“資料分析”在高中生物教學中的作用

陳亮

【摘 要】在人教版新課標教科書中設置的多個特色欄目，如“問題討論”、“與社會聯系”、“資料分析”等中，“資料分析”欄目的設置不僅豐富了內容，而且為講“活”生物課堂提供了平臺和方法。本文通過對教科書中“資料分析”欄目的歸類分析，按資料的內容將“資料分析”分成理論聯系實際、生物科學史、科學數據、科學實驗和探究模擬等五類。結合實例闡述了“資料分析”在高中生物教學中的作用：有利于學生學習方式的轉變；學生經歷概念的構建過程；有利于探究式教學的開展；有利于學生信息處理能力的培養；有利于學生分析問題和解決問題能力的培養；有利于新舊知識的聯系與完整知識體系的構建；有利于理論與實際相聯系。建議教師在教學過程中改變“教師為主體”，“教教材”的觀念，真正落實“學生為主體，教師主導”和“利用教材”，“活用教材”，從而達到傳授學生知識和提高學生生物科學素養的教學目的。

【關鍵詞】資料分析；高中生物；教科書

1.前言

隨著知識經濟的高速發展，世界經濟格局的改變，國與國之間的競爭愈演愈烈，世界各國越來越重視教育。進入21世紀以來，我國為了迎接挑戰，從基本國情出發，從教育入手，從經濟和文化的發展需求出發，大力推進基礎教育課程改革。

我國基礎教育課程經歷了多次改革，課程理念不斷更新，在此期間，黨中央首次提出了“科教興國戰略”，并頒布了《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》，提出要提高國家財政性教育經費支出占國內生產總值比例，2012年達到4%。跨入新世紀基礎教育課程改革已在全國全面推開。此次課程改革，不僅課程理念新，教材也在更新，高中生物課程標準教材不僅在外觀上美觀精致，而且內容也更具基礎性、科學性、時代性，整體上呈現出嚴密的系統性等特點。教材是聯系已知與未知世界的橋梁，是學生知識構建，能力發展，以及正確的情感態度價值觀培養的載體，是教師課堂教學的媒介；按照新課程的理念，教科書在各節內容增設了多個欄目，打破了教材僅僅作為知識載體的觀念，其中較為突出的是“資料分析”欄目，成為了高中生物新教材的特色。但是在實際教學中，很多教師以教學時間有限等為由，直接代替學生歸納總結，這樣忽略了對“資料分析”的指導，也未能發揮出“資料分析”在生物教學中的作用。本文通過對高中生物新教材的研究并與上次課改教材的對比，分析“資料分析”在課堂教學中的作用，探究如何在教學中重視“資料分析”的教學，改變教學方式，在符合課程理念的前提下，全面提高教學質量。

2.“資料分析”的編排特點及內容分類

2.1“資料分析”的編排特點

生物課程標準提出了許多先進的教學理念，這使教材內容的編排呈現多種多樣的方式，而資料分析是常見的一種手段，一種既符合課程理念又具特色的手段。“資料分析”主要以文字資料、圖片資料、數據資料、表格資料等四種形式呈現，包含了生物科學史，科學實驗數據、實驗案例、原理應用等。“資料分析”一般出現在重要知識前后，先提供一段文字，或是一組資料，之后設置相應的討論題，學生根據資料信息進行分析、比較、計算和處理，找到正確答案，其意在激發學生的學習興趣和探究欲望，培養學生處理信息和運用已學知識解決實際問題的能力。

2.2“資料分析”的內容分類

本文對高中生物教材所涉及的“資料分析”進行分類統計。人民教育出版社高中生物六本教材中四本涉及“資料分析”，分別是《必修1分子與細胞》、《必修2遺傳與進化》、《必修3穩態與環境》《選修3現代生物科技專題》，共有34個“資料分析”。其中包括5個“資料搜集與分析”。具體內容見表1：

根據資料的形式和內容，將這些“資料分析”大致分成五類：

2.2.1理論聯系實際

這類“資料分析”將課本上所學的理論知識與生產生活中常見的事例結合起來，使學生體驗到生物與生活、社會的緊密聯系，從而更好地體現生物“有用性”，以此激發學生學習生物興趣。分類詳情見表2。

2.2.2生物科學史

設置此類“資料分析”主要目的有二：一是培養學生在生物發展史重要事件中獲取信息的能力；二是還原科學發展史，體現生物科學發展的艱辛與曲折，使學生沿著科學家的腳步去理解生物科學的本質和研究方法，同時學習科學家刻苦專研和生物科學的執著精神，以及科學家在對待科學問題上的思維方式和探究方法，對提高學生的生物科學素養有重要意義。分類詳情見表3。

2.2.3科學數據

這類“資料分析”以通過實驗或者調查所測數據為主，主要是為了培養學生從課外材料中獲取信息和分析問題的能力。分類詳情見表4。

2.2.4科學實驗

這類“資料分析”以實驗案例為主，對材料給出的實驗現象進行描述，從而得出到結果以至得出結論，用這個結論解決生物學中的問題。目的是為了提高學生的分析能力，培養學生解決問題的能力。分類詳情見表5。

2.2.5探究模擬

在此類“資料分析”中，一個“資料分析”就是一個簡單的探究過程，學生通過閱讀，一步一步的分析，再歸納總結得出結論。此類“資料分析”除了讓學生獲取知識之外，更主要的是在教師的引導之下，通過師生互動、合作交流等環節，培養學生探究學習的能力，培養學生的合作意識，同時也能讓學生體味科學探究的過程，潛移默化地提升學生生物科學素養。分類詳情見表6。

3.“資料分析”在教學中的作用

當今是一個信息高度發達的時代，是一個科學技術迅速發展的時代，科學技術在社會生產生活中的應用越來越普遍，隨之而來的是社會對公民的科學素養的要求也越來越高。在《高中生物課程標準》中把提高生物科學素養、面向全體學生、倡導探究性學習、注重與現實生活的聯系等作為新課程的基本理念。其中也把提高學生的生物科學素養作為課程的主要目的。所謂的“生物科學素養”是指公民參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學知識、探究能力以及相關的情感態度與價值觀。

然而“資料分析”的作用也充分體現新課程理念。

在人民教育出版社出版的全日制普通高級中學教科書《生物》（以下簡稱“舊教材”）中，關于“基因是有遺傳效應的DNA片段”這個知識點就沿用了以往的呈現方式。在舊教材中，直接說明基因是具有遺傳效應的DNA片段，DNA是基因的載體；然而在人民教育出版社出版的普通高中課程標準實驗教科書《生物》（以下簡稱“新教材”）中，通過“資料分析”提供四組圖文并茂的數據資料和討論題，讓學生閱讀與討論，在教師的引導之下，學生歸納總結得出“DNA是基因的載體，基因是有遺傳效應的DNA片段”。在舊教材神經調節中，關于高級神經中樞起主導作用的描述是這樣：外界刺激傳入神經中樞后，通過神經中樞的分析與綜合，再由神經中樞對機體的各項活動進行調節；雖然各級神經中樞對機體的活動都有調節作用，但高級神經中樞的調節起著主導的左右。這個知識點是直接說明的。然而在新教材中，通過“資料分析”提供四組文字資料讓學生閱讀，在教師的引導之下，總結歸納得出結論。

新舊教材中概念的兩種不同呈現方式，兩者都是想把知識傳遞給學生，但是前者更多的是需要學生記憶和背誦，而后者在于培養學生信息處理能力，通過案例更好地理解掌握知識點，從而達到舉一反三的效果。

3.1有利于學生學習方式的轉變

在舊教材中，知識點的呈現方式主要是教材直接寫出來，學生主要靠老師講解知識點，然后在講解的基礎上理解，最后達到記住或者背誦知識點的效果。學生在這種情況下沒有能較好的掌握知識點，也不能將其舉一反三，活學活用。

然而在新教材中，很多重要知識點主要以“資料分析”的方式呈現，學生首先要仔細閱讀相關的文字資料或者圖片等資料，然后結合相應的討論題分析資料，最后得出一個結論，這個結論是一個已知的結論或者是一個已知的知識點。通過學生自己閱讀，分析，討論而得出的結論，學生對知識點的理解和掌握更加深刻，不但能夠靈活運用這個結論，而且還能將這種方法運用到其他學科的學習當中。

3.2學生經歷概念的構建過程

上述所舉兩個新舊教材中概念的呈現方式不同的例子中，均提及“資料分析”提供資料和討論題供學生閱讀和討論，在教師的引導之下，歸納總結得出結論，這就是概念構建的過程，學生也參與其中。學生首先閱讀和分析資料，提取資料中的重要信息，然后教師提問根據討論題設置題目，學生思考、歸納題目的答案，最后整理總結得出“資料分析”的結論。此過程培養了學生的邏輯思維能力，同時也讓學生從科學和理性的角度看待事物的發展。

3.3有利于探究式教學的開展

在傳統的教學過程中，多以教師教授為主，學生認真聽課并做好相應的筆記，其特點是教師灌輸知識，學生被動機械地接受知識，忽視了學生在學習中的主體性。

然而新課程標準倡導探究式學習，作為教師應該相應地開展探究式教學。在新教材“資料分析”中，通過大量的文字、圖片資料，在教師的引導下，讓學生閱讀、思考、分析、討論，從而歸納總結得出結論，把更多的時間讓學生自我探究學習，在此過程中，教師主要起到引導、答疑的作用，摒棄了傳統教學模式中教師主體的觀念，體現了課堂中學生為主體，教師主導的教學模式，同時也培養了學生自主探究學習的能力。

3.4有利于學生信息處理能力的培養

“資料分析”有利于學生閱讀能力、信息收集和處理能力的提升，這與近些年來生物高考中注重考生材料閱讀能力、信息收集和處理能力以及語言表達能力的考察的要求不謀而合。

必修3第二章第一節“通過神經系統的調節”中的“資料分析”提供四組簡短的文字資料，在教學過程中，首先讓學生閱讀和分析這四組材料，讓學生通過對神經系統不同中樞對排尿反射控制的原因進行分析，理解神經系統不同中樞是如何對排尿發射進行控制，不同的神經中樞對排尿反射這一生理過程的控制有何聯系性；再分組討論教材中所提供的討論題，最后在教師的引導和幫助下，讓學生總結得出“神經中樞的分布部位和功能各不相同，但彼此之間又相互聯系，相互控制；位于脊髓的低級中樞受腦中相應的高級中樞的控制”的結論。必修3第四章第三節“群落的結構”的“資料分析”中有兩組資料，分別講述的是大草履蟲與雙小核草履蟲的數量變化關系與猞猁與雪兔的數量變化關系；在教學過程中，讓學生閱讀兩組資料，然后討論：如何解釋資料一中的實驗結果？猞猁和雪兔種群數量的波動規律是什么？猞猁的存在對整個群落的穩定有什么作用？通過對兩組資料的分析和問題的討論，總結得出這兩組資料中所表現的種間關系。

3.5有利于學生分析問題和解決問題能力的培養

“伴性遺傳”的“資料分析”以圖文結合的方式開展，提供了一張紅綠色盲家系圖和三段文字說明，學生通過閱讀學會識別家系圖，并在此基礎對其進行分析。紅綠色盲癥的遺傳方式比較復雜，正常、攜帶者或者色盲癥患者女性與正常或者色盲癥患者男性之間存在多種婚配方式，并且結果不盡相同。“資料分析”引導學生分析、討論得出：紅綠色盲癥屬于伴性遺傳，并且基因位于X染色體上的隱性遺傳。在此過程中提高學生分析問題的能力。在“能量之源——光與光合作用”這一節中“捕獲光能的色素和結構”的學習以“資料分析”結束，“資料分析”提供了恩格爾曼的一個實驗及其示意圖，學生通過閱讀、分析、思考、討論得出“葉綠體是進行光合作用的場所”，以至提高學生解決問題的能力。在分析和討論中，培養了學生獨立思考問題、分析問題、解決問題的能力，也使學生對所學知識的印象更加深刻。

3.6有利于新舊知識的聯系與完整知識體系的構建

在新教材的教學中，“資料分析”有利于讓學生將新舊知識聯系、結合起來，或者歸納、總結、對比相關知識點，從而構建一套完整的知識體系，讓學生更加深刻的理解和學習知識。

必修1第一章第一節“從生物圈到細胞”的“資料分析”“生命活動與細胞的關系”中“草履蟲的運動和分裂”在初中生物七年級上冊第二單元學過；“人的生殖和發育”、“縮手反射的結構基礎”在初中生物七年級下冊所學，但是教材在初中相關內容的基礎之上有所拓展；在教學過程中，通過教師的引導和學生的閱讀與討論，不僅可以有效地做好初高中生物的銜接，而且還可以讓學生更好地理解生命活動與細胞的關系。不僅如此，資料中提及的“縮手反射的結構基礎”和“艾滋病”都在后續必修三模塊中有所體現，為之學習打下了基礎。必修1第三章第二節《細胞器——系統內的分工合作》的“資料分析”“分泌蛋白的合成和分泌”，學生在教師的引導下，通過閱讀教材和完成討論題，可以使學生將各種細胞器與“分泌蛋白的合成和分泌”這一生理過程聯系起來，以至于學生能更好地認識細胞器的功能和細胞器之間的協調配合，同時也為后續學習“細胞的生物膜系統”和第四章第三節《物質跨膜運輸的方式》打下基礎，也使學生更好地理解細胞是一個有機的整體，這樣也有利于學生更好地學習和理解后續的知識。

3.7有利于學生理論與實際相聯系

新課程標準提出要注重現實生活的聯系的新課程理念。

在必修1第五章第三節“ATP的主要來源——細胞呼吸”中，針對細胞呼吸原理在生產生活實踐中的應用，教材采用圖片結合簡短的說明，引導學生分析圖文資料，說明這些事件中所應用的細胞呼吸的原理，并聯系生活實際再舉出一些例子，進行討論和交流，從而認識到細胞呼吸的原理在日常生產和生活實踐中的普遍應用，以至培養學生理論聯系實際，運用所學的相關科學原理解釋生產生活的現象以及解決生產生活中遇到的問題。必修1第六章第四節“細胞的癌變”中的教學內容與學生的生活實踐有著緊密的聯系，“資料分析”通過一組資料列舉出幾種致癌的因素，也列舉出幾種抗癌的物質和防癌的方法。在教學過程中，可以通過“資料分析”組織學生以小組形式討論癌癥的防御：在自己和家人的日常生活中，有哪些做法或行為會增加致癌的風險？哪些做法或習慣有利于癌癥的防御？從而讓學生在討論中真正體驗到“病從口入”同樣也適用于癌癥，并且確定要以健康的生活方式和積極的生活態度防御癌癥和其他疾病。在必修3第32頁的“資料分析”“人體的體溫調節和水鹽調節”中，學生在教師的引導下，通過對人體體溫恒定的調節和人體水鹽平衡的調節的閱讀、討論和學習，可以對人在寒冷環境下“打顫”和出現“雞皮疙瘩”等現象做出很好很合理的解釋，也讓學生明白了吃過咸的東西會讓人產生渴感的原因或者原理。

4.結論和建議

4.1結論

本文將“資料分析”分成了理論聯系實際、生物科學史、科學數據、科學實驗和探究模擬等五類。結合實例闡述了“資料分析”在高中生物教學中的作用：有利于學生學習方式的轉變、學生經歷概念的構建過程、有利于探究式教學的開展、有利于學生信息處理能力的培養、有利于學生分析問題和解決問題能力的培養、有利于新舊知識的聯系與完整知識體系的構建和有利于理論與實際相聯系。這些作用完全符合新課程標準中課程理念的要求。

4.2建議

從教材的內容角度來看，“資料分析”是問題為媒介，讓學生完成某個知識點的學習，在教學過程中，教師應該充分利用好本欄目，靈活應用“資料分析”中的材料，妥善處理“資料分析”中出現的各種問題，充分調動學生的主觀能動性，有利于探究式教學的有效開展；充分利用好“資料分析”，不僅可以較好地完成教學目標，培養學生自主探究學習的能力、信息處理能力以及分析問題和解決問題的能力等，同時也可以有效地提高學生的學習成績，從而達到提高學生生物科學素養的目的。我們應當充分利用好“資料分析”，在生物教學中讓其發揮出更好的效果。

當然就“資料分析”而言，也可能存在一定的問題或者缺陷。教師在教學過程中，根據當地的實際情況靈活地選擇，可以根據學生的情況做出更改，比如“分析細胞呼吸原理的應用”，有些偏遠鄉鎮學校對釀酒等不太了解，教師可以根據學生的認知情況換成饅頭發酵、甜酒的制作等；又如偏遠貧困的鄉鎮中學沒有網絡情況下，對轉基因生物和轉基因食品的安全性的了解不夠，這就需要教師做出合理的安排，選擇或者修改，優化課堂教學設計，從“教教材”轉變為“利用教材”，這樣才能把生物課講“活”，實現新課程理念。

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