試談高中生物教學(xué)中“信息轉(zhuǎn)換”能力的應(yīng)用

劉和平

摘要：近年來，信息轉(zhuǎn)換題成了生物高考命題的必考題型。該類型題既是對生物學(xué)核心素養(yǎng)科學(xué)思維能力的考查，也是《考試大綱》中近年來比較重視的題型，該題型能夠鍛煉學(xué)生的轉(zhuǎn)換思維，因此，在生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生信息轉(zhuǎn)換能力是必要的。

關(guān)鍵詞：高中生物;理性思維;信息轉(zhuǎn)換

1.正反轉(zhuǎn)換

正反轉(zhuǎn)換能力與我們經(jīng)常提及的“逆向”思維類似，即“反其道而思之”“讓思維向?qū)α⒚娴姆较虬l(fā)展，從問題的相反面進(jìn)行探索”。對于在生物學(xué)習(xí)中遇到的一些問題，特別是一些特殊問題，從結(jié)論往回看，反過來思考，從求解回到已知條件，倒過去想反而會使問題簡單化。正與反是相對的，正反轉(zhuǎn)換的一個前提條件是某個問題從正面難以解決，但換個角度從反面卻可以解決，這樣的例子很多，不再列舉;正反轉(zhuǎn)換的另一個前提條件是某個問題從正面可以解決但比較麻煩，但換個角度從反面卻可以很容易解決，這是實際應(yīng)用中極為有效的一種“信息轉(zhuǎn)換”應(yīng)用。例如：某家系中有甲、乙兩種單基因遺傳?。ㄈ鐖D1所示），其中一種是伴性遺傳病。相關(guān)分析正確的是（ ）

A.甲病是常染色體顯性遺傳，乙病是伴X染色體隱性遺傳

B.Ⅱ-3的致病基因均來自于Ⅰ-2

C.Ⅱ-2有一種基因型，Ⅲ-8基因型有四種可能

D.若Ⅲ-4與Ⅲ-5結(jié)婚，生育患病孩子的概率是5/12本題其他選項的解析略，僅分析D選項。Ⅲ-4基因型為AaXbXb（假設(shè)甲病基因用 A、a、乙病基因用 B、b表示），Ⅲ-5基因型為AAXbY或AaXbY，如果按照常規(guī)解法，親代中父親有兩種基因型，則必須分組討論患病情況然后再匯總，而患病情況又有三種，只患甲病、只患乙病、兩病皆患，先要求出各種患病情況的概率，然后再相加，學(xué)生一不小心就會出錯。如果反過來考慮，將兩種遺傳病分開，單獨考慮再組合，先求甲乙兩種病在子代中正常的概率，再組合得到完全正常即不患病的概率，正反轉(zhuǎn)換再求患病概率，這樣不僅可以減少計算量，節(jié)省時間，還不容易出錯。

2.圖文轉(zhuǎn)換

圖形是文字直觀、具體、形象的表現(xiàn)，文字是圖形的高度概括，兩者相互聯(lián)系、相互補(bǔ)充，并可相互轉(zhuǎn)換。在生物教學(xué)中，許多抽象的文字都是由直觀復(fù)雜的宏觀或微觀生物現(xiàn)象高度概括而來的，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，需要再進(jìn)行反向轉(zhuǎn)換，并且圖文結(jié)合才能理解接受。如噬菌體侵染細(xì)菌的實驗，使用多媒體輔助教學(xué)來進(jìn)行模擬就可以實現(xiàn)。利用多媒體輔助教學(xué)還可以化抽象為形象，化微觀為宏觀。

3.時空轉(zhuǎn)換（靜動轉(zhuǎn)換）

這里所謂的“時空轉(zhuǎn)換”不同于科幻小說里的時空轉(zhuǎn)換。生物學(xué)教學(xué)經(jīng)常涉及重要的生理過程，而書本是用靜態(tài)的文字圖形進(jìn)行表述的，學(xué)生很難直觀體會理解。雖然教師可以借助多媒體將其變成動態(tài)過程，但是學(xué)生也必須具有一定的空間想象能力，將書本上一維、二維的圖文轉(zhuǎn)換成三維的空間立體結(jié)構(gòu)乃至四維的時空，只有這樣學(xué)生才能理解應(yīng)用相關(guān)生理過程。例如：

【例2】圖2為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過程示意圖，有關(guān)敘述錯誤的是（ ）。

A.圖中DNA分子復(fù)制是從多個起點同時開始的

B.圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的

C.真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶

D.真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率

本例題用到的知識DNA復(fù)制過程來自課本，其中半保留復(fù)制特點是學(xué)生都清楚的，多起點不同時復(fù)制是書本上沒有的，必須從圖中得到。從圖中能明顯看出復(fù)制起點有3個（由圖換文），3個起點不同時復(fù)制就需要學(xué)生應(yīng)用“時空轉(zhuǎn)換”能力來判斷解決：復(fù)制圈大小與復(fù)制時間長短成正比。

4.整體與部分轉(zhuǎn)換

有時我們看問題總看不清，而別人卻看得十分清楚，正所謂“當(dāng)局者迷旁觀者清”或“不識廬山真面目，只緣身在此山中”。如果你只看整體中的某一部分，很難搞清楚，但是由部分上升到整體，進(jìn)行部分與整體之間的轉(zhuǎn)換，問題便迎刃而解。例如：【例3】在雙鏈DNA分子中，G和C之和占全部堿基數(shù)的46%，又知該DAN 分子的一條鏈中（1鏈）所含的堿基中的28%是A，問與1鏈對應(yīng)另一條鏈（2鏈）中A占該鏈全部堿基數(shù)的（ ）。

A.26% B.24% C.14% D.11%

本題是有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)堿基互補(bǔ)配對的問題，首先進(jìn)行圖文轉(zhuǎn)換，如圖3所示。

如果按照問題直接求解，則需要算出2鏈中A的數(shù)目及2鏈總堿基數(shù)，十分麻煩。而雙鏈DNA中堿基總是成對出現(xiàn)，存在如下關(guān)系：（A1+T1）%=（A2+T）2 %=（A+T）%=1-（G+C）%（A 指1鏈A堿基總數(shù)，A指整個DNA分子片段A堿基數(shù)，其他類似，據(jù)圖解很容易推出此關(guān)系），據(jù)圖可知A2數(shù)目與T1相等，（A1+T1）%=（A+T）%=1- 46%=54%，A1=28%，因此A2=T1=26%。

結(jié)語

總之，“信息轉(zhuǎn)換”能力的應(yīng)用較多，要想熟練應(yīng)用“信息轉(zhuǎn)換”能力，學(xué)生就需要具備扎實而完整的知識體系和發(fā)散性思維，當(dāng)然還要有一定的學(xué)習(xí)經(jīng)驗、專業(yè)技能、科學(xué)研究方法等，只有這樣學(xué)生才能不斷提高分析、轉(zhuǎn)換、整合信息的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉漾華. 利用生物學(xué)圖表培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的能力[J]. 課程教育研究，2017（20）：166-167.

[2]吳如俊，袁進(jìn)華. 加強(qiáng)學(xué)生信息轉(zhuǎn)換能力的培養(yǎng)[J]. 中學(xué)生物教學(xué)，2011（08）：11-13.