試談高中生物教學中“信息轉換”能力的應用

劉和平

摘要：近年來，信息轉換題成了生物高考命題的必考題型。該類型題既是對生物學核心素養科學思維能力的考查，也是《考試大綱》中近年來比較重視的題型，該題型能夠鍛煉學生的轉換思維，因此，在生物教學中培養學生信息轉換能力是必要的。

關鍵詞：高中生物;理性思維;信息轉換

1.正反轉換

正反轉換能力與我們經常提及的“逆向”思維類似，即“反其道而思之”“讓思維向對立面的方向發展，從問題的相反面進行探索”。對于在生物學習中遇到的一些問題，特別是一些特殊問題，從結論往回看，反過來思考，從求解回到已知條件，倒過去想反而會使問題簡單化。正與反是相對的，正反轉換的一個前提條件是某個問題從正面難以解決，但換個角度從反面卻可以解決，這樣的例子很多，不再列舉;正反轉換的另一個前提條件是某個問題從正面可以解決但比較麻煩，但換個角度從反面卻可以很容易解決，這是實際應用中極為有效的一種“信息轉換”應用。例如：某家系中有甲、乙兩種單基因遺傳病（如圖1所示），其中一種是伴性遺傳病。相關分析正確的是（ ）

A.甲病是常染色體顯性遺傳，乙病是伴X染色體隱性遺傳

B.Ⅱ-3的致病基因均來自于Ⅰ-2

C.Ⅱ-2有一種基因型，Ⅲ-8基因型有四種可能

D.若Ⅲ-4與Ⅲ-5結婚，生育患病孩子的概率是5/12本題其他選項的解析略，僅分析D選項。Ⅲ-4基因型為AaXbXb（假設甲病基因用 A、a、乙病基因用 B、b表示），Ⅲ-5基因型為AAXbY或AaXbY，如果按照常規解法，親代中父親有兩種基因型，則必須分組討論患病情況然后再匯總，而患病情況又有三種，只患甲病、只患乙病、兩病皆患，先要求出各種患病情況的概率，然后再相加，學生一不小心就會出錯。如果反過來考慮，將兩種遺傳病分開，單獨考慮再組合，先求甲乙兩種病在子代中正常的概率，再組合得到完全正常即不患病的概率，正反轉換再求患病概率，這樣不僅可以減少計算量，節省時間，還不容易出錯。

2.圖文轉換

圖形是文字直觀、具體、形象的表現，文字是圖形的高度概括，兩者相互聯系、相互補充，并可相互轉換。在生物教學中，許多抽象的文字都是由直觀復雜的宏觀或微觀生物現象高度概括而來的，學生在學習的過程中，需要再進行反向轉換，并且圖文結合才能理解接受。如噬菌體侵染細菌的實驗，使用多媒體輔助教學來進行模擬就可以實現。利用多媒體輔助教學還可以化抽象為形象，化微觀為宏觀。

3.時空轉換（靜動轉換）

這里所謂的“時空轉換”不同于科幻小說里的時空轉換。生物學教學經常涉及重要的生理過程，而書本是用靜態的文字圖形進行表述的，學生很難直觀體會理解。雖然教師可以借助多媒體將其變成動態過程，但是學生也必須具有一定的空間想象能力，將書本上一維、二維的圖文轉換成三維的空間立體結構乃至四維的時空，只有這樣學生才能理解應用相關生理過程。例如：

【例2】圖2為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖，有關敘述錯誤的是（ ）。

A.圖中DNA分子復制是從多個起點同時開始的

B.圖中DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的

C.真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶

D.真核生物的這種復制方式提高了復制速率

本例題用到的知識DNA復制過程來自課本，其中半保留復制特點是學生都清楚的，多起點不同時復制是書本上沒有的，必須從圖中得到。從圖中能明顯看出復制起點有3個（由圖換文），3個起點不同時復制就需要學生應用“時空轉換”能力來判斷解決：復制圈大小與復制時間長短成正比。

4.整體與部分轉換

有時我們看問題總看不清，而別人卻看得十分清楚，正所謂“當局者迷旁觀者清”或“不識廬山真面目，只緣身在此山中”。如果你只看整體中的某一部分，很難搞清楚，但是由部分上升到整體，進行部分與整體之間的轉換，問題便迎刃而解。例如：【例3】在雙鏈DNA分子中，G和C之和占全部堿基數的46%，又知該DAN 分子的一條鏈中（1鏈）所含的堿基中的28%是A，問與1鏈對應另一條鏈（2鏈）中A占該鏈全部堿基數的（ ）。

A.26% B.24% C.14% D.11%

本題是有關DNA分子結構堿基互補配對的問題，首先進行圖文轉換，如圖3所示。

如果按照問題直接求解，則需要算出2鏈中A的數目及2鏈總堿基數，十分麻煩。而雙鏈DNA中堿基總是成對出現，存在如下關系：（A1+T1）%=（A2+T）2 %=（A+T）%=1-（G+C）%（A 指1鏈A堿基總數，A指整個DNA分子片段A堿基數，其他類似，據圖解很容易推出此關系），據圖可知A2數目與T1相等，（A1+T1）%=（A+T）%=1- 46%=54%，A1=28%，因此A2=T1=26%。

結語

總之，“信息轉換”能力的應用較多，要想熟練應用“信息轉換”能力，學生就需要具備扎實而完整的知識體系和發散性思維，當然還要有一定的學習經驗、專業技能、科學研究方法等，只有這樣學生才能不斷提高分析、轉換、整合信息的能力。

參考文獻：

[1]劉漾華. 利用生物學圖表培養學生獲取信息的能力[J]. 課程教育研究，2017（20）：166-167.

[2]吳如俊，袁進華. 加強學生信息轉換能力的培養[J]. 中學生物教學，2011（08）：11-13.