǎo)學(xué)生從“給定模式的比較”做起，逐步學(xué)會“開發(fā)比較標(biāo)準(zhǔn)”，最終臻于“自主梳理比較”的境界。

一、基礎(chǔ)層次：給定模式的比較

“給定模式的比較”是比較法運用的基礎(chǔ)層次，即運用比較法時教師給出“比較對象”和“比較標(biāo)準(zhǔn)”，學(xué)生歸納總結(jié)“比較結(jié)論”。“給定模式的比較”適宜運用在新課教學(xué)中，通過比較，學(xué)生可以辨析概念，加深對知識的理解。

1.表格形式的比較

應(yīng)用在一些生物學(xué)基本概念、原理、結(jié)構(gòu)、生理過程等方面的比較，對比效果簡潔明了，是最多采用的表述形式。例如：比較原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的不同（見表1）。

2.集合圖形式的比較

應(yīng)用在一些含義有交叉的物質(zhì)、結(jié)構(gòu)的比較中。例如：比較高等動、植物細(xì)胞中細(xì)胞器的異同（見圖1）。

3.圖解形式的比較

應(yīng)用在一些生理過程、操作過程的比較中。例如教師將赫爾希和蔡斯的“噬菌體侵染細(xì)菌實驗”畫成文字方框加箭頭的流程圖解，讓學(xué)生比較兩組實驗中“上清液”“沉淀物”放射性的高低及產(chǎn)生原因，進(jìn)而推測噬菌體的侵染行為。

4.坐標(biāo)圖形式的比較

應(yīng)用在一些動態(tài)變化的數(shù)量關(guān)系的比較中。例如，在圖2坐標(biāo)圖中畫出有絲分裂染色體數(shù)目變化曲線，比較兩者的數(shù)量變化規(guī)律。

二、提高層次：開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的比較

“開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的比較”是比較法運用的提高層次，即運用比較法時教師給出“比較對象”，要求學(xué)生在教師啟發(fā)下自主開發(fā)“比較標(biāo)準(zhǔn)”，對比較對象進(jìn)行新的比較，探求“比較結(jié)論”。所謂“開發(fā)比較標(biāo)準(zhǔn)”就是學(xué)生針對“比較對象”從“比什么、怎么比”角度列出比較的項目。“開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的比較”適宜運用在單元教學(xué)或復(fù)習(xí)教學(xué)中，通過比較，學(xué)生可以總結(jié)生物學(xué)的基本規(guī)律，抽象知識的本質(zhì)屬性，逐步學(xué)會獨立運用比較法。

1.擴(kuò)增比較項目

對原有的比較項目進(jìn)行延伸或細(xì)化。例如上文中比較“原核細(xì)胞與真核細(xì)胞”，比較項目為“細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、代表生物”，通過延伸可以增加“本質(zhì)區(qū)別、細(xì)胞壁、基因表達(dá)、變異類型”等比較項目。

2.變換比較角度

例如上文中“比較高等動、植物細(xì)胞中細(xì)胞器的異同”，比較的角度是“細(xì)胞器的分布”。教師可引導(dǎo)學(xué)生變換比較角度，從特殊成分、膜結(jié)構(gòu)、功能等方面加以比較。

3.關(guān)注例外情況

比如比較兩條染色體是否為“同源染色體”，比較標(biāo)準(zhǔn)是“大小、形狀相同”，但兩個姐妹染色單體斷裂后形成的兩個染色體，大小、形狀相同卻不屬于同源染色體；X、Y性染色體大小、形狀不完全相同卻屬于同源染色體。這里教師可引導(dǎo)學(xué)生再增補一條比較標(biāo)準(zhǔn)——“在減數(shù)分裂中可以配對”，那么這種例外情況就迎刃而解了。

4.自主開發(fā)新標(biāo)準(zhǔn)

比較標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)，起點在分析概念的內(nèi)涵。例如，要比較“試管牛”、“克隆牛”、“轉(zhuǎn)基因牛”的異同，教師可引導(dǎo)學(xué)生先分析這三類牛的培育流程。“試管牛”——取雄牛的精子+雌牛的卵子→體外獲能、體外受精→受精卵（或早期胚胎）→受體牛子宮→妊娠分娩；“克隆牛”——甲牛的體細(xì)胞核+乙牛的去核的卵細(xì)胞→受精卵（或早期胚胎）→丙受體牛的子宮→妊娠分娩；“轉(zhuǎn)基因牛”——目的基因轉(zhuǎn)給受精卵→受體牛子宮→妊娠分娩。不同流程培育的牛，其遺傳物質(zhì)來源不同，“遺傳特性”就不完全相同。遺傳物質(zhì)由一個親體還是兩個親體提供，這是“生殖方式”的問題。根據(jù)這些分析，學(xué)生可以歸納出三種牛比較的“比較標(biāo)準(zhǔn)”：關(guān)鍵的技術(shù)手段、相同的技術(shù)手段、生殖方式、遺傳特性、培育意義。

三、高階層次：自主梳理的比較

“自主梳理的比較”是比較法運用的高階層次，即運用比較法時教師僅僅說明比較內(nèi)容的范圍或框架，學(xué)生自主確定“比較對象”、開發(fā)“比較標(biāo)準(zhǔn)”，在師生的討論與修正中發(fā)現(xiàn)“比較結(jié)論”。“自主梳理的比較”適宜運用在復(fù)習(xí)教學(xué)，學(xué)生獨立地運用比較法，能較好實現(xiàn)知識和能力的遷移和升華。

1.聚斂式比較

通常是對不同的內(nèi)容進(jìn)行比較，“異中求同”，比出相同點。人教版必修教材介紹了較多的生物科學(xué)經(jīng)典實驗，比如“光合作用的探索系列實驗”“生物膜流動鑲嵌模型的構(gòu)建”“孟德爾豌豆雜交實驗”“摩爾根果蠅雜交實驗”“格里菲斯、艾弗里肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”“赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實驗”“植物生長素的系列探索實驗”。在教師引導(dǎo)下，學(xué)生對“相異”的實驗探析“相同”的點。第一層面，探析“不同實驗”的“相同設(shè)計思路”。例如，赫爾希與蔡斯以噬菌體和細(xì)菌為研究材料，通過同位素示蹤技術(shù)標(biāo)記區(qū)分的蛋白質(zhì)與DNA，證明了DNA是遺傳物質(zhì)。肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗也運用了這種設(shè)計思路。第二層面，探析“不同實驗”的“相同思想方法”。例如，薩頓觀察蝗蟲細(xì)胞增殖及有性生殖中染色體的變化規(guī)律，提出“基因與染色體行為存在平行關(guān)系”的假說，摩爾根用果蠅作為實驗材料，驗證了紅眼與白眼基因位于X染色體上，從而證實了薩頓的假說。孟德爾也運用了這種科學(xué)研究的思想方法。第三層面，感悟“不同科學(xué)家”的“相似科學(xué)品質(zhì)”。沃森與克里克建構(gòu)DNA結(jié)構(gòu)物理模型，經(jīng)歷了多次的自我否定與修正；植物生長素的探索，多位科學(xué)家探究前人的實驗疑惑，進(jìn)行了“接力式”的研究，他們身上無不閃耀著大膽質(zhì)疑、持之以恒、越挫越勇的優(yōu)異科學(xué)品質(zhì)。

2.發(fā)散式比較

通常是以某一概念、事實、原理為基點，輻射狀聯(lián)想出其他內(nèi)容的比較，使知識融會貫通。例如以“酶”為基點的發(fā)散比較。教師可以引導(dǎo)學(xué)生比較酶促反應(yīng)與其他化學(xué)反應(yīng)原理的異同；比較酶的特性；比較影響酶促反應(yīng)速率的因素；比較探究酶活性實驗的自變量設(shè)定與因變量觀察；比較光合作用及呼吸作用不同階段酶的種類及定位場所；比較基因表達(dá)過程中的酶；比較固定化酶與固定化細(xì)胞的優(yōu)缺點；比較消化酶的作用底物與反應(yīng)產(chǎn)物；比較DNA聚合酶、DNA連接酶、限制性核酸內(nèi)切酶、DNA酶作用特點及催化反應(yīng)的產(chǎn)物。

3.鏈狀式比較

通常從某一內(nèi)容出發(fā)，“由此及彼”形成鏈狀式比較。例如，進(jìn)行“遺傳變異內(nèi)容”的比較。從個體水平出發(fā)，生物體的有性生殖過程中會出現(xiàn)遺傳變異現(xiàn)象，以探索遺傳變異的本質(zhì)為線索，可以梳理出一條比較鏈：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗、噬菌體侵染細(xì)菌實驗、煙草花葉病毒感染實驗→遺傳物質(zhì)是核酸（DNA或RNA）→DNA有遺傳效應(yīng)的片段是基因→基因的傳遞符合分離定律、自由組合定律→孟德爾豌豆雜交實驗。梳理出比較鏈后，再細(xì)化每一個“節(jié)點”的比較。

【責(zé)任編輯 郭振玲】