生物學(xué)習方法之學(xué)習總結
總結是指在學(xué)習完某一章知識，對此章知識進(jìn)行整理、重組，總結出該章知識的聯(lián)系、知識的系統或知識的結構，以便我們能從知識的整體上把握知識，從而加深理解知識和靈活掌握知識�？偨Y的方法一般可用構建知識網(wǎng)絡(luò )的方法和綱要法。
總之，做好總結是我們學(xué)習常規中的一項重要內容，因為通過(guò)總結，不但可以復習鞏固所學(xué)過(guò)的知識，而且能使知識系統化、條理化、使知識連貫起來(lái)、綜合起來(lái)，使知識建立起各種聯(lián)系。這樣，就使我們能在一個(gè)新的、更高的水平上來(lái)對待知識，就好像我們站在山頂上來(lái)看山下四周的景色一樣，不但能看清所有景點(diǎn)，而且能看清各景點(diǎn)間的關(guān)系。由于我們站在了一個(gè)新的高度上來(lái)看待知識，我們也就有了駕馭知識的能力，就是說(shuō)我們能靈活理解、掌握和運用知識了。
模型在生物學(xué)中的應用
摘 要：生物學(xué)中有一核心任務(wù)就是培養學(xué)生的思維能力和創(chuàng )新意識。而巧構模型是解決生物學(xué)問(wèn)題的一種重要方法，更是培養學(xué)生創(chuàng )造思維的一個(gè)重要途徑。本文結合自己的學(xué)習和教學(xué)經(jīng)驗就對模型的含義、模型在生物學(xué)中的應用及模型的作用談?wù)勛约旱囊稽c(diǎn)體會(huì )。
關(guān)鍵詞：模型 數學(xué)模型 模型方法生物學(xué)
正如課程標準中所指出的“領(lǐng)悟系統分析、建立數學(xué)模型等科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的應用”，對于發(fā)展科學(xué)探究能力至關(guān)重要。建立數學(xué)模型是生態(tài)學(xué)研究的重要方法，“具體內容標準”中要求學(xué)生“嘗試建立數學(xué)模型解釋種群數量變化”。這些要求不僅符合生物學(xué)本身發(fā)展的要求，也是社會(huì )發(fā)展的需要。因為我們的生物學(xué)教學(xué)不僅要使學(xué)生獲得新的知識而且要提高學(xué)生的思維能力，從而形成良好的思維品質(zhì)，造就一代具有探索新知識、新方法的創(chuàng )造性思維能力的新人。
一、模型的含義及特點(diǎn)
模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認識對象所做的一種簡(jiǎn)化的概括性描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實(shí)物或其他形象化的手段，有的則通過(guò)抽象的形式來(lái)表達。
模型方法是指人們?yōu)榱苏J識自然界中某一復雜的對象（如非常龐大的太陽(yáng)系或非常微小的細胞），或事物發(fā)生的過(guò)程、規律等，用形象化的具體實(shí)物或抽象的語(yǔ)言文字、圖表、數學(xué)公式等對認識對象進(jìn)行模擬或簡(jiǎn)化描述的一種方法。
模型具有3個(gè)基本特點(diǎn)：①對實(shí)際對象的模仿和抽象；②組成體現認識對象系統中的主要因素：③反映主要因素之間的關(guān)系。
二、模型的常見(jiàn)種類(lèi)
模型的種類(lèi)有很多，一般所說(shuō)的模型主要有物理模型、數學(xué)模型、概念模型模擬模型等。以實(shí)物或圖畫(huà)形式直觀(guān)地表達認識對象的特征，這種模型就是物理模型。如細胞立體結構圖，細胞膜結構的實(shí)物模型，沃森和克里克制作的著(zhù)名的DNA雙螺旋結構模型，它們形象而概括地反映了所有結構的共同特征。用手電筒光照射旋轉的乒乓球以演示地球上的晝夜交替，建立有絲分裂和減數分裂中染色體變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程等就是一種動(dòng)態(tài)的物理模型，讓學(xué)生感受到這些過(guò)程的動(dòng)態(tài)性和連續性，突出了探究性學(xué)習，有利于學(xué)生知識的構建。所謂概念模型是對認識對象系統的一種簡(jiǎn)化的定性描述，用于表示系統組成和相互關(guān)系。如用光合作用圖解描述光合作用的主要反應過(guò)程就是概念模型�！敖⒀钦{節模型”的活動(dòng)，可以幫助學(xué)生進(jìn)一步練習建立物理模型和概念模型的方法（側重在概念模型）。所謂數學(xué)模型，就是對現實(shí)原型為了某種目的而作的抽象、簡(jiǎn)化的數學(xué)結構，它是使用數學(xué)符號、數學(xué)式子及數量關(guān)系對原型作的一種簡(jiǎn)化而本質(zhì)的刻畫(huà)，比如方程、曲線(xiàn)、函數、不等式等概念都是從客觀(guān)事物的某種數量關(guān)系或空間形式中抽象出來(lái)的數學(xué)模型。如用N t=N0入t表示種群的“J”型增長(cháng)，種群的“S”型增長(cháng)，孟德?tīng)栠z傳定律等就是一種數學(xué)模型。所謂模擬模型就是用便于控制的一組條件來(lái)代表真實(shí)事物特征，通過(guò)模仿性試驗來(lái)了解實(shí)體的規律。如比較著(zhù)名的是生命起源研究裝置和生物圈Ⅱ號及碳循環(huán)模型就是模擬模型。
三、數學(xué)模型的應用舉例
數學(xué)方法的介入，使我們對大自然有了更多的認識。數學(xué)方法并非是近年來(lái)才出現的新方法：在科學(xué)史上，牛頓等很多偉大的科學(xué)家都是建立和應用數學(xué)模型的大師，他們將各個(gè)不同的科學(xué)領(lǐng)域同數學(xué)有機地結合起來(lái)，在不同的學(xué)科中取得了巨大的成就。如力學(xué)中的牛頓定律、電磁學(xué)中的麥克斯韋方程、化學(xué)中門(mén)捷列夫周期表、生物學(xué)中孟德?tīng)栠z傳定律等，都是經(jīng)典的應用數學(xué)模型的光輝范例。在當代，由于計算機的運用，數學(xué)模型在生態(tài)、地質(zhì)、航空等方面有了更加廣泛和深入的運用。數學(xué)模型在生物學(xué)中也越來(lái)越表現出強大的生命力，它通過(guò)建立可以表述生命系統發(fā)展狀況等數學(xué)系統，對生命形象進(jìn)行量化，以數量關(guān)系描述生命現象，再運用邏輯推理、求解和運算等達到對生命現象進(jìn)行研究的目的。數學(xué)模型通常以數學(xué)關(guān)系式的形式表示出來(lái)，并配以曲線(xiàn)圖、表格等形式。如酶促反應的反應速率、酶活性的變化、孟德?tīng)栯s交實(shí)驗的“3∶1”和“9∶3∶3∶1”等等。
其模型的構建過(guò)程包括：
�。�1）分析問(wèn)題，了解問(wèn)題的實(shí)際背景知識，挖掘問(wèn)題中的隱藏條件；
�。�2）假設簡(jiǎn)化，根據問(wèn)題的特征和目的，對問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化，并用精確的數學(xué)語(yǔ)言進(jìn)行描述；
�。�3）建立模型，在假設的基礎上，利用適當的數學(xué)工具、數學(xué)知識來(lái)刻畫(huà)變量之間的數量關(guān)系，建立其相應的數學(xué)結構；
�。�4）求解并檢驗模型，對模型進(jìn)行求解，并將模型結果與實(shí)際情形相比較，以此來(lái)驗證模型的準確性。
在教學(xué)過(guò)程中，要利用模型的建構過(guò)程引導學(xué)生探究，如教科書(shū)對孟德?tīng)柗蛛x定律的描述，詳盡地層現了“3：1”這一數學(xué)模型的建構過(guò)程。教師在教學(xué)時(shí)，不應僅僅停留在教給學(xué)生“3：1”的數學(xué)結論，而要詳細地演繹這個(gè)數學(xué)模型的推導過(guò)程。這是一個(gè)現象—假設（數學(xué)模型的初步構建）—實(shí)踐驗證—結論（數學(xué)模型的確立）的過(guò)程。孟德?tīng)栐诜N植豌豆的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)數理統計，形成了“3：1”的數學(xué)模型，并在理論上進(jìn)行推導，來(lái)解釋這一模型。而后，通過(guò)再次種植豌豆，有目的地檢驗模型，最終確立了模型。這是一個(gè)嚴密的科學(xué)建模過(guò)程。又如高二生物必修3《種群數量變化》一節中，要學(xué)生學(xué)習建構種群增長(cháng)模型的方法，嘗試建構種群增長(cháng)的數學(xué)模型并用數學(xué)模型解釋種群增長(cháng)數量的變化。教材中結合“問(wèn)題探討”的素材，介紹了建立數學(xué)模型的一般步驟。
研究實(shí)例 研究方法
在教學(xué)中，教師還應適當加以展開(kāi)，豐富其內涵。例如，第一步觀(guān)察研究對象是為了發(fā)現問(wèn)題，探索規律，“細菌每20分鐘就分裂一次”便是通過(guò)大量觀(guān)察和實(shí)驗得出的規律。這是建立數學(xué)模型的基礎，在這一基礎上運用數學(xué)方法將生物學(xué)問(wèn)題轉化為數學(xué)問(wèn)題。生命現象和規律往往不是數學(xué)化的，這就需要善于從具體現象中抓住其數學(xué)本質(zhì)。第二步合理提出假設是數學(xué)模型成立的前提條件，假設不同，所建立的`數學(xué)模型也不相同。第三步是要運用數學(xué)語(yǔ)言進(jìn)行表達，即數學(xué)模型的表達形式。需要指出的是，當呈現為某種數學(xué)模型時(shí)，教師一定要讓學(xué)生認識到數學(xué)模型所蘊含的生物學(xué)意義，要避免離開(kāi)生物學(xué)討論數學(xué)的傾向。第四步是對模型進(jìn)行檢驗和修正，這在科學(xué)研究中是必不可少的步驟。在理想狀態(tài)下細菌種群數量增長(cháng)的數學(xué)模型是比較簡(jiǎn)單的，而生物學(xué)中大量現象與規律是極為復雜的，存在著(zhù)許多不確定因素和例外的現象，需要通過(guò)大量實(shí)驗或觀(guān)察，對模型進(jìn)行檢驗和修正。在上述以細菌在理想狀態(tài)下種群增長(cháng)為例的教學(xué)中，已經(jīng)交代了“種群增長(cháng)的J型曲線(xiàn)”。因此，可以通過(guò)列舉事例，引到“J型增長(cháng)的數學(xué)模型”上來(lái)。
教師應對數學(xué)模型及其教育價(jià)值有一個(gè)基本的認識。數學(xué)模型是聯(lián)系實(shí)際問(wèn)題與數學(xué)的橋梁，具有解釋、判斷、預測等重要功能，在科學(xué)研究中，數學(xué)模型是發(fā)現問(wèn)題、解決問(wèn)題和探索新規律的有效途徑之一。引導學(xué)生建構數學(xué)模型，有利于培養學(xué)生透過(guò)現象揭示本質(zhì)的洞察能力；同時(shí)，通過(guò)科學(xué)與數學(xué)的整合，有利于培養學(xué)生簡(jiǎn)約、嚴密的思維品質(zhì)。
四、模型的作用
1、促進(jìn)學(xué)生認知水平的發(fā)展
將學(xué)生的認知水平逐步從具體向抽象過(guò)渡,抓住原型的本質(zhì)特征,對原型進(jìn)行抽象,把復雜的原型客體加以簡(jiǎn)化和純化,并對抽象的假設或命題進(jìn)行邏輯轉換,以構建一個(gè)能反映原型本質(zhì)聯(lián)系的模型。這一過(guò)程當然離不開(kāi)從具體到抽象的過(guò)渡訓練,而這種既能聯(lián)系具體,又能聯(lián)系抽象的性質(zhì),正是模型所特有的。
2、使學(xué)生更好地掌握科學(xué)知識
模型方法的特點(diǎn)及其重要性,決定了模型在促進(jìn)學(xué)習生物學(xué)知識過(guò)程中的重要作用。(1)模型是學(xué)生學(xué)習科學(xué)知識的重要手段,學(xué)生掌握了模型方法能更透徹地理解科學(xué)知識。(2)模型方法作為思維方法和行為方式,蘊涵著(zhù)很高的認知價(jià)值,學(xué)生一旦將模型方法內化為自己的認知圖式,就能獲得認知水平的躍進(jìn)。(3)模型方法教育有助于培養學(xué)生的創(chuàng )造性思維能力。
3、培養學(xué)生的研究能力
模型的建立要根據研究的任務(wù)、目的抽象出被研究對象的本質(zhì)特征,舍去許多次要的細節和非本質(zhì)的屬性,把要研究的現象、問(wèn)題從紛繁復雜的交錯關(guān)系中明確、清晰地顯示出來(lái),使問(wèn)題得以簡(jiǎn)化和明確化,并制訂出解決問(wèn)題的程序,從而充分地發(fā)揮思維的能動(dòng)作用,達到認識原型的目的。
4、能培養學(xué)生的科學(xué)精神
科學(xué)精神與科學(xué)知識、科學(xué)方法一樣,均屬科學(xué)素質(zhì)的基本要素,模型教育對于學(xué)生科學(xué)精神的培養尤為重要。(1)有利于培養學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)作風(fēng)。(2)激發(fā)并產(chǎn)生良好的學(xué)習動(dòng)機。模型教育不僅可使學(xué)生體驗到理論的作用,而且會(huì )使他們產(chǎn)生躍躍欲試的興趣,并使他們對探究活動(dòng)成功后的喜悅感、自豪感產(chǎn)生穩定的需要,形成穩定的學(xué)習興趣,進(jìn)而轉化為良好的學(xué)習動(dòng)機。(3)能促進(jìn)辯證唯物主義思想教育。
總之,模型及其方法本身就是一種科學(xué)方法，建立模型在高中生物研究中是很重要的方法和能力。對學(xué)生進(jìn)行模型方法教育,就是要讓學(xué)生置身于探索生物學(xué)現象、發(fā)現生命規律的活動(dòng)中,在建立模型的過(guò)程中學(xué)會(huì )觀(guān)察和統計的方法、實(shí)驗的方法、歸納與演繹的方法、假設的方法、近似的方法等。這樣,學(xué)生就會(huì )主動(dòng)地去思考、探索,順著(zhù)科學(xué)的思路和方法去感知、去思索,在不知不覺(jué)中,就領(lǐng)略到生物學(xué)知識的真諦。多年的實(shí)踐證明: 教師在生物教學(xué)中運用模型方法，不僅便于分析和解決有關(guān)生物學(xué)問(wèn)題，又能有效提高學(xué)生的生物科學(xué)素質(zhì),并能帶動(dòng)、整合其他生物科學(xué)方法教育的實(shí)施。
參考文獻：
1、《成才之路》（成才之路雜志社主編，2008年2月）
2、《成才之路》（成才之路雜志社主編，2008年3月）
3、《生物學(xué)教學(xué)》（華東師范大學(xué)主編，2006年8月）
4、《生物學(xué)教學(xué)》（華東師范大學(xué)主編，2008年2月）
5、《中學(xué)生物學(xué)》（南京師范大學(xué)主編，2007年7月）
6、《中學(xué)生物教學(xué)》（陜西師范大學(xué)主編，2006年12月）
7、《生物3穩態(tài)與環(huán)境教師教學(xué)用書(shū)》(課程教材研究所等編著(zhù)，人民教育出版社，2007年1月第2版)
8、《生物1分子與細胞》(課程教材研究所等編著(zhù)，人民教育出版社，2004年5月第1版)
酶的專(zhuān)題復習
【教學(xué)目標】
1、理解酶的概念；
2、理解影響酶的因素和學(xué)會(huì )影響酶的因素的圖像分析；
3、明確與酶相關(guān)的實(shí)驗設計及分析；
4、熟練識圖和分析影響酶的因素的圖像
【教學(xué)重點(diǎn)】 理解影響酶的因素和學(xué)會(huì )影響酶的因素的圖像分析
【教學(xué)難點(diǎn)】 理解影響酶的因素和學(xué)會(huì )影響酶的因素的圖像分析
【教學(xué)方法】 講述法 自主學(xué)習法 直觀(guān)法
【教學(xué)過(guò)程】
一、酶的本質(zhì)及作用
1．酶的概念
�。�1）來(lái)源： 產(chǎn)生。
�。�2）作用：具有 。
�。�3）成分：絕大多數是 ，少數為 。
2．酶的作用原理
�。�1）酶與無(wú)機催化劑的催化作用原理相同，都是 。
�。�2）同無(wú)機催化劑相比，酶降低 的作用更顯著(zhù)。
【典例導析】
1．下列關(guān)于酶的敘述中，正確的是（ ）
A．所有酶用雙縮脲試劑進(jìn)行檢測都可以呈現紫色反應
B．生長(cháng)激素與呼吸酶不可能來(lái)自同一個(gè)細胞
C．消化酶要經(jīng)過(guò)核糖體的合成，內質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工等階段，分泌到細胞外才發(fā)揮作用
D．與藍藻光合作用有關(guān)的酶分布在葉綠體類(lèi)囊體薄膜上和基質(zhì)中
2．下列關(guān)于酶的敘述中，正確的是( )
A．所有酶用雙縮脲試劑進(jìn)行檢測都可以呈現紫色反應
B．生長(cháng)激素與呼吸酶不可能來(lái)自同一個(gè)細胞
C．消化酶要經(jīng)過(guò)核糖體的合成，內質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工等階段，分泌到細胞外才發(fā)揮作用
D．與藍藻光合作用有關(guān)的酶分布在葉綠體的類(lèi)囊體薄膜上和基質(zhì)中
3．酶的特性
�、貯TP和ADP能快速轉化的一個(gè)重要原因是酶具有 。
�、谏矬w內各種復雜的代謝反應之所以能有條不紊地進(jìn)行，與酶的 有關(guān)，每種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應。
�、勖杆呋幕瘜W(xué)反應一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行的，在 的條件下，都會(huì )導致酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活；而在 條件下，酶的活性降低，但不會(huì )失活。
二、與酶有關(guān)的曲線(xiàn)分析
【問(wèn)題探究】讀下列各圖并分析回答相關(guān)問(wèn)題。
�。�1）圖1如右：
�、賵D1是表示 的曲線(xiàn)。
�、谀銖膱D中能讀出什么信息？
a： 。
b： 。
�、勖改艽呋淮嬖诘幕瘜W(xué)反應嗎？ 。
�、軋D中出現差異的原因： 。
�。�2）圖2如下：
�、賵D2是表示 酶 的曲線(xiàn)。
�、谀銖膱D中能讀出什么信息？
a： 。
b： 。
�。�3）圖3如下
�、賵D3中三個(gè)曲線(xiàn)是表示 酶 的曲線(xiàn)。
�、谀銖膱D中能讀出什么信息？
a： 。
b： 。
c： 。
d： 。
�。�4）圖4如下：
�、賵D4中兩曲線(xiàn)是表示 的曲線(xiàn)。
�、谀銖膱D中讀出什么信息？
a： 。
b： 。
三、與酶相關(guān)的實(shí)驗設計及分析
完成下表──與酶相關(guān)的實(shí)驗分析并體會(huì )其思路。
實(shí)驗目的
實(shí)驗組
對照組
實(shí)驗組衡量標準
自變量
因變量
無(wú)關(guān)變量
驗證某種酶是蛋白質(zhì)
已知蛋白液+雙縮脲試劑
是否出現紫色
待測酶液和已知蛋白液
底物+相應酶液
底物是否被分解
相應酶液的有無(wú)
底物量、溫度等
驗證酶的專(zhuān)一性
底物是否被分解
底物是否被分解
酶的數量、溫度等
底物+相應酶液
底物+無(wú)機催化劑
底物分解速率
底物分解速率
底物的數量、溫度等
探究酶的適宜溫度
底物的分解速率或底物的剩余量
酶的活性
底物和酶的量、溶液pH、反應時(shí)間等
pH梯度下的同一pH處理后的底物和酶混合
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