生物學(xué)基礎(chǔ)知識表現(xiàn)方式及學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)

伍賢進(jìn)， 李愛民， 李勝華， 曾軍英， 胡 興， 劉勝貴

(懷化學(xué)院 生命科學(xué)系，湖南 懷化 418008)

生物學(xué)是研究生物的分類、結(jié)構(gòu)、功能、發(fā)生和發(fā)展規(guī)律的科學(xué)，其基礎(chǔ)知識主要是關(guān)于基本生物類群的分類、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理、生化、遺傳、進(jìn)化、生態(tài)等方面的知識[1]。目前生物學(xué)基礎(chǔ)知識的廣博度和精深度均得到了極大的擴(kuò)展和提升，在微觀上已深入到分子層次、宏觀上已拓展到生態(tài)系統(tǒng)層面，且更新的速度越來越快[2-3]。生物學(xué)基礎(chǔ)知識是生物類人才需要掌握的基本專業(yè)知識，但教學(xué)中教學(xué)時間與教學(xué)內(nèi)容的矛盾越來越尖銳[4-5]。精選教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法、提高教學(xué)效率是解決這一矛盾的主要途徑，而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力則是根本出路[6-8]。研究生物學(xué)基礎(chǔ)知識的表現(xiàn)方式并據(jù)此探討學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)方法，可以指導(dǎo)和幫助師生較快地抓住主要觀點(diǎn)、理解確切要義、識記重要內(nèi)容，從而顯著提高教學(xué)效率和學(xué)習(xí)能力。

1 生物學(xué)基礎(chǔ)知識的學(xué)科構(gòu)成及本科學(xué)習(xí)的基本要求

生物學(xué)基礎(chǔ)知識主要由8門學(xué)科組成[1]，這些學(xué)科的主要研究內(nèi)容和本科生物類專業(yè)學(xué)習(xí)的基本要求如表1。

2 生物學(xué)基礎(chǔ)知識的主要表現(xiàn)方式

生物運(yùn)動是在機(jī)械運(yùn)動、物理運(yùn)動、化學(xué)運(yùn)動基礎(chǔ)上進(jìn)行的復(fù)雜自然運(yùn)動形式[9]，生物學(xué)基礎(chǔ)知識的表現(xiàn)方式復(fù)雜多樣，主要有文字、圖片(包括繪畫、照片、繪圖等)、表格、化學(xué)反應(yīng)式和計算式等。

文字在生物教材中一般占總篇幅的三分之二左右，主要用于對生物現(xiàn)象、生長環(huán)境、專業(yè)術(shù)語、研究方法、研究歷史等內(nèi)容進(jìn)行描述、解釋或定義，其中對生物專業(yè)術(shù)語的定義或解釋稱為名詞解釋。

表1 研究生物學(xué)基礎(chǔ)知識的主要學(xué)科及本科學(xué)習(xí)的基本要求

圖片(包括繪畫、照片、繪圖等)是生物教材中篇幅僅次于文字的重要表現(xiàn)載體，具有直觀明了、客觀真實(shí)、信息承載量大的特點(diǎn)，有時還集知識性、觀賞性、趣味性、藝術(shù)性于一體，在提高興趣、幫助理解、增強(qiáng)記憶等方面有獨(dú)特的優(yōu)勢。生物繪畫、照片、繪圖主要用于表現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)、群落、群體、個體、器官、組織、細(xì)胞、分子等的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能、生理特性或生化過程等，重點(diǎn)表現(xiàn)他們的構(gòu)造特點(diǎn)、空間布局、順序關(guān)系、大小比例關(guān)系等內(nèi)容。繪畫由于受到需要較高技藝和容易發(fā)生失真的限制，在照相技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，許多已被照片所取代，但照片在表現(xiàn)細(xì)節(jié)和局部特征方面則往往不如繪畫，故繪畫有時仍是必須的表現(xiàn)手段。

坐標(biāo)圖是利用數(shù)字坐標(biāo)形式來表示生物現(xiàn)象數(shù)值關(guān)系或變化特征與發(fā)展趨勢的一類繪圖。生物知識中坐標(biāo)圖除特殊情況下使用三維直角坐標(biāo)圖外，一般為平面直角坐標(biāo)圖，其中曲線圖、折線圖、散點(diǎn)圖和柱狀圖使用較為普遍。

表格是通過設(shè)置縱、橫標(biāo)目對相似、相關(guān)、相近、相對的生物事物進(jìn)行歸類或比較的知識表現(xiàn)方式。表格具有直觀明了、簡便易懂、便于記憶的特點(diǎn)，尤其在比較不同生物事物的異同方面具有較強(qiáng)的優(yōu)勢。

化學(xué)反應(yīng)式是指以化學(xué)式來表明生物新陳代謝過程中化學(xué)變化的式子，以說明生命活動的化學(xué)基礎(chǔ)?；瘜W(xué)反應(yīng)式具有直接明了、易于理解的特點(diǎn)，在生化與分子生物學(xué)、動物和植物生理等學(xué)科中普遍運(yùn)用。

計算式主要用于表示生命活動中有關(guān)變量的數(shù)值計算關(guān)系或生物體內(nèi)物理或化學(xué)變化中各變量之間轉(zhuǎn)換的數(shù)值關(guān)系。通過計算式可以由已知因子的量值求得未知因子的量值。

3 生物學(xué)基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)

根據(jù)生物學(xué)知識的表現(xiàn)方式及學(xué)習(xí)能力構(gòu)成要素[10]，其學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)要從文字理解能力、圖片識別能力、表格分析能力、式子解析能力等四方面入手。

3.1 文字理解能力的培養(yǎng)

文字理解能力培養(yǎng)，一要重點(diǎn)提高學(xué)生對生物專業(yè)術(shù)語的理解和記憶能力，二要著力培養(yǎng)學(xué)生對生物文獻(xiàn)的綜合分析能力。生物專業(yè)術(shù)語的定義、解釋、說明即名詞解釋是文字性生物學(xué)知識的主要構(gòu)成部分，其理解和記憶往往是重點(diǎn)和難點(diǎn)。提高生物專業(yè)術(shù)語理解和記憶能力的重要方法就是要學(xué)會“咬文嚼字”和“望文生義”。該方法是指在開始學(xué)習(xí)生物專業(yè)術(shù)語的科學(xué)定義、解釋前，先按照現(xiàn)代漢語字典或辭典對組成生物專業(yè)術(shù)語的字或詞進(jìn)行“咬文嚼字”式的釋義，然后再聯(lián)系其出現(xiàn)的學(xué)科背景、知識場景及要說明的生物學(xué)問題進(jìn)行望文生義的臆想性解釋，在此基礎(chǔ)上再學(xué)習(xí)教材中的定義和解釋并對原來臆想的情況進(jìn)行比較和修正的方法。

培養(yǎng)生物文獻(xiàn)綜合分析能力的重要方法就是進(jìn)行“提頭知尾”和“提綱挈領(lǐng)”能力訓(xùn)練。為此，要引導(dǎo)學(xué)生正確分析句子或段落的結(jié)構(gòu)與關(guān)系，教會學(xué)生尋找句子中的關(guān)鍵性詞匯，分清一段文字中的引導(dǎo)句、說明句(或解釋句)和結(jié)論句。要教會學(xué)生分析句子和段落的從屬關(guān)系、并列關(guān)系和遞進(jìn)關(guān)系，學(xué)會甄別核心概念、派生概念和相關(guān)概念，學(xué)會將關(guān)鍵的定義性和結(jié)論性語句從一般的引導(dǎo)性、解釋性或說明性語句中篩選出來。提高提頭知尾和提綱挈領(lǐng)能力的最有效手段就是經(jīng)常進(jìn)行關(guān)鍵詞數(shù)量和摘要長短的加減法練習(xí)。該方法是指選取各類生物文章或段落讓學(xué)生擬定關(guān)鍵詞和寫作摘要，并根據(jù)重要程度進(jìn)行增加或減少關(guān)鍵詞數(shù)量和摘要字?jǐn)?shù)的練習(xí)，以此來提高學(xué)生對有關(guān)概念和描述的重要性和關(guān)聯(lián)性的認(rèn)識直覺。

3.2 圖片識別能力的培養(yǎng)

圖片識別能力的培養(yǎng)關(guān)鍵要教會學(xué)生掌握不同類型圖片的特點(diǎn)和識別技巧。以表現(xiàn)形態(tài)結(jié)構(gòu)為主的圖片重點(diǎn)要把握其形狀、構(gòu)造以及各部分的位置關(guān)系、順序關(guān)系和大小比例關(guān)系等。對于由多幅圖片構(gòu)成的生物形態(tài)結(jié)構(gòu)圖，則要注意圖片之間的連接關(guān)系和所處的生物事物的具體狀態(tài)，要注意觀察量變的積累和質(zhì)變的突破。

對于展示生理機(jī)能、生化反應(yīng)等生物過程的圖片，首先要在整體上把握其實(shí)現(xiàn)的基本過程，其次要重點(diǎn)關(guān)注生物過程的起始位點(diǎn)即起點(diǎn)、生物過程中發(fā)生分支的位點(diǎn)即節(jié)點(diǎn)、生物過程中進(jìn)行速度或方向調(diào)節(jié)控制的位點(diǎn)即調(diào)控點(diǎn)、生物過程目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的位點(diǎn)即終點(diǎn)等4個位點(diǎn)發(fā)生的變化。要關(guān)注這些位點(diǎn)在生物體(群體、個體、細(xì)胞、細(xì)胞器或他們的局部)中所處的位置、參與的物質(zhì)、分支的去向、調(diào)節(jié)和調(diào)控的實(shí)現(xiàn)途徑和條件等。

生物坐標(biāo)圖根據(jù)變量的多少可分為單軸單線、單軸多線、多軸多線等3種類型。單軸單線圖只有一對變量的數(shù)值關(guān)系；單軸多線圖的縱橫坐標(biāo)分別只有一個，但縱橫坐標(biāo)卻對應(yīng)同一屬性的多個生物事物；多軸多線圖的縱橫坐標(biāo)不止一個，展示的是多個相關(guān)生物事物的數(shù)值關(guān)系。對于生物坐標(biāo)圖的解釋，先要理解各坐標(biāo)軸變量含義，分清自變量和因變量。對于圖中的曲線或折線，不僅要總結(jié)生物事物的變化規(guī)律，還要區(qū)分不同的發(fā)展變化階段，分析其發(fā)展趨勢和可能出現(xiàn)的程度。對于單軸多線圖，除了要分析各自線條所表示的生物學(xué)意義外，還要分析不同線條所表示的生物事物間的聯(lián)系。對于多軸多線圖要特別注意圖中不同線條所對應(yīng)的坐標(biāo)軸種類，切忌張冠李戴，同樣除了分析各自線條所表示的生物意義外，還必須分析不同線條表示的生物事物間的聯(lián)系。

生物圖片識別能力培養(yǎng)還要注意以下兩點(diǎn)。一要注意將文獻(xiàn)中對圖片的文字解釋與原圖進(jìn)行對照閱讀、分析，二要特別注意對圖題、符號、圖注、比例尺、單位等的認(rèn)識和解讀。

看圖作文和活體還原是十分有效的提高生物圖片識別能力的練習(xí)方法。看圖作文是指在閱讀文獻(xiàn)中圖片說明之前，先根據(jù)圖片標(biāo)題和圖中內(nèi)容進(jìn)行臆想性文字解釋，然后再對照文獻(xiàn)中的說明進(jìn)行修正的圖片識別練習(xí)方法?；铙w還原則是要求通過聯(lián)想將形態(tài)結(jié)構(gòu)方面的平面圖、局部圖、片段圖結(jié)合生物活體狀態(tài)將其還原、臆想為立體圖、整體圖、連續(xù)圖，將表示生理功能和生化反應(yīng)的狀態(tài)圖或過程圖與相關(guān)的生物宏觀或微觀現(xiàn)象聯(lián)系起來。此外，對于坐標(biāo)圖進(jìn)行將圖片變換成表格的化圖為表練習(xí)也是訓(xùn)練該類圖片識別能力的有效手段之一。

3.3 表格分析能力的培養(yǎng)

表格分析能力培養(yǎng)要從以下三方面入手，一要重視表題和表注的認(rèn)識和理解；二要解讀好表格中的橫標(biāo)目、縱標(biāo)目的意義及其邏輯關(guān)系，要注意是否存在多級標(biāo)目；三是要將逐行逐縱分析和多行多縱或整個表格的分析結(jié)合起來。分析大型數(shù)據(jù)表格時，還可借助直尺等工具查找數(shù)據(jù)。

化表為文和化表為圖是十分有效的生物表格分析能力提高練習(xí)方法?；頌槲氖侵冈陂喿x文獻(xiàn)中表格說明之前，先對表格內(nèi)容進(jìn)行分析、做出文字解釋、說明或結(jié)論，然后再對照文獻(xiàn)中的說明進(jìn)行修正。進(jìn)行化表為文時，先要根據(jù)標(biāo)目逐行或逐縱進(jìn)行分析，然后再多行和多縱結(jié)合進(jìn)行分析，最后還要就整個表格做出分析結(jié)論。

化表為圖則是根據(jù)表格的數(shù)據(jù)或文字將其繪成坐標(biāo)圖或其他圖片的表格分析方法。對于表示不同量綱數(shù)值關(guān)系的表格可將其轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)圖，對于通過文字對生物屬性進(jìn)行比較或說明的表格則可根據(jù)表格描述將其轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)比較、生理過程或生化反應(yīng)圖等。

3.4 式子解析能力的培養(yǎng)

式子解析包括對化學(xué)反應(yīng)式和計算式的解釋分析。提高生物化學(xué)反應(yīng)式解析能力的關(guān)鍵是要把握其表達(dá)目的和表現(xiàn)特點(diǎn)。生物文獻(xiàn)中書寫的化學(xué)反應(yīng)式因?yàn)楸硎龅哪康牟煌?，有以下特點(diǎn)。為了表現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)過程中各種物質(zhì)的計量關(guān)系，則寫為嚴(yán)格的化學(xué)反應(yīng)方程式；為了表示某種物質(zhì)的化學(xué)變化，則經(jīng)常只寫物質(zhì)的名稱而不寫分子式或結(jié)構(gòu)簡式；而只是為了簡單展示最初反應(yīng)原料和最終產(chǎn)物的過程或關(guān)系的反應(yīng)式可能并不是一個嚴(yán)格的化學(xué)反應(yīng)，諸多中間反應(yīng)過程已經(jīng)省略；為了說明某種生物事物的化學(xué)基礎(chǔ)，在反應(yīng)式中比較注重突出發(fā)生的部位(器官、組織、細(xì)胞或細(xì)胞器)、條件和催化反應(yīng)的酶等。

計算式解析要注意把握變量的生物或物理意義以及各變量的單位，確保單位換算正確。提高式子解析能力的有效手段是進(jìn)行式文互換練習(xí)，既將反應(yīng)式或計算式轉(zhuǎn)換為文字進(jìn)行說明。

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