生物學習方法之學習總結
總結是指在學習完某一章知識，對此章知識進行整理、重組，總結出該章知識的聯系、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絡的方法和綱要法。
總之，做好總結是我們學習常規中的一項重要內容，因為通過總結，不但可以復習鞏固所學過的知識，而且能使知識系統化、條理化、使知識連貫起來、綜合起來，使知識建立起各種聯系。這樣，就使我們能在一個新的、更高的水平上來對待知識，就好像我們站在山頂上來看山下四周的景色一樣，不但能看清所有景點，而且能看清各景點間的關系。由于我們站在了一個新的高度上來看待知識，我們也就有了駕馭知識的能力，就是說我們能靈活理解、掌握和運用知識了。
模型在生物學中的應用
摘 要：生物學中有一核心任務就是培養學生的思維能力和創新意識。而巧構模型是解決生物學問題的一種重要方法，更是培養學生創造思維的一個重要途徑。本文結合自己的學習和教學經驗就對模型的含義、模型在生物學中的應用及模型的作用談談自己的一點體會。
關鍵詞：模型 數學模型 模型方法生物學
正如課程標準中所指出的“領悟系統分析、建立數學模型等科學方法及其在科學研究中的應用”，對于發展科學探究能力至關重要。建立數學模型是生態學研究的重要方法，“具體內容標準”中要求學生“嘗試建立數學模型解釋種群數量變化”。這些要求不僅符合生物學本身發展的要求，也是社會發展的需要。因為我們的生物學教學不僅要使學生獲得新的知識而且要提高學生的思維能力，從而形成良好的思維品質，造就一代具有探索新知識、新方法的創造性思維能力的新人。
一、模型的含義及特點
模型是人們為了某種特定目的而對認識對象所做的一種簡化的概括性描述，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物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達。
模型方法是指人們為了認識自然界中某一復雜的對象（如非常龐大的太陽系或非常微小的細胞），或事物發生的過程、規律等，用形象化的具體實物或抽象的語言文字、圖表、數學公式等對認識對象進行模擬或簡化描述的一種方法。
模型具有3個基本特點：①對實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系。
二、模型的常見種類
模型的種類有很多，一般所說的模型主要有物理模型、數學模型、概念模型模擬模型等。以實物或圖畫形式直觀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，細胞膜結構的實物模型，沃森和克里克制作的著名的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態過程等就是一種動態的物理模型，讓學生感受到這些過程的動態性和連續性，突出了探究性學習，有利于學生知識的構建。所謂概念模型是對認識對象系統的一種簡化的定性描述，用于表示系統組成和相互關系。如用光合作用圖解描述光合作用的主要反應過程就是概念模型�！敖⒀钦{節模型”的活動，可以幫助學生進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）。所謂數學模型，就是對現實原型為了某種目的而作的抽象、簡化的數學結構，它是使用數學符號、數學式子及數量關系對原型作的一種簡化而本質的刻畫，比如方程、曲線、函數、不等式等概念都是從客觀事物的某種數量關系或空間形式中抽象出來的數學模型。如用N t=N0入t表示種群的“J”型增長，種群的“S”型增長，孟德爾遺傳定律等就是一種數學模型。所謂模擬模型就是用便于控制的一組條件來代表真實事物特征，通過模仿性試驗來了解實體的規律。如比較著名的是生命起源研究裝置和生物圈Ⅱ號及碳循環模型就是模擬模型。
三、數學模型的應用舉例
數學方法的介入，使我們對大自然有了更多的認識。數學方法并非是近年來才出現的新方法：在科學史上，牛頓等很多偉大的科學家都是建立和應用數學模型的大師，他們將各個不同的科學領域同數學有機地結合起來，在不同的學科中取得了巨大的成就。如力學中的牛頓定律、電磁學中的麥克斯韋方程、化學中門捷列夫周期表、生物學中孟德爾遺傳定律等，都是經典的應用數學模型的光輝范例。在當代，由于計算機的運用，數學模型在生態、地質、航空等方面有了更加廣泛和深入的運用。數學模型在生物學中也越來越表現出強大的生命力，它通過建立可以表述生命系統發展狀況等數學系統，對生命形象進行量化，以數量關系描述生命現象，再運用邏輯推理、求解和運算等達到對生命現象進行研究的目的。數學模型通常以數學關系式的形式表示出來，并配以曲線圖、表格等形式。如酶促反應的反應速率、酶活性的變化、孟德爾雜交實驗的“3∶1”和“9∶3∶3∶1”等等。
其模型的構建過程包括：
（1）分析問題，了解問題的實際背景知識，挖掘問題中的隱藏條件；
（2）假設簡化，根據問題的特征和目的，對問題進行簡化，并用精確的數學語言進行描述；
�。�3）建立模型，在假設的基礎上，利用適當的數學工具、數學知識來刻畫變量之間的數量關系，建立其相應的數學結構；
�。�4）求解并檢驗模型，對模型進行求解，并將模型結果與實際情形相比較，以此來驗證模型的準確性。
在教學過程中，要利用模型的建構過程引導學生探究，如教科書對孟德爾分離定律的描述，詳盡地層現了“3：1”這一數學模型的建構過程。教師在教學時，不應僅僅停留在教給學生“3：1”的數學結論，而要詳細地演繹這個數學模型的推導過程。這是一個現象—假設（數學模型的初步構建）—實踐驗證—結論（數學模型的確立）的過程。孟德爾在種植豌豆的過程中，經過數理統計，形成了“3：1”的數學模型，并在理論上進行推導，來解釋這一模型。而后，通過再次種植豌豆，有目的地檢驗模型，最終確立了模型。這是一個嚴密的科學建模過程。又如高二生物必修3《種群數量變化》一節中，要學生學習建構種群增長模型的方法，嘗試建構種群增長的數學模型并用數學模型解釋種群增長數量的變化。教材中結合“問題探討”的素材，介紹了建立數學模型的一般步驟。
研究實例 研究方法
在教學中，教師還應適當加以展開，豐富其內涵。例如，第一步觀察研究對象是為了發現問題，探索規律，“細菌每20分鐘就分裂一次”便是通過大量觀察和實驗得出的規律。這是建立數學模型的基礎，在這一基礎上運用數學方法將生物學問題轉化為數學問題。生命現象和規律往往不是數學化的，這就需要善于從具體現象中抓住其數學本質。第二步合理提出假設是數學模型成立的前提條件，假設不同，所建立的`數學模型也不相同。第三步是要運用數學語言進行表達，即數學模型的表達形式。需要指出的是，當呈現為某種數學模型時，教師一定要讓學生認識到數學模型所蘊含的生物學意義，要避免離開生物學討論數學的傾向。第四步是對模型進行檢驗和修正，這在科學研究中是必不可少的步驟。在理想狀態下細菌種群數量增長的數學模型是比較簡單的，而生物學中大量現象與規律是極為復雜的，存在著許多不確定因素和例外的現象，需要通過大量實驗或觀察，對模型進行檢驗和修正。在上述以細菌在理想狀態下種群增長為例的教學中，已經交代了“種群增長的J型曲線”。因此，可以通過列舉事例，引到“J型增長的數學模型”上來。
教師應對數學模型及其教育價值有一個基本的認識。數學模型是聯系實際問題與數學的橋梁，具有解釋、判斷、預測等重要功能，在科學研究中，數學模型是發現問題、解決問題和探索新規律的有效途徑之一。引導學生建構數學模型，有利于培養學生透過現象揭示本質的洞察能力；同時，通過科學與數學的整合，有利于培養學生簡約、嚴密的思維品質。
四、模型的作用
1、促進學生認知水平的發展
將學生的認知水平逐步從具體向抽象過渡,抓住原型的本質特征,對原型進行抽象,把復雜的原型客體加以簡化和純化,并對抽象的假設或命題進行邏輯轉換,以構建一個能反映原型本質聯系的模型。這一過程當然離不開從具體到抽象的過渡訓練,而這種既能聯系具體,又能聯系抽象的性質,正是模型所特有的。
2、使學生更好地掌握科學知識
模型方法的特點及其重要性,決定了模型在促進學習生物學知識過程中的重要作用。(1)模型是學生學習科學知識的重要手段,學生掌握了模型方法能更透徹地理解科學知識。(2)模型方法作為思維方法和行為方式,蘊涵著很高的認知價值,學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。(3)模型方法教育有助于培養學生的創造性思維能力。
3、培養學生的研究能力
模型的建立要根據研究的任務、目的抽象出被研究對象的本質特征,舍去許多次要的細節和非本質的屬性,把要研究的現象、問題從紛繁復雜的交錯關系中明確、清晰地顯示出來,使問題得以簡化和明確化,并制訂出解決問題的程序,從而充分地發揮思維的能動作用,達到認識原型的目的。
4、能培養學生的科學精神
科學精神與科學知識、科學方法一樣,均屬科學素質的基本要素,模型教育對于學生科學精神的培養尤為重要。(1)有利于培養學生的科學態度和科學作風。(2)激發并產生良好的學習動機。模型教育不僅可使學生體驗到理論的作用,而且會使他們產生躍躍欲試的興趣,并使他們對探究活動成功后的喜悅感、自豪感產生穩定的需要,形成穩定的學習興趣,進而轉化為良好的學習動機。(3)能促進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。對學生進行模型方法教育,就是要讓學生置身于探索生物學現象、發現生命規律的活動中,在建立模型的過程中學會觀察和統計的方法、實驗的方法、歸納與演繹的方法、假設的方法、近似的方法等。這樣,學生就會主動地去思考、探索,順著科學的思路和方法去感知、去思索,在不知不覺中,就領略到生物學知識的真諦。多年的實踐證明: 教師在生物教學中運用模型方法，不僅便于分析和解決有關生物學問題，又能有效提高學生的生物科學素質,并能帶動、整合其他生物科學方法教育的實施。
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、《生物學教學》（華東師范大學主編，2006年8月）
4、《生物學教學》（華東師范大學主編，2008年2月）
5、《中學生物學》（南京師范大學主編，2007年7月）
6、《中學生物教學》（陜西師范大學主編，2006年12月）
7、《生物3穩態與環境教師教學用書》(課程教材研究所等編著，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，人民教育出版社，2004年5月第1版)
酶的專題復習
【教學目標】
1、理解酶的概念；
2、理解影響酶的因素和學會影響酶的因素的圖像分析；
3、明確與酶相關的實驗設計及分析；
4、熟練識圖和分析影響酶的因素的圖像
【教學重點】 理解影響酶的因素和學會影響酶的因素的圖像分析
【教學難點】 理解影響酶的因素和學會影響酶的因素的圖像分析
【教學方法】 講述法 自主學習法 直觀法
【教學過程】
一、酶的本質及作用
1．酶的概念
�。�1）來源： 產生。
�。�2）作用：具有 。
�。�3）成分：絕大多數是 ，少數為 。
2．酶的作用原理
�。�1）酶與無機催化劑的催化作用原理相同，都是 。
�。�2）同無機催化劑相比，酶降低 的作用更顯著。
【典例導析】
1．下列關于酶的敘述中，正確的是（ ）
A．所有酶用雙縮脲試劑進行檢測都可以呈現紫色反應
B．生長激素與呼吸酶不可能來自同一個細胞
C．消化酶要經過核糖體的合成，內質網和高爾基體的加工等階段，分泌到細胞外才發揮作用
D．與藍藻光合作用有關的酶分布在葉綠體類囊體薄膜上和基質中
2．下列關于酶的敘述中，正確的是( )
A．所有酶用雙縮脲試劑進行檢測都可以呈現紫色反應
B．生長激素與呼吸酶不可能來自同一個細胞
C．消化酶要經過核糖體的合成，內質網和高爾基體的加工等階段，分泌到細胞外才發揮作用
D．與藍藻光合作用有關的酶分布在葉綠體的類囊體薄膜上和基質中
3．酶的特性
①ATP和ADP能快速轉化的一個重要原因是酶具有 。
�、谏矬w內各種復雜的代謝反應之所以能有條不紊地進行，與酶的 有關，每種酶只能催化一種或一類化學反應。
�、勖杆呋幕瘜W反應一般是在比較溫和的條件下進行的，在 的條件下，都會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，但不會失活。
二、與酶有關的曲線分析
【問題探究】讀下列各圖并分析回答相關問題。
�。�1）圖1如右：
�、賵D1是表示 的曲線。
�、谀銖膱D中能讀出什么信息？
a： 。
b： 。
�、勖改艽呋淮嬖诘幕瘜W反應嗎？ 。
④圖中出現差異的原因： 。
（2）圖2如下：
�、賵D2是表示 酶 的曲線。
�、谀銖膱D中能讀出什么信息？
a： 。
b： 。
�。�3）圖3如下
�、賵D3中三個曲線是表示 酶 的曲線。
�、谀銖膱D中能讀出什么信息？
a： 。
b： 。
c： 。
d： 。
�。�4）圖4如下：
①圖4中兩曲線是表示 的曲線。
②你從圖中讀出什么信息？
a： 。
b： 。
三、與酶相關的實驗設計及分析
完成下表──與酶相關的實驗分析并體會其思路。
實驗目的
實驗組
對照組
實驗組衡量標準
自變量
因變量
無關變量
驗證某種酶是蛋白質
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
底物量、溫度等
驗證酶的專一性
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、反應時間等
pH梯度下的同一pH處理后的底物和酶混合
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