關注五個基點 提升高中生物解題能力

劉紅山

(灌南縣惠澤高級中學,江蘇 連云港 222500)

提升學生的解題能力,對教師來說,就是要培養他們良好的邏輯思維能力、判斷各種問題的能力.因此在教學的過程中,教師要關注學生的解題狀態,激發他們的思維火花,逐步提升他們的解題能力.傳統教學中,學生往往通過機械、單一的練習來提升他們的解題能力,這容易挫傷學生學習的積極性.教師要改變這樣的狀況,創設多樣化的活動,開闊學生的視野,讓他們在活動體驗中逐步地解決問題,以培養生物學科素養.

1 借助圖像分析,提升解題能力

高中生物教學與初中相比難度更大,主要體現在抽象的認知比較多.在教學的過程中,教師可借助圖像,引導學生將抽象的問題轉化為形象化的問題,再促成問題的解決.借助圖像,學生更容易發現要解決的問題是什么、在問題與結論之間還需要建構什么樣的橋梁等等.顯然,對著圖像進行分析,學生容易抓住問題的核心,容易找尋到解決問題的鑰匙[1].

例1某實驗小組在40 ℃和60 ℃條件下,探究pH對某酶活性的影響,結果如圖1所示.問:結合圖像能得出哪些結論?

圖1 探究溫度和pH對酶活性的影響圖

這其實是圖像分析,在教師的引導下可提升學生的解題能力.有學生得出這樣的結論:溫度不影響該酶的最適pH,該酶的最適pH約為7.學生給出的理由是:從圖像可以看出來,不同溫度下pH都在7時酶促反應速率最快,說明溫度不影響該酶的最適pH.也有學生得出這樣的結論:pH=12時,60 ℃條件下產物量不變,40 ℃條件下產物量在增加.學生是這樣解釋的:pH=12時,60 ℃條件下酶已失活,則產物量不變;40 ℃條件下酶還有活性,產物量在增加.還有學生再次觀察圖像后發現這樣的結論:圖中酶促反應速率可以用產物的生成速率或反應物的消耗速率來表示.學生是這樣解釋的:酶促反應速率可用單位時間內的物的消耗量或產物的生成量表示,即可以用產物生成速率或底物消耗速率來表示.在學生回答的基礎上,教師追問在40 ℃時,該酶對不同pH環境的適應性都比60 ℃時強嗎?學生發現在40 ℃時,該酶對pH大于7的環境的適應性比60 ℃時強,pH小于7時酶在40 ℃和60 ℃的環境適應性相同.對著圖像分析,學生的解題思路更清晰,也更容易獲得成功.

由此可知,教師要提升學生的解題能力,可引導他們充分利用圖表,有了具體的圖表,學生容易聚焦思維,進而促成問題的解決.

2 基于場景提問,提升解題能力

教師在開展生物教學時,要將書本的知識與學生熟悉的、具體的場景連接起來,這能讓他們從不同的角度理解生物學中的知識,他們也能更好地借助場景遷移認知,這為他們解題能力的提升提供更多的可能.

例2北京冬奧會上,谷愛凌奪得自由式滑雪女子大跳臺金牌,這是中國歷史上首枚女子雪上運動金牌.在她比賽過程中,“ATP”作為能量貨幣,為其機細胞提供了大量能量.你能就有關“ATP”的話題,提出一些問題嗎?

在學生提問前,已經觀看了相關的視頻.他們將自己置入到當時的場景中,再以小組為單位,將想到的問題聚集起來.學生先想到冬奧會的具體的畫面,再設想自己就是谷愛凌,接著再回顧有關“ATP”的認知.一個小組的學生問出這些問題:“ATP”中的“A”和“RNA”基本組成單位的組成元素相同嗎?肌細胞中“ATP”轉化為“ADP”的過程往往是伴隨著吸能反應而發生的嗎?肌細胞無氧呼吸過程中產生了二氧化碳了嗎,合成了少量的“ATP”嗎?在滑雪過程中消耗的“ATP”全部來自肌細胞有氧呼吸過程的合成嗎?學生先是匯集所有的問題,再逐個地解決.學生發現“ATP”中的“A”指腺苷(核糖和腺嘌呤組成),含有C、H、O、N,RNA 基本組成單位是核糖核苷酸,組成元素是C、H、O、N、P,二者化學元素不完全相同,第一問被他們輕松地解決.學生在討論中認為肌細胞中 “ATP” 轉化為“ADP” 的過程往往伴隨著吸能反應的發生,即“ATP”水解釋放的能量正好用于相應的吸能反應,所以他們認為第二問是成立的.再深入地探究下去,學生發現肌細胞無氧呼吸過程中產生乳酸,不產生二氧化碳,合成了少量“ATP”,這解決了第三問.學生將自己置入滑雪的過程中,他們發現在滑雪的過程中,有些細胞可能氧氣供應不足,消耗的“ATP”應該來自有氧呼吸和無氧呼吸,第四問也在他們的探討中獲得解決.

由此可知,教師將一些難以理解的知識點融入學生熟悉的情境中,更能提升他們解決問題的能力.

3 借助實驗表達,提升解題能力

實驗是生物教學的一部分,也是學生提升學科素養的重要方式.教師可將實驗教學與學生解題能力的發展融合起來.教師在教學的過程中可盡可能地創設實驗,以此將學生的雙手、眼睛、嘴巴、大腦等調動起來.當學生的多元感官參與到具體的生物學習中,他們解決問題的路徑也就增多了,解決問題的能力也就獲得了發展.

例3 酵母菌是兼性厭氧菌,是研究細胞呼吸的常用材料.某生物興趣小組利用一定量的含5%葡萄糖的培養液培養酵母菌并研究其無氧呼吸,裝置如圖2所示.請大家一邊做這樣的實驗,一邊表達操作的過程..

圖2 實驗模式圖

學生先是表達出實驗的兩個原理:一個是在有氧條件下進行有氧呼吸,產生二氧化碳和水;另外一個是在無氧條件下進行無氧呼吸,產生酒精和少量二氧化碳.接著學生表達出檢測的具體方法,他們這樣檢測CO2的產生的:使澄清石灰水變渾濁或使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃.學生是這樣檢測酒精的產生:橙色的重鉻酸鉀溶液,在酸性條件下與酒精發生反應變成灰綠色.教師再讓他們在做的過程中說出具體的細節,有學生說,甲瓶在連接乙瓶前應封口放置一段時間,以制造無氧環境,讓酵母菌進行無氧呼吸,以保證檢測出來的二氧化碳是無氧呼吸產生的.還有學生說,增加甲瓶中酵母菌的數量會使短時間內酒精的產生速率增大,但葡萄糖溶液的量是一定的,所以酒精的總產量不變[2].

借助實驗,學生可從多個角度思考,原本不會的問題會在悄然間恍然大悟了.

4 優化概念教學,提升解題能力

教師可通過優化概念教學的方式,提升學生的解題能力.教師可將概念以具體的事物為載體表達出來,再讓學生判斷正誤,這就能讓他們深度了解概念,再運用概念[3].

例4下列有關光合作用和呼吸作用原理敘述正確的是哪些:①相對于油菜種子,等質量的水稻種子萌發需要更多氧氣,應適度淺播;②用透氣的創口貼包扎傷口,有利于傷口細胞的有氧呼吸,促進傷口愈合;③早稻催芽過程中,常用適宜溫水淋種并時常翻動,以促進呼吸作用;④給豇豆搭架,使其往高處生長,主要是增加葉片受光面積,提高光能利用率.

可以看出來,教師沒有讓學生直接地背誦什么是關光合作用和呼吸作用,而是將概念融入學生熟悉的事物,再撥動他們的思維.教師將概念融入油菜種子、創口貼、早稻、豇豆等事物中.學生發現油菜種子含有脂肪多,脂肪中含有更多的氫元素,氧化分解過程需要更多的氧氣,所以①陳述是錯誤的;基于生活,學生發現用透氣的創口貼包扎傷口,可防止厭氧菌繁殖,所以第②表述也是錯誤的;教師給學生搭建有關早稻生長的情境,學生發現有氧呼吸需要適宜的溫度、水分和空氣等條件,早稻催芽過程中,常用適宜溫水淋種并時常翻動,以促進呼吸作用,因此第③表述是對的;教師再展示豇豆生長的過程,學生發現給豇豆搭架,使其往高處生長,可防止葉片相互遮擋,增加葉片受光面積,提高光能利用率,因此第④表述也是對的.顯然,教師調整了概念教學的方式,學生能從新的維度理解概念,他們也就能游刃有余地解決這類問題.

總之,在引導學生解決高中生物問題的過程中, 教師要以學生為主,要發揮他們的主體作用,要讓他們的能力得到充分的展現.學生在生物學習的過程中總會遇到這樣或那樣的錯誤,面臨這樣或者那樣的問題,教師要引導他們從不同角度思考,抓住問題的本質,進而掌握解決問題的基本思路和方法.