时间:2024-06-03
周海旸
(1 江苏省南京市玄武高级中学 南京 210016; 2 江苏第二师范学院生物教育研究所 南京 210013)
生物图是生物科学的第二语言,包括高中生物学教材中的结构模式图、生理功能图、数据例析表格、坐标曲线统计图、遗传图解系谱图等,其最大的特点是既直观又能承载大量信息,能把复杂的内容简明扼要地表述出来,变复杂为简单,变抽象为形象,是表达、概括、拓展和深化生物学概念的重要形式[1]。
本文就以“基因控制蛋白质合成”一节为例,阐述在细化生物学概念的基础上对生物图进行分类、分析、整合等信息加工活动,引导学生实现图文转化,深入理解生物学概念。
课程标准中关于本节具体内容标准的表述是: 说明基因和遗传信息的关系;概述遗传信息的转录和翻译。根据生物学学科知识结构可将概念分为生物学核心概念、生物学重要概念、生物学一般概念[2]。笔者将“基因控制蛋白质合成”一节的概念进行了分类(表1)。
表1 “基因控制蛋白质合成”概念分类
从生物学概念的内涵和外延看,生物学一般概念之间的关系包括从属关系、交叉关系、并列关系等。在概念复习教学过程中,可利用经典的生物图来帮助学生厘清概念之间的逻辑关系。
2.1 从属关系一般概念的建立 基因、DNA、遗传信息之间存在着从属关系,可选择图1和图2进行教学。基因、DNA、遗传信息这三个概念中,遗传信息这个概念最为抽象,学生理解起来比较困难,可选择从学生熟悉的染色体这个概念入手,借助对图1和图2的信息加工一步步厘清这几个概念之间的关系(表2)。
图1 染色体的结构
图2 遗传信息、基因与DNA的关系
生物图信息加工的策略图1识图: 在图1中标注DNA、基因、遗传信息三个概念图2画图: 在图2三个空白的椭圆中填写DNA、基因、遗传信息图1设计问题辨析基因、DNA、遗传信息的关系: DNA上的任意一段都是基因吗?DNA与基因有怎样的数量关系?DNA的特异性与多样性与遗传信息之间的关系?遗传信息可以有哪些表述
学生对于图1比较熟悉,在图1中标注概念是引导学生对于三个概念的内涵进行思考,接着引导学生画出图2,直接表示了三个概念之间的从属关系,接着回到图1进一步对三个概念进行比较,学生可以说出如下语句: DNA上有遗传效应的片段是基因,没有遗传效应的片段不是基因;一个DNA分子中有多个基因。DNA的特异性与多样性就是指DNA中碱基对的排列顺序的特异性和多样性,也就是遗传信息的特异性和多样性。遗传信息可以表述为基因(DNA)中碱基对(脱氧核苷酸对)的排列顺序。学生面对直观的图解,在教师的一步步设问下对已有的生物学知识进行信息加工,逐渐清晰地了解基因、DNA、遗传信息之间的从属关系。
2.2 交叉关系一般概念的比较 在这一节中,有许多交叉关系的一般概念,如DNA与RNA、 3种不同的RNA、 mRNA与密码子等。可利用系列生物图对这些交叉概念进行比较,进而弄清楚其间的逻辑关系。
图3 DNA与RNA的结构比较
图4 三种RNA的结构
首先,依据图3让学生列表比较DNA与RNA的异同。其次,根据图4列表比较三种RNA的结构及功能。从DNA到RNA,再到3种RNA的结构和功能,符合学生的认知,结合图解的直观表达,更有利于理解和接受,同时也为后面转录和翻译的过程奠定基础。
2.3 并列关系一般概念的辨析 转录和翻译属于一组并列概念,选择图5进行教学。首先,指认图中涉及的细胞结构和物质;其次,详细说明转录和翻译的过程;最后,列表比较转录和翻译。转录和翻译这两个过程都是微观和抽象的,图5是关于转录和翻译过程的一张整体图解,对照图解来详细说明转录和翻译的过
图5 转录及翻译过程示意图
程可以帮助学生将静态的图解转变为动态的过程,理解起来更加顺畅,列表比较则是进一步将转录和翻译这两个概念具体化和清晰化。
经过上述系列经典图示的信息加工,学生已经明确了基因携带着遗传信息;基因控制蛋白质的合成实现了遗传信息的表达;基因控制蛋白质的合成包括了转录和翻译两个步骤。接着出示图6和图7。图6是电镜下拍到的翻译过程,是真实的照片,通过对图7中核糖体和多肽链的指认,可帮助学生在模式图和真实图解之间搭一座桥梁;图7是原核生物体内基因表达的模式图,其转录和翻译是同时进行的,通过比较真核生物与原核生物细胞内基因表达的异同,学生对于基因表达的理解会更加深入。所有生物都有一套转录和翻译的机制,学生需要了解这些机制的共性,同时,在不同生物体内,又存在着一些与结构相适应的不同之处。一幅幅生动的图解将这些相同点和不同点展现得非常清楚,当这些图解和概念同时储存在学生脑中,自
图6 电镜下的翻译过程
图7 原核生物体内基因表达模式图
然也就深化了对重要概念的理解。
概念图是一种很好的厘清概念的工具,它能以整体的、简练的方式来呈现、组织概念。它可以再现学科的知识体系结构,有利于学生将新知识建构到已有的知识结构中。通过以上的教学,教师或者学生可以建构出有关基因控制蛋白质合成的概念图(图8),这样可以促使学生深刻领会重组后概念生成的意义。
图8 本节概念图
生物学概念是思维的细胞,图形是生物学概念的另一种语言,在不同的学段选择适合的生物图进行教学,在帮助学生构建概念、深入理解概念等方面起到了事半功倍的效果。此外,收集经典生物图、自己制作生物图、引导学生构建概念图等也是教学中重要的途径和手段,需要教师不断的积累和学习。
我们致力于保护作者版权,注重分享,被刊用文章因无法核实真实出处,未能及时与作者取得联系,或有版权异议的,请联系管理员,我们会立即处理! 部分文章是来自各大过期杂志,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!