楊紅艷
【摘 要】化學知識與生物教學存在著千絲萬縷的聯系,在教學中將化學知識與生物知識進行聯系,能夠幫助學生更快地對生物知識進行掌握。在本文中,我們將對化學知識在生物教學中的應用方法進行探索,為生物教師提供更多思路和方法。
【關鍵詞】化學知識;生物教學;應用;方法
生物教學與化學知識有著密不可分的聯系,生物的基本特征是新陳代謝,而新陳代謝又是一個化學反應,因此,化學知識在生物教學中是不可或缺的組成部分,我們可以適當地將化學知識和生物知識結合起來,幫助學生對各類知識進行融會貫通,從而提高學生的學習效果。
一、化學知識與生物教學的聯系
(一)生物體中有很多化學元素
在生物教學中,涉及到很多元素,這些元素與化學知識中的元素是相符的,在進行知識點的講解時,能夠將化學元素的特征引入到其中,從而幫助學生更好地掌握生物學知識。例如,在講到細胞中的碳元素時,教師可以將化學中的碳元素特征引入到教學當中,讓學生明確碳元素的存在與細胞特性的關系,也可以將其他物質中的碳元素與細胞中的碳元素含量進行對比,讓學生能夠加深對知識點的理解。
(二)生物體內有很多化學反應
很多生物現象的產生,都是化學反應的過程,例如光合作用就是葉綠素在光照的作用下與二氧化碳發生化學反應的過程;呼吸作用就是植物體內的葉綠素在光照的作用下產生的有機物與氧氣反應產生的效果,在在生物教學中引入化學知識,能夠讓學生對生物現象的反應過程進行更加深刻的了解,更好地掌握生物的各種特性。
二、化學知識在生物教學中的應用方法
(一)在生物實驗方面的應用
在生物教學當中,實驗教學是非常重要的部分,能夠讓學生在實驗過程中對教材中的知識親手進行實驗,從而更加深入地對生物知識進行掌握。在很多教學中都存在著“生化不分家”的說法,更加說明了化學知識在生物教學中的重要作用。在很多生物實驗中,都需要使用化學器材進行操作,因此酒精燈的使用方法、顯微鏡的使用方法、量杯的使用方法、漏斗的使用方法等,都成為學生進行生物實驗的必備知識。例如,在“綠葉在光下制造淀粉”的實驗中,需要利用酒精、碘酒、燒杯等對與光發生反應的葉片進行隔水加熱,從而使葉綠素溶解到酒精中,并將溶解完的黃白色葉片滴加碘液,在沖洗之后觀察葉片的變化。在這個過程中,學生對基本的化學實驗知識進行了學習,并將其應用到生物實驗,學習了碘酒、酒精燈、燒杯等,從而能夠讓學生更好地認識到葉綠素在植物中的作用,并了解綠色在光下制造淀粉的全過程。在講綠色植物的呼吸作用這節內容時,演示實驗引入了二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,二氧化碳不支持燃燒,氧氣具有助燃性等化學知識。在講肺與外界氣體交換時,引入了人吸入氣體和呼出氣體中氧氣、二氧化碳含量的對比試驗。這也是化學知識在生物實驗教學中的應用。
(二)在生物理論教學中的應用
由于生物與化學在很多方面有類似的元素、類似的反應,因此在生物理論教學當中,一些較為抽象的問題可以適當加入化學知識,使學生能夠更快地以化學思維來思考生物教學中的問題,使一些教學難點迎刃而解。例如,在學習光合反應的過程中,教師就可以引導學生,光合作用其實就是一個氧化還原反應,在反應過程中,所有的得失電子總數相等,因此,學生就可以很簡單的掌握,如果一摩爾的葡萄糖想要完全氧化,就需要六摩爾的氧氣參與,并且如果六摩爾氧氣想要還原成為水,則需要二十四摩爾的氫離子。這就說明在有氧呼吸過程的第二階段必須有6mol水參加反應生成20mol[H],這樣才能保證電子得失的平衡。通過對化學原理的分析,學生們掌握了光合作用的反應過程,從而在遇到相似問題的時候能夠更快地進行聯想和解答。
(三)化學方程式在其中的應用
細胞中的化學反應式生命特有的一種現象,用現在觀點說是基因的選擇性表達,是有一定的生物目的,如提供能量、形成某種物質參與機體的構建等,基本上都是有機反應,且都是在常溫、常壓下進行的酶促反應。而化學反應(化學角度)是一種非生命現象的過程,不具有特定的生命目的,且大多數反應條件很苛刻。因此在書寫生理反應式時要注意反應的情境,注明反應條件和目的,如以下七個反應是以能量代謝為目的:
光合作用:6CO2+12H2O ——→C6H12O6+6H2O+6O2(條件葉綠體、光能)
有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O——→6CO2+12H2O+能量(條件酶)
無氧呼吸:C6H12O6——→2CO2+2C2H5OH+能量(條件酶)
C6H12O6——→2C3H6O3+能量(條件酶)
ATP合成(ADP+Pi+能量——→ATP+H2O(水可以不用寫),(條件酶)
ATP分解 ATP+H2O(水可以不用寫) ——→ADP+Pi+能量(條件酶)
n(C6H10O6)(淀粉,纖維素)+nH2O——→nC6H12O6 (條件酶)
以下三個反應式參與生命的物質組成:
n氨基酸——→肽鏈+(n-1)H2O(條件酶)
n脫氧核苷酸——→DNA+(n-2)H2O(條件DNA聚合酶)
n核糖核苷酸——→RNA+(n-1)H2O(條件RNA聚合酶)
三、結語
總之,生物與化學之間有著非常密切的聯系,但是當前很多教學當中,教師將學科之間的聯系完全阻隔,僅僅對本學科的內容進行講解,不對思維進行擴散,從而影響了學生發展自己的學習能力,培養自己的探索精神。作為教師,我們應認識到生物與化學在學科上的交叉之處,并積極對其共同點進行融合和發揚,在生物教學中對化學知識進行滲透,從而使學生在學習過程中善于對各類只是進行運用,實現思維的發散,從而有效提高生物教學的效果,促進學生全面發展。
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