例談在高中生物學教學中數據資料的處理與運用

徐業華

隨著我國新一輪基礎教育課程改革的不斷推進， “資料分析”式教學的價值已經得到了普遍的認同并正在被廣泛的運用于課堂教學中。通過相關“資料分析”并結合相應的討論題，讓學生有目的地進行多角度、深層次的分析與討論，獨立或者合作完成對知識的探究而獲得新知，對于激發學生的主動學習興趣，提高學生的生物科學素養，培養學生的信息處理能力、分析解決問題的能力以及合作、交流能力等方面，都起到了重要作用。“資料分析”的形式多種多樣，以表格、曲線等形式的數據資料作為其中的一種重要類型在新課標高中生物教材中廣泛存在，數據分析類試題在各地高考中也屢有涉及。

1 注重并充分利用教材中已有的數據資料的分析

現行生物教材中含有大量的表格、曲線等數據資料，在教學中，教師應該充分利用這些素材，引導學生認真分析，并聯系相關的知識和原理，來加深學生對知識和原理的理解和掌握。這種方式能將文字與曲線圖很好地統一起來，培養學生信息獲取、轉換和處理的能力。例如，地殼和細胞中元素種類和含量的比較表，教師可以先通過表1，指導學生嘗試從以下幾個方面對該表格進行自主分析：橫向的比較、縱向的比較、最大值以及特殊值的比較等，讓學生互相交流，教師及時評價。再如pH對酶促反應速率影響的曲線（圖1），學生用語言描述pH對酶活性影響曲線走勢：在最適pH以前，隨著pH的增加，酶的活性逐漸增加；在最適pH時，酶的活性達到最大；超過最適pH，隨著pH的增加，酶的活性逐漸降低。并引導學生注意曲線與橫坐標的關系，曲線兩側均相交，這說明pH過低或過高均能使酶失活，并將該曲線與溫度對酶活性影響曲線和溫度對酶活性影響曲線做比較，得出兩條曲線走勢大致一樣，都是拋物線，區別在于溫度影響酶活的曲線只有右側與橫坐標相交，可知只有高溫會導致酶失活而低溫不會。接著再與酶的本質主要是蛋白質，蛋白質易受高溫和過酸、過堿破壞這一知識點相聯系，從而加強學生的理解和掌握。通過這種分析討論，不僅加深了學生對知識的理解，還可以培養學生的信息獲取與分析的能力、知識遷移能力以及交流、合作等各方面能力。

2 利用數學方法處理、解釋數據，突破教學重難點

課堂教學中往往有一些重點、難點知識比較抽象，學生不容易理解，如果借助合適的數學形式將文字轉換為形象的表格、曲線等形式，不僅可以使復雜的事物簡單化、抽象的事物具體化、相關知識的系統化和規律化，還能幫助學生理清思路，把握重難點，加深對知識的理解和記憶，而且在潛移默化中也培養了學生分析、推理與綜合數據及繪制表格、曲線的能力。如必修2遺傳教學中自交和自由交配的概念，學生對自交比較容易理解，但對自由交配往往認識不清，在教學中教師就可以通過繪制表格的方法突破誤區。如某種基因型為AA∶Aa∶aa=1∶2∶1的玉米自由交配，計算某種基因型的比例時，教師就可以設計出相關的表格（表2）。

這樣不僅清晰明了而且也可以防止由于疏漏導致某種雜交類型的缺失。再如比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率的實驗，教師可以依據實驗現象繪制如上曲線（圖2），該曲線不僅可以反映出酶比無機催化劑能使反應更快地達到平衡點，高效地提高了反應速率，而且還可以反映出是否加酶都不會影響反應平衡點，未加催化劑反應也可進行等其他內涵，從而加深學生對酶促反應的理解與掌握。采用表格、曲線等形式處理數據資料是培養學生科學能力的一種較好的方式，學生可以由此學會處理科學探究中處理信息的一般方法，強化思維的邏輯性，從而提高分析和解決問題的能力，為將來深入進行科研打下堅實的基礎。

3 高中生物學中數據資料類問題的解答策略

解釋、處理數據資料是考試中非常常見的題型，這種類型的題目不僅數量多，且廣泛分布在細胞代謝、生命活動的調節、生態學等多個模塊中。借助解釋數據、處理數據的過程，既實現了對探究能力的考查，也全面考查了學生對基本知識的掌握程度以及獲取信息、解決問題的能力。如何提高學生對數據分析類問題的解答能力，教師應該做到以下幾點。

3.1 樹立信心，認真審題，這是解答此類問題的前提

有的學生看到表格、曲線等數據資料題就非常緊張，不知所措，教師平時對這類學生要加強相關訓練，使他們掌握解題方法，提高他們的解題信心。通過訓練使這些學生明白這類問題并不可怕，自己是完全有可能戰勝它們的。再比如有的學生看題粗心大意，圖表中一些關鍵的地方經常被忽視，如有絲分裂過程中的DNA含量變化圖，縱坐標是DNA含量還是每條染色體DNA含量，曲線是有相當大區別的，如果不注意就會出現錯誤。培養良好的讀題習慣，提高審題能力是非常關鍵的。

3.2 掌握解題技巧，結合所學知識，仔細剖析相關數據，是解答此類問題的關鍵

如數據表格，是根據表格中給予的數據來綜合解答問題，是生物學考試中經常出現的一類題型。要看清數據的變化規律，如上升還是下降。也要注意特殊數據，如最大、最小、不變、平均、總和等，表格中出現突然變化的地方要特別小心，想清道理。并且對2個或以上表格要注意比較，得出相同的地方和不同的地方。另外還要注意知識遷移，與所學知識聯系，判斷科學性。

例1：在兩個相同密閉、透明玻璃室內各放置一盆相似的甲、乙兩種植物幼苗，在充足的水分、光照和適宜的溫度等條件下，用紅外線測量儀定時測量玻璃內的CO2含量，結果見表3（假設實驗期間光照、水分和溫度等條件恒定不變）。下列有關分析，錯誤的是（ ）

A. 在0～25 min期間，甲和乙兩種植物光合作用強度都逐漸減少

B. 25 min后，甲植物光合作用降為0

C. 在0～25 min期間，影響光合作用強度的主要因素是CO2含量

D. 上表數據說明，乙植物比甲植物固定CO2的能力強

本題中A、C選項根據數據的變化規律即可得出，D選項通過表格中甲、乙兩種植物光合作用能力的比較也可得出，而B選項則要結合所學呼吸作用的知識判斷。

“坐標曲線圖”的解題策略，一般的要求是“三看”——識標、明點、析線：

“第一看”是指理解坐標圖中縱、橫坐標的含義，找出縱、橫坐標的關系，再結合教材，聯系相應的知識點（即識標）。

“第二看”指找曲線中的特殊點（起點、頂點、轉折點、終點、交叉點、平衡點等）所表示的生物學意義，影響這些點的主要因素及限制因素等（即明點）。

“第三看”指看曲線的走向、變化趨勢（上升、平緩、轉折）。揭示各段曲線的變化趨勢及其含義。根據縱、橫坐標的含義可以得出：在一定范圍內，隨“橫坐標量（一般為自變量）”的增加，“縱坐標量（一般為因變量）”逐漸增加或減小，超過一定范圍后，隨“橫坐標的量”的增加，“縱坐標的量”減少或增加，或者達到某種平衡狀態。若為雙曲線或多曲線坐標圖，要分別揭示其變化趨勢，然后對比分析，找出符合題意的曲線或者是結論（即析線）。

例2：農科所技術員研究溫度對某蔬菜新品種產量的影響，將實驗結果繪制成如下圖曲線。據此提出以下結論，你認為合理的是（）

A. 光合作用酶的最適溫度高于呼吸作用酶的最適溫度

B. 陰影部分表示5～35°C時蔬菜的凈光合速率小于零

C. 光照越強，該蔬菜新品種的產量越高

D. 溫室栽培該蔬菜時溫度最好控制在25～30°C

本題從兩條曲線的頂點來分析、比較，應是呼吸作用所需酶的最適溫度高于光合作用所需酶的最適溫度；從兩條曲線的交叉點可以判斷5～35°C光合作用大于呼吸作用，從兩曲線間的差值可以判斷出差值越大，光合作用的凈積累量越多，越有利于提高產量。

3.3 規范答題，確保答案的規范、準確、嚴密、完整

科學是嚴謹、縝密的，這就要求學生在答題時要規范、嚴謹。要注意答案中的關鍵性詞句如“最多、最少、一定范圍”等，還要注意答案是否已經完整，有些題目如多曲線坐標圖，不同曲線對比得出的結論也可能是不同的。

總之，通過合適的方法處理與運用數據資料可以提高學生的思維能力、分析能力和綜合表達能力，是提高學生綜合素質的有效途徑之一，對于提高學生解決數據分析類試題的解答能力也是很有幫助的。