“類比”在高中生物教學中的應用

唐曉春

摘 要 介紹了“類比”在高中生物教學中的應用，主要體現(xiàn)在：在經(jīng)典科學史中類比，掌握科學方法；在核心概念中類比，認識概念內(nèi)涵；在探究假說中類比，提升探究能力；在遺傳規(guī)律中類比，促進規(guī)律理解；在生物原理中類比，強化原理應用；在生物模型中類比，建構知識框架。

關鍵詞 類比 核心概念 遺傳規(guī)律 原理 模型

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

類比是根據(jù)兩個對象或兩類事物一些屬性相同或相似，從一個對象的已知屬性出發(fā)去猜想另一個對象也可能具有相同或相似屬性的一種思維邏輯方法。類比的思想在生物教學中有著極大的用處。對于一些陌生難懂的知識，教師可利用學生頭腦中已經(jīng)熟知的知識，進行相應的類比，讓這些新知識融會貫通。甚至可以這么說，通過類比教給學生的知識是學生真正學習到的知識，也是學生印象最為深刻的知識。

1 在經(jīng)典科學史中類比，掌握科學方法

19世紀30年代，施萊登和施旺提出了細胞學說。1838年，植物學家施萊登通過對植物的顯微觀察，認識到植物是由細胞構成的。植物學家施萊登和動物學家施旺是好朋友。一次吃飯時，施萊登把他尚未發(fā)表的這個重大發(fā)現(xiàn)告訴了施旺，施旺當時依據(jù)植物和動物組織結構的相似性，立刻類比聯(lián)想到動物是否也是由細胞構成的，并開始對此進行科學研究。繼施萊登1838年發(fā)表了《植物發(fā)生論》后，施旺于1839年發(fā)表了《動植物結構和生長一致性的顯微研究》，從而建立了細胞學說。

當施旺的科學研究處于“抑制”狀態(tài)時，施萊登的適時“提醒”，讓施旺產(chǎn)生了類比聯(lián)想……他們提出的細胞學說對19世紀的生物學產(chǎn)生了巨大影響，兩人科學研究的合作也成了生物科學史上一段佳話，而他們研究的重大突破源于一次“類比”?；仡櫳锟茖W史，許多科學家的研究源于他們或別人研究成果基礎上的類比，因此，類比是生物學研究中重要的科學研究方法。

2 在核心概念中類比，認識概念內(nèi)涵

染色體在高中生物學中是核心概念，染色體的主 組成成分是DNA和蛋白質(zhì)。如何解決這一微觀上的難點，為理解“染色體是DNA的主要載體”做好知識鋪墊，類比是筆者目前認為最好的方法。教師給學生展示一串“珍珠”項鏈。讓“珍珠”項鏈與染色體發(fā)生類比：“珍珠”就相當于蛋白質(zhì)成分，項鏈中的線就相當于DNA。學生一聽就明白。

如何理解“染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)在不同時期的兩種表現(xiàn)形式”，類比電話線就能深刻理解。給學生展示一根電話線，電話線自然狀態(tài)下是螺旋的，收縮后變成桿狀，就相當于染色體形態(tài)；然后把電話線伸展開，變成了一根細長的線，就相當于染色質(zhì)形態(tài)。教學效果很好，值得一試。

總之，在核心概念教學中，如果能夠找到相似物體與之恰當?shù)念惐?，能夠快速有效的認識概念內(nèi)涵。

3 在探究假說中類比，提升探究能力

在光合作用發(fā)現(xiàn)的科學史中，通過一系列的科學實驗，人們已經(jīng)能夠?qū)懗龉夂献饔每偡磻健？茖W家接著再思考：光合作用釋放的氧氣中的氧來自哪里呢？早期，有科學家認為CO2裂解，CO2中的C與H2O結合生成（CH2O），CO2的氧出來形成O2。這樣，有科學家就作出假設：氧氣中的氧來自CO2。但有研究者在硫細菌體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了此反應式（呈現(xiàn)給學生，把光合作用總反應式也與之放在一起呈現(xiàn)）。

大部分學生經(jīng)過類比和認真思考：氧和硫同屬于氧族元素，化學性質(zhì)類似，既然H2S能變成S單質(zhì)，那么H2O也可成為O單質(zhì)。學生自然能作出假設：氧氣中的氧來自H2O。1940年，美國的科學家魯賓和卡門利用同位素標記法進行了相關的探究實驗。

新課程倡導探究性學習，對提出的問題做出科學假設是科學探究的一個重要環(huán)節(jié)，可提高學生的科學探究假說能力。在類比中作出假設，即簡單又科學。

4 在遺傳規(guī)律中類比，促進規(guī)律理解

在遺傳規(guī)律中進行類比，就不得不提薩頓假說（表1）。

有了這樣的類比假說，學生再學習減數(shù)分裂就會心中有數(shù)。等學完減數(shù)分裂，學生就會豁然開朗，深刻理解減數(shù)分裂是遺傳規(guī)律的細胞學基礎，知識得以融會貫通，從而促進對遺傳規(guī)律的理解。

5 在生物原理中類比，強化原理應用

滲透作用是學生必修1階段要學習的生物學原理，如何學懂，應用原理，筆者利用類比，進行了積極的嘗試。

探究植物細胞如何吸水、失水時，學生依照表2的類比都能作出假設：植物細胞的原生質(zhì)層相當于半透膜，成熟的植物細胞相當于一個滲透裝置。

6 在生物模型中類比，建構知識框架

學生嘗試搭建細胞膜的流動鑲嵌模型。有的用橡皮泥捏出磷脂分子，搭建出磷脂雙分子層，再用不同顏色的橡皮泥捏出蛋白質(zhì)分子或覆蓋或鑲嵌或貫穿，糖蛋白也形象生動。也有學生別出心裁，用兵乓球代表磷脂的頭，用兩根牙簽代表磷脂的尾，用泡沫盒代表蛋白質(zhì)。在類比細胞膜流動鑲嵌模型的構建過程中，學生一定對細胞膜的結構有了更清晰的認識，形成了細胞膜的知識框架。

嘗試DNA的結構模型的建構。筆者利用學校實驗室的DNA模型“零件”嘗試了DNA結構模型建構，但有一個班因課時過于緊張，未能完成模型的搭建。在南京市統(tǒng)考中，其中有一道選擇題就是檢測DNA結構的知識，這個班此題的得分率比其他班低了15%，主要原因就是對DNA的基本骨架不清楚?？梢?，模型的建構對知識的掌握有很大的幫助，讓學生動手做一做，在做的過程中，學生就開始思考：這個材料代表什么呢？如果學生在模型建構過程中經(jīng)常有這樣的思考，在做中類比，在做中學習，學生的生物知識肯定理解得透徹，知識框架肯定牢固。