學(xué)生的比喻
——生物學(xué)高效課堂的催化劑

屈任務(wù) 劉小利

(陜西省西安交大韓城學(xué)校高中部 韓城 715400)

如何打造高效課堂、讓課堂煥發(fā)出無限的生命力，是擺在每一位教育同仁面前的重要課題。筆者認(rèn)為打造優(yōu)質(zhì)高效課堂的核心就是讓學(xué)生最大限度地參與進(jìn)來。

那么，如何讓學(xué)生參與進(jìn)來呢？結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，通過幾則學(xué)生比喻的實(shí)例，談?wù)劚扔髟跇?gòu)建高效課堂過程中的應(yīng)用。

1 溫度對酶活性的影響

1.1 教材原文 一般來說，動(dòng)物體內(nèi)的酶最適溫在35～40℃之間；植物體內(nèi)的酶最適溫度在40～50℃之間。細(xì)菌和真菌體內(nèi)的酶最適溫度差別較大，有的酶最適溫度可高達(dá)70℃。過酸、過堿或溫度過高，還會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。0℃左右的低溫雖然使酶的活性明顯降低，但能使酶的空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性可以恢復(fù)。因此，酶制劑適于在低溫(0～4℃)下保存。

1.2 學(xué)生的比喻 冬眠與長眠： 低溫條件下酶的活性明顯降低，但酶的空間結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，在適宜的溫度下酶的活性可以恢復(fù)，如同冬眠的動(dòng)物一樣，到來年春天氣溫升高后蘇醒。而溫度過高，會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活，如同被“燙死了”一樣，必將長眠。

2 ATP與糖類

2.1 教材原文 物質(zhì)的主動(dòng)運(yùn)輸需要能量，肌肉收縮需要能量，細(xì)胞內(nèi)還有許多化學(xué)反應(yīng)是需要能量的，這些能量從哪里來呢?我們知道，細(xì)胞中的糖類、脂肪等有機(jī)物都儲(chǔ)存著化學(xué)能，但是直接給細(xì)胞的生命活動(dòng)提供能量的卻是另一種有機(jī)物——ATP。

細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)有些是需要吸收能量的，有些是釋放能量的。吸能反應(yīng)一般與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量；放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量儲(chǔ)存在ATP中。也就是說，能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)之間流通。因此，可以形象地把ATP比喻成細(xì)胞內(nèi)流通的能量“通貨”。細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。

2.2 學(xué)生的比喻 現(xiàn)金與存折： 糖類是主要的能源物質(zhì)，但其中的能量無法被細(xì)胞的生命活動(dòng)利用，就如同存折一樣，雖然里面有錢，但不能在市場上直接流通，必須兌換成現(xiàn)金，既轉(zhuǎn)化成ATP中的能量，才能供生命直接使用，即ATP是直接能源物質(zhì)。

3 光合作用與呼吸作用

3.1 教材原文 光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物,并且釋放出氧氣的過程。

細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。

3.2 學(xué)生的比喻 賺錢與花錢： 一株植物好像一個(gè)家庭，光合作用把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，如同一個(gè)家庭的毛收入(賺錢)，細(xì)胞呼吸分解有機(jī)物，釋放出能量并生成ATP，如同一個(gè)家庭的支出(花錢)，凈光合如同純收入，一個(gè)家庭財(cái)富的積累。

4 細(xì)胞凋亡與壞死

4.1 教材原文 像這樣，由基因所決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命叫細(xì)胞凋亡。由于細(xì)胞凋亡受到嚴(yán)格的由遺傳機(jī)制決定的程序性調(diào)控，所以也常常被稱為細(xì)胞編程性死亡(programmed cell death)。細(xì)胞壞死與細(xì)胞凋亡不同。細(xì)胞壞死是在種種不利因素影響下，由于細(xì)胞確解答該題。

3 總結(jié)

總之，首先要立足教材，以圖表的形式將概念的層次關(guān)系或相互聯(lián)系，簡潔直觀地繪制出來。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的基礎(chǔ)自主構(gòu)建不同層次的概念圖或表，不斷積累基礎(chǔ)知識(shí)，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。其次要加強(qiáng)對學(xué)生圖表題的訓(xùn)練，注重多種典型題的分析，把題目中圖—表—文字與教材中的圖—表—文字交互翻轉(zhuǎn)，搭建已學(xué)知識(shí)與新考問題之間的橋梁，在解決問題中不斷總結(jié)解題規(guī)律。

5 基因的表達(dá)

5.1 教材原文 基因如何指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成?我們知道，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段；DNA主要存在于細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)的合成是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的。那么，DNA攜帶的遺傳信息是怎樣傳遞到細(xì)胞質(zhì)中去的呢?當(dāng)遺傳信息到達(dá)細(xì)胞質(zhì)后細(xì)胞又是怎樣解讀的呢?

科學(xué)家通過研究發(fā)現(xiàn)，RNA是在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程成為轉(zhuǎn)錄(transcription)。

mRNA合成以后，就通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中。游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)，這一過程叫做翻譯(translation)。

5.2 學(xué)生的比喻 運(yùn)籌帷幄之中，決勝千里之外： 運(yùn)籌帷幄之中——攜帶遺傳信息的DNA存在于細(xì)胞核中，雖然不能出細(xì)胞核，但可以通過轉(zhuǎn)錄將遺傳信息傳給mRNA, RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細(xì)胞核移到細(xì)胞質(zhì)中，以游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸為原料，在核糖體上合成具有氨基酸順序的蛋白質(zhì)，從而決勝千里之外。

6 正反饋與負(fù)反饋

6.1 教材原文 在一個(gè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)本身工作的效果，反過來又作為信息調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作，這種調(diào)節(jié)方式叫做反饋調(diào)節(jié)(feedback regulation)。

當(dāng)血液中的甲狀腺激素含量增加到一定程度時(shí)，又反過來抑制下丘腦和垂體分泌相關(guān)激素，進(jìn)而使甲狀腺激素的分泌減少，這樣體內(nèi)的甲狀腺激素含量就不至于過高?？梢姡谞钕偌に氐姆旨壵{(diào)節(jié)也存在著反饋調(diào)節(jié)機(jī)制。

6.2 學(xué)生的比喻 推波助瀾與迷途知返： 反饋調(diào)節(jié)是高中生物學(xué)中一種重要的生物學(xué)思想。負(fù)反饋是最常見的一種反饋，結(jié)果是抑制或減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化，作用是能夠使機(jī)體或生態(tài)系統(tǒng)保持相對穩(wěn)態(tài)，即在外界因素影響下，偏離穩(wěn)態(tài)后能迅速糾偏，回到平衡狀態(tài)，所以可用迷途知返比喻。正反饋是很少見的反饋，其作用正好與負(fù)反饋調(diào)節(jié)相反，即機(jī)體或生態(tài)系統(tǒng)中某一成分的變化所引起的其他一系列變化，反過來加速最初發(fā)生變化的成分所發(fā)生的變化，因此正反饋調(diào)節(jié)的作用往往是使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離穩(wěn)態(tài)。

例如，一個(gè)湖泊受到了污染，魚類的數(shù)量就會(huì)因?yàn)樗劳龆鴾p少，魚體死亡腐爛后又會(huì)進(jìn)一步加重污染并引起更多的魚類死亡。所以正反饋可用推波助瀾或火上澆油比喻。

7 “J”型曲線與“S”型曲線

7.1 教材原文 “J”型增長的數(shù)學(xué)模型。模型假設(shè)： 在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等條件下，種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年的數(shù)量是第一年的λ倍。建立模型： t年后種群數(shù)量為： Nt=N0λt；模型中各參數(shù)的意義： N0為該種群的起始數(shù)量，t為時(shí)間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，λ表示該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)。

自然界的資源和空間總是有限的，當(dāng)種群密度增大時(shí)，種內(nèi)競爭就會(huì)加劇，以該種群為食的動(dòng)物的數(shù)量也會(huì)增加，這就會(huì)使種群的出生率降低，死亡率增高。當(dāng)死亡率增加到與出生率相等時(shí)，種群的增長就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平。

種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長曲線，稱為“S”型曲線。不論哪種生物的種群，總是生活在一定的環(huán)境中。在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量(carrying capacity)，又稱K值。

7.2 學(xué)生的比喻 理想很豐滿與現(xiàn)實(shí)很骨感：“J”型曲線是在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等十分美好的條件下，種群數(shù)量的增長，種群數(shù)量增長較快，沒有K值，可以用理想很豐滿來形容。而“S”型曲線是在自然界的資源和空間等總是有限的條件下，種群數(shù)量的增長，因環(huán)境阻力影響曲線畫出來的，一位學(xué)生把它比喻為一位有“S”型身材的骨感少女。同時(shí)也可以教育學(xué)生，不僅要有一個(gè)偉大的理想，更要有一種腳踏實(shí)地的精神，將宏大的理想變成現(xiàn)在勤奮學(xué)習(xí)的原動(dòng)力，刻苦好學(xué)、勇往直前、練好本領(lǐng)、才能積極面對現(xiàn)實(shí)。

在教學(xué)中，教師如果能根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，適時(shí)、靈活地引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用貼切、有趣的比喻，就會(huì)激活課堂氣氛、啟迪學(xué)生的智慧，從而使抽象的問題形象化，復(fù)雜的問題簡單化，學(xué)生在歡快愉悅的氛圍中提高學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，達(dá)到構(gòu)建高效課堂的目的。