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淺談中學生物學知識:中學生物學知識的基本認識及教學的創新途徑
每個中學生物教師都很重視知識教學,然而由于對知識本身理解上的差異,教學效果存在較大的差別。與此相關的問題主要體現在三個方面:一是教師不能根據知識的性質把握教學重點,以至于教學時容易將自己和學生迷失在一大堆生物學事實中;二是教師不清楚學生在習得不同類型知識時應該經歷怎樣的思維過程,結果一味按自己的思路去講授,忽視學生思維的激發和暴露;三是教師不能根據知識學習的結果把握學習要求,并據此設計出有針對性的作業。
上述問題都涉及教師對于所教知識的基本認識:中學生物學應教給學生什么知識?什么樣的知識對于學生更有價值?為提高教學有效性,有必要對于所教知識從性質及其價值上進行認識,并據此作出教學思考。
一、對中學生物學知識的基本認識
從不同的角度出發,人們對于知識作出了不同的分類,而這些分類都有助于建立和豐富我們對于所教生物學知識的基本認識。
1.建立廣義的生物學知識觀,知識與技能并重
從知識獲得的心理加工過程出發,知識被劃分為陳述性知識和程序性知識。陳述性知識也稱語義知識、言語信息,是通常意義上所說的知識。程序性知識是一套辦事的程序,本質上是運用概念和規則解決問題的過程。陳述性知識能被直接陳述,而程序性知識只能借助某種作業形式間接推測其存在。當學生習得了程序性知識,并具有運用這套程序辦事的能力時,就認為學生具備了某種技能。知識有廣義和狹義之分,狹義的知識概念僅指陳述性知識,而廣義的知識概念包含陳述性知識和程序性知識。各種相關概念之間的關系見圖1[1]。
在中學生物學知識中,以言語信息的形式所呈現的事實、概念、原理等都可歸類為陳述性知識。在觀察、發現和使用事實,理解、運用概念和原理辦事時,則需要運用到程序性知識,如生物學實驗技能和分析、推理等智慧技能,以及列表、畫概念圖等認知策略。需要指出的是,實驗技能并非等同于動作技能(即實驗操作),它還包含智慧技能(如設計和分析實驗)和認知策略(如反省實驗技能的習得過程),可以將生物學實驗技能理解為通常所說的實驗與探究能力。
由此可見,(狹義)知識與技能統一在廣義的知識概念中。技能是以知識為基礎,在知識學習過程中逐漸形成的。這種廣義的知識觀有助于我們地認識所教知識的價值?！镀胀ǜ咧猩镎n程標準》在知識目標中要求學生“獲得生物學基本事實、概念、原理、規律和模型等方面的基礎知識”,在能力目標中要求學生“能夠正確使用一般的實驗器具,掌握采集和處理實驗材料、進行生物學實驗的操作、生物繪圖等技能”及“發展科學探究能力”,并指出“課程具體目標中的知識、情感態度與價值觀、能力三個維度在課程實施過程中是一個有機的整體”,從中也可以看出建立廣義的生物學知識觀,在教學中知識與技能并重的重要性。
2.認識不同性質的生物學知識,區分事實與概念
按照知識的性質,可將學科基本知識分為事實性知識、概念性知識、方法性知識和價值性知識[2],將中學生物學基礎知識分成事實性知識、概念性知識、方法性知識和應用性知識[3]。兩者的分類大致上是對應的。事實性知識是“點滴信息”的知識,如描述生物體的各種具體細節和現象,及有關的生物學術語;概念與基于概念之間關系的原理在一個層面,兩者構成了概念性知識,是“較為復雜的和有組織的知識形式”的知識,包括生物學概念、原理、定律、法則、學說、理論、模型等;方法性知識是關于程序和方法的知識,如觀察事實和現象的各種生物實驗方法,及類比、演繹等科學研究的一般方法。價值性知識和應用性知識都是從知識的功能和意義的角度提出的。在生物學中,應用性知識是指導具體實踐活動的知識,如各種傳統的或現代的生物技術及其背后的生物學原理。應用性知識的提出體現了生物學科的實踐特點。
區分事實與概念對于教學很有價值,但是事實與概念有時并不容易區分。事實是客觀的,是通過感官或儀器進行觀察測量得到的。在獲取事實的過程中,有一個理性的認識,因此事實不等同于現象,事實是理性直觀。概念是事物的一般的、本質的特征在人們頭腦中的反映。把感覺到的事物的共同特點抽出來,加以概括,就成為概念,因此概念的形成要經過思維,是主觀的東西。
例如,“工業污染區,深色的樺尺蛾越來越多,淺色的樺尺蛾越來越少”,所陳述的是一個通過調查觀測到的現象,是一個客觀事實;而“工業污染區,樺尺蛾的變化是自然選擇的結果”的陳述,是有人在解釋上述事實時的一種觀點,是主觀的,因而是一個概念。又如,“基因位于染色體上”這種概括性的陳述是一個概念,而“某基因位于某染色體上”的具體陳述是一個事實。
3.理清不同分類知識之間的關系,澄清認識上的誤區
在文獻檢索中發現,有人將生物學概念視為陳述性知識,而有的將之視為程序性知識。為什么會出現如此不同的認識呢?上述兩種知識分類之間是否存在內在的聯系呢?
為了澄清認識上的誤區,理清不同分類知識之間的關系,現根據上述兩種知識分類的結果進行比較,見表1。
可以看出,事實、概念、原理和方法都可以以命題的形式進行表述,即所謂的言語信息。在學習中,如果學生只能機械地表述或記憶這些言語信息,表明只是發生了低層次的學習,學生習得了陳述性知識。當學生能夠使用事實得出概念,并回過來運用概念解釋事實、解決問題時,才能說學生理解了這些知識,表明發生了高層次的學習,學生習得了相關的程序性知識。因此,陳述性知識和程序性知識之間沒有截然的界限,而是層進的,學習要使陳述性知識向程序性知識轉化。以生物學概念知識的學習為例,其學習價值不僅在于學生習得概念的表述(即陳述性知識),更重要的是學生在理解和運用概念的過程中掌握各種技能(即程序性知識)。從這個意義上講,生物學概念既是陳述性知識,也可被視為程序性知識。
還可以發現兩種知識分類之間的聯系。學生在學習事實性知識、概念性知識、應用性知識或方法性知識時,都可達到“陳述性”或“程序性”等不同層次的水平。例如,事實性知識的學習并非就是簡單的識記,從低到高的水平依次是“說出事實”、“辨別事實”、“使用事實”和“解釋事實”。又如方法性知識的學習,低層次的學習是知道并能說出某種方法(即僅習得陳述性知識),而高層次的學習是能在具體情境中辨別方法,在實際中選擇和運用方法,并對自己運用方法的情況作出評價(即掌握了程序性知識)。
二、基于知識分類知識的中學生物學教學思考
對于生物學知識,即事實性知識、概念性知識、方法性知識和應用性知識等不同性質的知識都可以有不同水平的學習要求,教授知識的同時要重視技能的提高和能力的培養,運用所述基本認識去分析教材,設計教學,將有助于提高教學的有效性。
1.從知識性質的角度分析教學內容
高中生物學教材中的知識內容大體上可分為事實性知識、概念性知識、方法性知識和價值性知識(含應用性知識)。教材主要呈現的是事實性知識和概念性知識。應用性知識即生物學原理在實際中的應用,可視為概念性知識由陳述性知識向程序性知識轉化,即運用概念解決實際問題。學生掌握了應用性知識,表明更深層地理解了概念性知識。方法性知識蘊含在事實性知識、概念性知識和應用性知識中,有的會在教材中直接呈現,如顯微觀察法、介質轉移法等學科特有的研究方 法,而有的不一定會直接呈現,如思維方法。
在教材中,一個知識點往往同時包含了事實性知識、概念性知識、方法性知識和價值性知識,并以其中某類知識為重點,可為確立教學目標及重難點提供依據。例如,在人教版“基因在染色體上”一課中,“基因位于染色體上”是一個概念,但該概念的得出是一個事實的發現過程,在此過程中科學家運用了類比推理、假說演繹等方法,而在將基因定位于染色體上之后,就可以從基因水平上去理解孟德爾遺傳規律的實質。因此,該課的學習目標可確立為:類比推理,說出基因位于染色體上的理論假說;假說演繹,說明基因位于染色體上的實驗證據(重、難點);運用“基因位于染色體上”的概念,闡明孟德爾遺傳規律的實質(重點)。為達到目標,單一的講授顯然是不夠的,教師還需要引導學生開展思考、歸納、畫圖、解釋、類比、推理等多種形式的學習活動。
2.從知識價值的角度把握不同性質知識的教學要求
知識學習的價值不僅在于習得知識,更在于提升技能、提高能力。理解力是一切能力的基礎,而不同性質的知識在促進學生的理解力方面具有層進關系,能夠由淺入深,由表及里,不同程度地增進學生的理解力。例如,事實的背后是概念或原理,當現象或信息被注入概念或原理的時候就成了有說服力的事實,它可以增進理解力,也具有一定的解釋力。否則,事實僅僅是信息;當概念或原理背后的方法被揭示的時候,概念或原理就被激活了,它可以進一步地增進人的理解力,也具有更進一步的解釋力[2]。
不同性質的知識都可以有“陳述性”或“程序性”等不同水平的學習要求。概念性知識是高中生物學的學習重點。對于概念的學習,要求學生不僅要能陳述,更要從分析比較中、問題解決中及事實解釋中去理解,從而提升認知技能。概念的學習是建立在大量事實的基礎上的,對于事實的學習,同樣既有“陳述性”的要求,也有“程序性”的要求。現在有些高一學生感覺學習生物學困難,最主要的原因之一是覺得需要記憶的知識很多。
事實知識是零碎的、枝節的,但不都是要記憶的?？捎械氖聦嵤且笥涀〖毠澋?例如分辨出一個細胞內的各種亞顯微結構并說出名稱。而有的事實卻不一定要記住細節,例如在學習“生長素的發現”中的事實性知識時,重點不在于讓學生記住哪個科學家什么時候做過什么樣的實驗等大量的具體細節,而在于引導學生領悟科學家的研究方法,對實驗做出合理的判斷、假設,以提高探究技能。
淺談中學生物學知識:知識搜索引擎在中學生物學教學及實驗中的應用
摘要：介紹了可用于中學生物實驗教學的典型知識搜索引擎，通過案例闡述其在中學生物教學的教師備課、實驗準備、開展互動教學等方面的應用。
關鍵詞：知識搜索引擎 生物實驗教學 互聯網資源
1、知識搜索引擎
隨著國際互聯網技術的發展與普及，互聯網已成為我國中學生物教師獲取新知、展開創新教學的重要途徑。國際互聯網的內容浩瀚，信息品質良莠不齊，要從如此巨量的信息中汲取出可供中學生物教師利用的信息通常必須借助各類互聯網工具。近年來，互聯網上出現了一種全新的搜索引擎――知識搜索引擎，正逐漸成為的我國中學教師利用互聯網資源的得力工具。
知識搜索引擎是一種以特定的知識性資源為檢索對象、以自然語言智能查詢技術為基礎的的網絡檢索工具。在使用時用戶只需要輸入簡單的疑問句，知識搜索引擎便通過對問句的詞法、句法和內容分析直接給出提問的答案，或引導用戶從幾個可選擇的問題中進行再選擇，若仍沒有另用戶滿意的解答，知識搜索引擎會自動將用戶的提問提交，在整個網絡范圍內提出解答邀請，歡迎其他用戶對該問題作答，如圖1所示。
知識搜索引擎已不是一種簡單的信息檢索，它包含了知識的創造、評價、利用、共享、積累五個要素，將隱性知識顯性化，是一種先進的知識管理理念與工具，承擔了“知識匯聚、知識發現、知識分類、知識聚類、知識門戶的構建”，通過搜索引擎技術完成知識管理的使命。
目前常用的知識搜索引擎主要有：百度“知道”、新浪“愛問”、互動百科等。這些知識搜索引擎可直接服務于中學生物實驗教學的概念查證、多媒體資源獲取等多個方面，下面擬對該方面的教學應用做較為具體的探討，拋磚引玉，以期對我國的中學生物信息化教學提供參考。
2、利用知識搜索引擎展開生物實驗課的準備工作
初中生的形象思維仍然占據相當重要的地位，利用知識搜索引擎可以檢索到豐富多彩、生動具體的生物學圖片與視頻，可在實驗課開始前幫助學生理解課程中的各類抽象概念，事先學習實驗中所必須的基本知識，提前預習實驗操作的整個步驟，了解實驗過程中需要觀察的現象，做好記錄實驗數據的準備等。例如：北師大版七年級教材的中的及時個實驗就是練習使用顯微鏡，學生之前幾乎從未接觸過，會感覺特別陌生。因此，可以引導學生充分利用知識搜索引擎，例如在百度“知道”中依次輸入“顯微鏡”、“載玻片”、等檢索詞，知識搜索引擎立即就呈現出對應的顯微鏡實體照片，點擊相關鏈接可直接下載相關的照片，同時知識搜索引擎還給出了顯微鏡各部件的名稱、基本的操作方法，甚至還有顯微鏡使用的演示視頻等信息內容，可大大提高學生的學習興趣。
3、利用知識搜索引擎探索生物實驗發展史
生物學是一門非常典型的實驗科學，生物學的發展史也是生物實驗的發展史，生物學的重大發現、發明均直接或者間接地來自實驗研究。讓學生了解生物實驗發展史是激發學生學習興趣、培養實事求是科學精神、激勵學生大膽探索的有效途徑。但現行的教材對生物學發展史涉及內容較少、不成體系。利用知識搜索引擎可非常便利地搜索并整理出生物實驗發展史上的重要人物和重大發現，可有效引導學生閱讀和學習。例如，生物實驗發展史中有一個重要人物哈維，他最重要的發現之一是證明了心臟是一個可以泵出血液的肌肉實體，血液以循環的方式在血管系統中不斷流動，而這個發現是哈維用定量思想、邏輯分析和生物測試根據大量事實，冒著生命危險向挑戰而得出的結論。學生在閱讀哈維的發現時，經常會產生疑惑：①科學發現為何要冒生命危險；②哈維的發現有哪些直接證據。對于問題①，在教學閱讀安排上首先請學生運用知識搜索引擎檢索一系列的相關人物：蓋侖，他認為血液在人體內像潮水一樣流動之后，消失在人體四周。由于蓋侖是一個名望極高的學者，他的血液理論被奉為真理，不容懷疑。在16世紀歐洲文藝復興時期，比利時醫生維薩里和西班牙醫生塞爾維特認為蓋侖的理論是錯誤的，相繼向進行挑戰，但他們被宗教裁判所裁定為“異教徒”處以死刑，付出了生命代價。因此，哈維展開這方面的研究并公開其有悖于的研究成果在當時是非常危險的。對于問題②，為了找到心血循環理論的直接證據，可通過知識搜索引擎檢索哈維當時所做的實驗。哈維在一些比較瘦的人（容易在身上找到血管）做無傷害的實驗。把他們手臂上的大動脈用繃帶扎緊，結果發現靠近心臟的一段血管癟下去，而另一端卻鼓起來，又扎住動脈血管，發現離心臟端的幾乎發現不到跳動，而另一端則很快鼓了起來。通過大量的事實證明了他的理論。
4、利用知識搜索引擎開展探討式地教學
知識搜索引擎具有互動性和可編輯性，在生物實驗的教學中，可以利用知識搜索引擎這一特點，引導學生發現、思考、探究、討論、總結。譬如，可事先設定一個實驗教學主題或者實驗教學任務，讓學生在知識搜索引擎上提問、搜索、討論、相互，從而使得學生主動地、互助地、高效率地完成學習任務。筆者以初中八年級教學內容“生命的延續”為例在知識搜索引擎上精細構建了一個互動教學實例。“生命的延續”在教學目標上要求能使學生能正確識別男女性生殖系統的結構和功能，描述人的生殖過程，能概述青春期的特點等。對于正處于青春期的青少年，上述的內容涉及到性教育的等敏感內容，他們往往很難在傳統的課堂教學掌握這些內容。因此，教師甄選若干人類生殖繁育的一系列關鍵問題，如：青春期發育指標的出現順序等，將這些問題提交至“互動百科”等知識搜索引擎，之后邀請學生們在網上作答，要求他們提供符合實際的解答方案。在解答的過程中教師有意識地引導學生展開討論，并對積極作答且提供答案者給予積分獎賞。這一教學方式極大的激發了學生參與討論、解答問題的學習熱情，最終也幫助學生們深入地學習。
5、利用知識搜索引擎幫助構建生物學鄉土教材
生物學的鄉土教材能使學生了解家鄉，培養學生熱愛家鄉的情感，擴大知識視野，增強勞動意識，在培養勞動技能諸方面，有著重要的意義。知識搜索引擎的內容作者來自全世界各地，是知識生產、融合和交流的場所，通過知識搜索引擎可以檢索到各地的生物信息，它是構建各地生物學鄉土教材的重要信息資源。以筆者所在的惠州市為例?；葜菸挥趶V東省東南部，珠江三角洲東北端，南臨南海大亞灣，地處炎熱潮濕多雨的亞熱帶，生物資源十分豐富。為了保護這些寶貴的生物資源，在惠州市境內建設有部級自然保護區兩個（象頭山自然保護區、港口海龜自然保護區），省級自然保護區五個（古田自然保護區、南昆山自然保護區、羅浮山自然保護區、蓮花山白盆珠自然保護區、大亞灣水產資源自然保護區）。在編寫鄉土教材時，編寫者需要充分介紹各個自然保護區的地理位置、主要保護對象、主要生物資源、保護區成立意義、保護區現狀、規劃等信息。若采取傳統的信息采集渠道，例如去檔案館調閱相關文獻，通常這些文獻反映的信息存在著滯后性，常易導致信息失真，影響鄉土教材的編寫質量。運用知識搜索引擎，直接輸入各自然保護區的名稱進行檢索，可立即獲得各保護區的現狀文字資料及其圖片等信息，再結合傳統文獻，可對鄉土教材的編寫提供有力的信息支撐。
6、結語
知識搜索引擎是科技發展的新事物，隨著它的發展與成熟，它正成為教育現代化的重要工具?？茖W合理地使用知識搜索引擎能使是廣大中學生物教師在浩如煙海的信息海洋中、及時地找到有價值的信息資料，獲取近期科技情報和文獻，為中學生物教師的教學與研究提供有力的幫助。事實上，知識搜索引擎在各學科都有很大的應用前景，人們展開進一步的工作探討深入利用搜索引擎的方式。
淺談中學生物學知識:論中學生物學知識的基本認識及教學的創新途徑
教師很累學生很苦而我們的學生卻沒有得到真正有效的發展，是新一輪基礎教育課程改革必須面對的一個問題。因此如何使我們的教師擁有新課程背景下的課堂教學有效性的理念掌握新課程背景下的課堂教學有效性的策略或技術是擺在我們面前的一個難題。
一、對中學生物學知識的基本認識
（1）建立廣義的生物學知識觀知識與技能并重。從知識獲得的心理加工過程出發知識被劃分為陳述性知識和程序性知識。陳述性知識也稱語義知識、言語信息是通常意義上所說的知識。程序性知識是一套辦事的程序本質上是運用概念和規則解決問題的過程。陳述性知識能被直接陳述而程序性知識只能借助某種作業形式間接推測其存在，當學生習得了程序性知識并具有運用這套程序辦事的能力時就認為學生具備了某種技能。知識有廣義和狹義之分狹義的知識概念僅指陳述性知識而廣義的知識概念包含陳述性知識和程序性知識。
由此可見，（狹義）知識與技能統一在廣義的知識概念中，技能是以知識為基礎在知識學習過程中逐漸形成的，這種廣義的知識觀有助于我們地認識所教知識的價值?！镀胀ǜ咧猩镎n程標準》在知識目標中要求學生“獲得生物學基本事實、概念、原理、規律和模型等方面的基礎知識”在能力目標中要求學生“能夠正確使用一般的實驗器具掌握采集和處理實驗材料、進行生物學實驗的操作、生物繪圖等技能”及“發展科學探究能力”并指出“課程具體目標中的知識、情感態度與價值觀、能力三個維度在課程實施過程中是一個有機的整體”從中也可以看出建立廣義的生物學知識觀在教學中知識與技能并重的重要性。
（2）認識不同性質的生物學知識，區分事實與概念。按照知識的性質可將學科基本知識分為事實性知識、概念性知識、方法性知識和價值性知識將中學生物學基礎知識分成事實性知識、概念性知識、方法性知識和應用性知識，兩者的分類大致上是對應的。事實性知識是“點滴信息”的知識如描述生物體的各種具體細節和現象及有關的生物學術語，概念與基于概念之間關系的原理在一個層面兩者構成了概念性知識是“較為復雜的和有組織的知識形式”的知識包括生物學概念、原理、定律、法則、學說、理論、模型等。方法性知識是關于程序和方法的知識如觀察事實和現象的各種生物實驗方法及類比、演繹等科學研究的一般方法。價值性知識和應用性知識都是從知識的功能和意義的角度提出的。在生物學中應用性知識是指導具體實踐活動的知識如各種傳統的或現代的生物技術及其背后的生物學原理，應用性知識的提出體現了生物學科的實踐特點。
區分事實與概念對于教學很有價值但是事實與概念有時并不容易區分。事實是客觀的是通過感官或儀器進行觀察測量得到的。在獲取事實的過程中有一個理性的認識因此事實不等同于現象事實是理性直觀。概念是事物的一般的、本質的特征在人們頭腦中的反映，把感覺到的事物的共同特點抽出來加以概括就成為概念因此概念的形成要經過思維是主觀的東西。
（3）理清不同分類知識之間的關系澄清認識上的誤區。在文獻檢索中發現有人將生物學概念視為陳述性知識而有的將之視為程序性知識。為什么會出現如此不同的認識呢？上述兩種知識分類之間是否存在內在的聯系呢？為了澄清認識上的誤區理清不同分類知識之間的關系現根據上述兩種知識分類的結果進行比較。
可以看出事實、概念、原理和方法都可以以命題的形式進行表述即所謂的言語信息。在學習中如果學生只能機械地表述或記憶這些言語信息表明只是發生了低層次的學習學生習得了陳述性知識。當學生能夠使用事實得出概念并回過來運用概念解釋事實、解決問題時才能說學生理解了這些知識表明發生了高層次的學習學生習得了相關的程序性知識。因此陳述性知識和程序性知識之間沒有截然的界限而是層進的學習要使陳述性知識向程序性知識轉化，以生物學概念知識的學習為例其學習價值不僅在于學生習得概念的表述（即陳述性知識）更重要的是學生在理解和運用概念的過程中掌握各種技能。從這個意義上講生物學概念既是陳述性知識也可被視為程序性知識。
還可以發現兩種知識分類之間的聯系。學生在學習事實性知識、概念性知識、應用性知識或方法性知識時都可達到“陳述性”或“程序性”等不同層次的水平。例如事實性知識的學習并非就是簡單的識記從低到高的水平依次是“說出事實”、“辨別事實”、“使用事實”和“解釋事實”。又如方法性知識的學習低層次的學習是知道并能說出某種方法（即僅習得陳述性知識）而高層次的學習是能在具體情境中辨別方法在實際中選擇和運用方法并對自己運用方法的情況作出評價（即掌握了程序性知識）。
二、基于知識分類知識的中學生物學教學思考
（1）從知識性質的角度分析教學內容。高中生物學教材中的知識內容大體上可分為事實性知識、概念性知識、方法性知識和價值性知識（含應用性知識），教材主要呈現的是事實性知識和概念性知識。應用性知識即生物學原理在實際中的應用可視為概念性知識由陳述性知識向程序性知識轉化即運用概念解決實際問題，學生掌握了應用性知識表明更深層地理解了概念性知識。方法性知識蘊含在事實性知識、概念性知識和應用性知識中有的會在教材中直接呈現如顯微觀察法、介質轉移法等學科特有的研究方法而有的不一定會直接呈現如思維方法。
（2）從知識價值的角度把握不同性質知識的教學要求。知識學習的價值不僅在于習得知識更在于提升技能、提高能力。理解力是一切能力的基礎而不同性質的知識在促進學生的理解力方面具有層進關系能夠由淺入深由表及里不同程度地增進學生的理解力。例如事實的背后是概念或原理當現象或信息被注入概念或原理的時候就成了有說服力的事實它可以增進理解力也具有一定的解釋力，否則事實僅僅是信息。當概念或原理背后的方法被揭示的時候概念或原理就被激活了它可以進一步地增進人的理解力也具有更進一步的解釋力。
事實知識是零碎的、枝節的但不都是要記憶的，可有的事實是要求記住細節的例如分辨出一個細胞內的各種亞顯微結構并說出名稱，而有的事實卻不一定要記住細節例如在學習“生長素的發現”中的事實性知識時重點不在于讓學生記住哪個科學家什么時候做過什么樣的實驗等大量的具體細節而在于引導學生領悟科學家的研究方法對實驗做出合理的判斷、假設以提高探究技能。
淺談中學生物學知識:淺談中學生物學中與蜜蜂相關的知識
蜜蜂屬于節肢動物昆蟲綱，在中學生物學和各種試題常以蜜蜂的形態、生理及遺傳特征為背景對相關生物學知識進行考查，現在就這方面的知識我在此小結一下，供師生們參考。
一、蜜蜂的體色
蜜蜂的體色艷麗奪目，由于它有毒性很強的蜇針，對其他昆蟲和動物起致命的攻擊，它的體色成為捕食者終生難忘的預警信號，對蜜蜂來說這是它的警戒色，是長期自然選擇的結果。
二、蜜蜂的生活習性
蜜蜂營群居生活，蜂群中包括蜂王、雄蜂和工蜂。蜂王為蜂群的“一家之主”，控制著整個蜂群的生活；雄蜂的職能是與蜂王交尾；而工蜂則負責尋找蜜源、采集花蜜、飼喂后代和蜂王、筑建蜂房等工作，三型蜂相互協調，共同維持蜂群的生活。三型蜂的群居生活屬于動物行為中的社群行為，它們之間存在著種內互助和種內斗爭的關系。
三、蜜蜂的生殖
三型蜂中的蜂王為雌性蜂，能夠在小蜂房內產受精卵發育成工蜂，在中蜂房產未受精卵發育成雄蜂，在大蜂房產受精卵發育成蜂王。
由圖可知：雄蜂是單倍體生物，生殖方式稱為有性生殖中的孤雌生殖，而同是受精卵在大蜂房內發育成蜂王，在小蜂房內發育成工蜂也可以說明生物的性狀受基因型和環境（所吃的食物不同）的共同作用。
四、蜜蜂的個體發育
蜜蜂的個體發育經卵、幼蟲、蛹和成蟲四個時期，在生物學上稱為變態發育。在計算種群數量時要包括某一區域內所有同種蜜蜂的卵、幼蟲、蛹和成蟲之和的個體數。
五、蜜蜂的遺傳特點
蜂王為二倍體生物，體細胞所產生的配子過程中存在著基因的分離和自由組合，但由于雄蜂是由未受精卵發育而來的，為單倍體生物，所以有關蜜蜂的遺傳現象比較特殊，下面將以兩個例題的形式加以介紹。
例1：蜜蜂的體色褐色相對于黑色為顯性，控制這一對相對性狀的基因位于常染色體上?，F在褐色雄蜂與純合體黑色雌蜂雜交，則子一代蜜蜂體色為
（ ）
A.全部為褐色
B.褐色∶黑色=3∶1
C.蜂王和工蜂都是褐色，雄蜂為黑色
D.蜂王和工蜂都是黑色，雄蜂為褐色
例2：雌蜂和一雄蜂交配產生F1代，F1代雌雄個體交配產生的F2代中，雄蜂基因型為AB、Ab、aB、ab四種，雌蜂個體的基因型有AaBb、Aabb、aaBb、aabb、四種，則親本的基因型為（ ）
A.aabb×AB
B.AaBb×Ab
C.AAbb×ab
D.AABB×ab
參考答案：C A
中學生物學中以蜜蜂為材料的考點基本上有以上幾類，有不足之處請各位師生指正。
淺談中學生物學知識:中學生物學概念教學中數學知識的應用
概念教學是生物學教學中的重要內容，是落實生物學課程內容標準的關鍵， 新課程標準提出使用完整陳述句的形式來表述課堂教學中期望學生掌握的概念。概念教學不再是滿足于學生知道或記得某個專業詞匯的含義，而是意味著課堂教學的重心將是幫助學生深層理解這些概念。每堂課的教學圍繞相應的概念展開，可以是講授、演示、圖片、文本、討論。那么，數學知識是否能在生物學概念教學發揮一定的作用呢？下面談談我的看法。
一、“遺傳”概念教學與數學知識
遺傳的概念可以幾種表述方式，“每個生物體都有一套指令信息來決定其遺傳的性狀”。 “遺傳信息包含在每一個基因當中，基因位于每一個染色體上”。 “一個可遺傳的性狀可由一個或多個基因來決定，一個基因是一段DNA 分子，它決定機體蛋白質或氨基酸的序列”。 在遺傳概念教學中，我可以用數學的公式、比例關系及等量替換等數學知識，來加深學生對遺傳的理解，方法簡便、邏輯性強、容易接受。
1.數學的比例關系在基因表達中的應用
生物遺傳學中基因的表達是通過DNA控制蛋白質的合成來實現的，根據“中心法則”原理，可以總結出一個數學關糸式：蛋白質中肽鏈的條數＋蛋白質中肽鍵數（或縮合時脫下的水分子數）＝蛋白質中氨基酸的數目＝參加轉運的ｔRNA數目＝1/3ｍRNA的堿基數＝1/6基因中的堿基數。例如，人的血紅蛋白分子由四條肽鏈組成，在合成蛋白質的過程中，脫下了570分子的水，問控制合成該蛋白質的基因中有多少個堿基？根據上述的數學關糸式可得基因中堿基數為：（4+570）×6＝3444（個）。
2.利用數學的等量替換知識計算DNA中堿基比率
在DNA分子的結構和復制教學中，DNA分子中堿基比率的計算是難點，可以把生物學原理――堿基互補配對原則同數學方法――等量替換知識結合起來計算DNA中堿基比率，這樣就簡單容易了。例如，雙鏈DNA分子的一條鏈中（A＋G）/（C＋T）＝0.2，則在另一條鏈中，此比為多少？在雙鏈DNA分子中，設一條鏈為α，另一條鏈為β，則根據堿基互補配對原則有Aα＝Tβ、Gα＝Cβ、Cα＝Gβ、Tα＝Aβ，再利用數學的等量替換知識，可推知（Aα＋Gα）/（Cα＋Tα）＝（Tβ＋Cβ）/（Gβ＋Aβ）＝0.2，所以，（Aβ＋Gβ）/（Cβ＋Tβ）＝1/0.2＝5。
3.數學公式——和的平方公式在基因頻率計算中的應用
在生物進化的教學中，基因頻率的計算比較重要，基因頻率計算經常使用一個遺傳平衡公式（或稱哈代—溫伯特定律）。該定律的數學公式表達為：(p+q)2=p2+2pq+q2它相當于數學中的和的平方公式，若種群中一對等位基因為A和ａ，則ｐ為A的基因頻率，ｑ為ａ的基因頻率，p2為AA的基因頻率，q2為aa的基因型頻率，2pq為Aａ的基因型頻率。
例如，在某一人群中，己調查得知，隱性性狀者為16%，問該性狀不同類型的基因頻率是多少？分析：根據基因型中隱性性狀（aa）頻率為16%，則q2＝0.16、ｑ＝0.4，而ｐ＝1－0.4＝0.6。根據遺傳平衡公式(p+q)2=p2+2pq+q2，可計算AA的頻率為p2＝0.36＝36%，Aａ的頻率為2pq＝0.48＝48%。
二、“生態系統”概念教學與數學知識
生態學是研究生物之間以及生物與環境之間相互關系的學科，是中小學生物學課程中的重要內容之一，學生在學習相關概念時感覺困難，其中，核心概念是“生態系統”。 在生態系統教學中，利用數學方程、函數等數學知識，突破難點，找出規律。
1.數學方程——一元一次方程在種群密度調查中的應用
對動物種群密度進行調查時，要逐一計數動物種群的個數是困難的，人們常用標志重捕法來估計動物種群的數量。利用標志重捕法來計算種群密度的大小，實際相當于數學中解一元一次方程。如果設動物種群的數量為X，及時次捕獲A只，標志后放走，第二次捕獲B只，其中具有標志的C只，則X∶A＝B∶C，所以，X＝A×B／C。例如，在對某種鼠的種群密度調查中，及時次捕獲并標志39只鼠（A＝39），第二次捕獲34只鼠（B＝34），其中具有標志的鼠15只（C＝15），該種群鼠的數量為X＝A×B／C＝39×34／15＝88（只）。
2.指數對生態系統中能量流動的解釋
在生態系統中能量流動是單向流動、逐級遞減的，其能量傳遞效率一般為10%～20%。如果按20%計算，第ｎ個營養級所獲得的能量是及時營養級能量的1／5ｎ－1。如果按10%計算，第ｎ個營養級所獲得的能量是及時營養級能量的1／10ｎ－1。不過，一條食物鏈的營養級一般不超過5個（n≤5），因為流經四個營養級后，能量已衰減到不足以維持一個營養級的程度。
3.指數函數與種群數量的增長
在一個生態系統中，如果食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件下，種群往往會連續增長。以某種動物為例，假定種群數量為N0，年增長率為λ，該種群每年的增長速率都保持不變，那么，ｔ年后該種群的數量應為Nｔ＝N0×λｔ，這是指數函數，種群數量呈指數增長。如果λ＞1時，種群數量上升；當λ＝1時，種群數量穩定；當0＜λ＜1時，種群數量下降；當λ＝0時，種群沒有繁殖，在一代中死亡。當然，種群的指數式增長只是在理論上存在，但在實際的生態系統中是不存在的，它僅僅反映的是種群增長的潛力。
三、數學知識在生物學概念教學中的作用及不足
在生物學概念教學中，廣泛地應用數學知識，可以有效地促進學生的各種能力培養。首先是知識遷移能力的培養，把生物概念和數學知識有機地結合在起來，利用遷移的原理，可促進學生對生物學概念的牢固掌握和靈活應用。其次是分析推理能力的培養，利用數學的概念和公式來解釋生物學的概念和原理，就是利用數學知識的嚴密性、邏輯性、科學性來提高學生的分析推理能力。
但是，在生物學概念教學中，應注意數學知識的適用性和局限性，用數學知識來解釋生物學概念和原理，要明確其應用的條件和范圍。只有在符合生物學概念和原理的條件下，生物學教學中的數學知識的應用才能做到化難為易、化繁為簡。
