例析實例類比的生物學教學多維應用

陳海波

[摘要] 高中生物學課程抽象界定、概括與展示了各類模型、結構以及過程，教學中學生往往因其抽象而難以理解。以染色體與姐妹染色單體、原核細胞與真核細胞結構比較、特異性免疫過程為例，提出了生活情境類比、實際功能類比、宏觀事件類比的教學方式，以期促進實例類比在生物教學中的多維應用。

[關鍵詞] 生物教學;生物學模型;類比教學;生活實例

《普通高中生物課程標準（2017年版）》實施建議板塊中指出，教師應結合具體的教學內容，采用多種不同的教學策略和方法，達到教學目標。教師要從學生的生活經驗、經歷中幫助學生建立生物學概念。高中生物知識中有許多抽象的概念，尤其涉及細胞、分子和生理學等方面的，學生難以完全理解和掌握。對此，教師一方面可以在課堂上提供圖片、視頻、模擬實驗等豐富多樣的教學資源，另一方面可以從學生頭腦中已有的知識、實例入手，利用易懂實例進行類比，助力概念理解。

一、生活情境類比，感悟生物學模型

[實例1]染色體與姐妹染色單體的認識

理解難點：細胞分裂過程中，DNA復制完成，形成的兩條姐妹染色單體由同一個著絲點相連，此時學生對“一條染色體上有兩條姐妹染色單體”的結論能夠接受;但到了有絲分裂后期，姐妹染色單體分開時，學生對染色單體的數目產生偏差，對DNA復制之前姐妹染色單體的數目產生疑惑。

類比實例：將著絲點類比成戶口本，理解的關鍵點放在“姐妹”二字。在DNA復制之前，一個戶口本上就一個人，既然只有一個人就不與他人構成“姐妹”關系，故此時染色單體數為0。DNA復制完成了，但由同一著絲點相連，類比成這對“姐妹”在同一個戶口本上，染色單體數為2;到了有絲分類后期，著絲點一分為二，類比成分家了，即原來的“姐妹”又分到兩個戶口本上了，此時每一本戶口本上的人自然也就不構成“姐妹”關系，因而姐妹染色單體數為0。

二、實際功能類比，理悟生物學結構

[實例2]原核細胞與真核細胞結構的比較

理解難點：原核細胞沒有真核細胞那樣復雜的細胞器，如好氧性細菌沒有線粒體，怎么也能進行有氧呼吸？藍細菌沒有葉綠體，如何進行光合作用？

類比實例：把一所學校類比成一個細胞。在這個學校里只要有學生、各學科老師、校長，理論上講，即使沒有教室，也可以在校長的統領下完成所有的教育教學活動，只是每一次的教育教學行為都要在校園里尋找相關學科老師和學生，效率較低。而教室的存在，大大提高了教育教學活動的效率。這樣，教室就可以類比成真核細胞的各種細胞器，校長類比成DNA，各科教師和學生類比成完成各項生命活動所需的基本條件。所以，原核細胞雖然沒有各種復雜的細胞器，但仍可以完成相關生命活動。以此進一步類比推理，一個沒有教室的學校，為了提高效率怎么辦？只有縮小校園的面積，讓尋找變得簡單。故而原核細胞的體積一般都是小于真核細胞的，目的就是為了提高自身生命活動的效率。

三、宏觀事件類比，品悟生物學過程

[實例3]細胞免疫和體液免疫的過程以及相互之間的協作關系

理解難點：兩大特異性免疫的過程比較復雜且相互之間關系密切，僅靠流程圖的展示學生很難理解免疫過程，對兩者之間的協作關系更難以完整描述和認識。

類比實例：將免疫過程類比成多兵種合作殺敵，具體過程如右圖所示。

類比思維就是運用已有的知識、經驗將陌生的、不熟悉的問題與已經解決了的熟悉的問題或其他相似事物進行類比，尋找其間所遵循的共同規律，從而創造性地解決問題。這既是科學學習的重要方法，亦是科學發現的有效途徑。高中生物課堂教學中妙用學生易懂的實例進行類比，可以有效助力學生對抽象概念的理解。但需要注意的是，教師選用的易懂實例一是要從學生的已有認知角度出發，讓實例真正易懂，二是要比較直觀，與學生生活聯系緊密，但不能太庸俗，三是要防止學生把生物學概念與類比對象完全等同起來造成錯誤。課堂上運用類比方法旨在培育學生生物學思維方式，教會學生接受和理解知識的方式，恰當地利用類比思維，使得生物課堂更有氣氛，學生的學習興趣更濃，通過舉一反三、觸類旁通，將原本抽象晦澀難懂的生物學概念理解更到位、認識更清晰。