【教学参考】高中生物学教学中争议问题解析

来源:仪征中学 时间:2022-10-31
 

摘要:高中生物学教学中的争议问题令教师、学生头痛,一些无谓的争议夺走师生的宝贵时间,制约了学生学科核心素养的形成。因此,争议问题产生的根源、解决措施值得探讨。


关键词:高中生物学教学;争议问题;解析

在数、理、化、生这些学科中,学生(特别是尖子生)总觉得生物学不像物理、化学、数学那样严密,生物学是理科中的文科。学生产生这种认识的主观原因是教师对生命过程的理解不到位。另外,不少生物学试题的命制存在漏洞,弄得学生莫衷一是,降低了学生学习生物学的兴趣。客观原因是,生命系统太复杂,影响生命过程的因素太多,这些因素之间还进一步相互作用、相互制约,导致现阶段大多数生命活动不能像物理、化学那样通过建构数学模型来精细表达。下面对以上提到的原因进行分析,并尝试解决那些常见的争议问题。


1 对教材的不正确解读产生争议


曾有一位同事说过:“中学阶段所学的生物学知识,很多到大学阶段都是错的。”其实,不管高中生物学知识还是大学生物学知识都是真科学。高中生物学就是根据大学教材编写的,知识传授出现问题不在于教材,而在于对教材的解读。教材编写时,因为篇幅的限制,专家、教授们要把厚厚的大学教材,压缩成几页、十几页是不容易的,只能保留最重要的,还要用概括性的语言来描述。例如,人教版生物学教材必修1的P.112中,“真核细胞的分裂方式有三种,有丝分裂、无丝分裂、减数分裂”这句话,被大多数教辅资料概括成这3种分裂方式是真核生物特有的,原核生物不具有。而在第四版《细胞生物学》(翟中和主编)P.21中,表2-1则写明原核细胞的分裂方式是无丝分裂(直接分裂),真核细胞以有丝分裂(间接分裂)为主。笔者认为争议的原因在于对教材的误读,高中教材的容量有限,编者只介绍了真核生物的分裂方式,没有顾及原核生物的分裂方式。所以原核生物的分裂方式是无丝分裂还是二分裂(大多数教师的观点),并不要求学生掌握。如果非要说出原核生物的分裂方式,就是把教材读“厚”了,而如果强调有丝分裂、无丝分裂、减数分裂3种分裂方式是真核生物所特有的,则又是把教材读“歪”了。


再如,关于“细胞周期”的概念,人教版生物学必修1 P.112这样写道:“有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要形式。细胞进行有丝分裂具有周期性。”很明显编者强调的是有丝分裂具有周期性,不讨论其他分裂方式周期性的问题。不少教辅资料又错误地理解成只有有丝分裂才有细胞周期。第4版《细胞生物学》(翟中和主编)P.280提到了细菌的细胞周期,而P.290对减数分裂的介绍也完全是按照细胞周期的术语来表述的。曲解教材极大地禁锢了学生的思维,不利于生命观念的形成。


还有一类争议源于新旧教材的衔接,教师对旧教材的观点先入为主,导致对新教材观点的理解产生偏差,如旧教材在免疫调节部分的叙述:“除少数抗原可以直接刺激B细胞外,大多数抗原被吞噬细胞摄取和处理,并暴露出其抗原决定簇;吞噬细胞将抗原呈递给T细胞,再由T细胞呈递给B细胞,B细胞接受抗原刺激后,开始进行一系列的增殖、分化,形成记忆细胞和浆细胞。”即B细胞的增殖分化存在两个途径:一是,大多数抗原由T细胞呈递给B细胞,使其增殖分化;二是,少数抗原直接刺激B细胞也可以使其增殖分化。上述中的大多数抗原是胸腺依赖性抗原(依赖T细胞),而少数抗原是非胸腺依赖性抗原。另外,第二条途径很微弱,甚至不能产生记忆细胞。而人教版生物学必修3P.37提出:“大多数病原体经过吞噬细胞等的摄取和处理,暴露出这种病原体所特有的抗原,将抗原传递给T细胞,刺激T细胞产生淋巴因子。少数抗原直接刺激B细胞,B细胞受到刺激后,在淋巴因子的作用下,开始一系列的增殖、分化”。这段叙述去掉了T细胞呈递抗原给B细胞,增加了T细胞产生淋巴因子作用于B细胞。事实上,T细胞没有呈递抗原的能力,相反T细胞只能识别抗原,这是由T细胞表面的抗原识别受体的类型决定的,这是对旧教材的更正。但是文字中也提到了“大多数、少数”,很多教师就认为两个版本中的大多数、少数是一致的。只要认真阅读教材,新教材的观点非常明确,B细胞的增殖分化,必须受到刺激(来自抗原)后,在淋巴因子的作用下,两个方面的影响才能增殖分化。也就是说,新版教材删繁就简,根本没有提及第二条途径,只讲了最重要的胸腺依赖性抗原在体内的免疫过程。另外,新教材还去掉了抗原决定簇的概念,这也是对旧教材的简化处理。


在自然科学知识中,生物学是发展最快、变化最大的,教师一定要与时俱进,才能将最准确的知识传授给学生,绝不能一成不变地沿用旧的理念、知识,必须认真研读,反复揣摩新旧教材的变化。另外,高中教材既然是大学教材的简化和概括,要做到准确理解,还必须阅读最新的高校教材,如细胞生物学、遗传学、动植物生理学、生态学、微生物学等领域的教材。只有这样,才能最大限度地减少争议,提高教学效率、教学质量,使学生形成严谨科学的生物学学科素养。



2 习题命制不严谨产生争议


争议习题 某同学对一个受到轻度农药污染的湖泊进行调查,测得该湖泊内具有食物链关系的甲、乙、丙、丁4个生物种群所同化的总能量。如表1所示。下列说法中正确的是

表1


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A.分析表中数据可知,4种生物之间只能形成一条食物链

B.除甲种群外,其他3个种群的同化作用类型都属于异养型

C.在上述4个种群中,丁种群体内的农药残留量是最多的

D.因捕食引起的竞争关系,可能涉及甲、丁两个种群

分析 此题的答案选D,也就是说,根据表格中的数值,命题人默认的食物关系是图1。

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但是由于题目只说了甲、乙、丙、丁之间具有食物链的关系和各自的能量值,没法得出确切的食物链关系。它们之间所呈现的食物链方式很多,图2中的几种食物链就很具有代表性。



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高考试题(2014年新课标11卷第31题)某陆地生态系统中,除分解者外,仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群。调查得知,该生态系统有4个营养级,营养级之间的能量传递效率为10%~20%,且每个种群只处于一个营养级。一年内输入各种群的能量数值如表2所示,表中能量数值的单位相同。请画出该生态系统中的食物网。

表2


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很显然,该命题非常严谨,除了表中数据外,重要的条件还有5个。甲、乙、丙、丁、戊5个种群不是分解者,只能是生产者和消费者;每个种群只处于一个营养级,可以确定戊是生产者。根据共有4个营养级,营养级之间的能量传递效率为10%~20%,可计算得出生产者只能是戊,并且乙、丙同处第二营养级,都以戊为食,甲同时以乙、丙为食,由此食物关系只能如图3所示,每一个条件既充分且必要。


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在生物学教学中,类似于这类不严谨的习题经常会遇到,教师为解释它们往往弄得焦头烂额,题目不严谨,再解释也有漏洞,学生的困惑不能消除,甚至对生物学失去了兴趣。所以在试题的编选上,一定要下足功夫,对上述“鸡肋”,或者舍去,或者改编,教师应多研究高考真题、高质量的模拟题,题不在多,质量第一。


3 生命系统的复杂性引发的争议性问题


高考试题(2011年新课标卷第29题)在光照等适宜条件下,将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中,其叶片暗反应中C3和C5化合物浓度的变化趋势如图4所示。请回答问题:


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(1)图中物质A是_____(C3化合物、C5化合物)。

(2)在CO2浓度为1%的环境中,物质B的浓度比A的低,原因是_____;将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后,物质B浓度升高的原因是_____。

(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中,暗反应中C3和C3化合物浓度达到稳定时,物质A的浓度将比B的_____(低、高)。

这道题最大的争议在第(3)问,此前大多教师认为C3和C5的浓度变化曲线如图5所示。


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