生物学基础知识表现方式及学习能力培养

伍贤进， 李爱民， 李胜华， 曾军英， 胡 兴， 刘胜贵

(怀化学院 生命科学系，湖南 怀化 418008)

生物学是研究生物的分类、结构、功能、发生和发展规律的科学，其基础知识主要是关于基本生物类群的分类、形态、结构、生理、生化、遗传、进化、生态等方面的知识[1]。目前生物学基础知识的广博度和精深度均得到了极大的扩展和提升，在微观上已深入到分子层次、宏观上已拓展到生态系统层面，且更新的速度越来越快[2-3]。生物学基础知识是生物类人才需要掌握的基本专业知识，但教学中教学时间与教学内容的矛盾越来越尖锐[4-5]。精选教学内容、改革教学方法、提高教学效率是解决这一矛盾的主要途径，而提高学生的学习能力则是根本出路[6-8]。研究生物学基础知识的表现方式并据此探讨学习能力培养方法，可以指导和帮助师生较快地抓住主要观点、理解确切要义、识记重要内容，从而显著提高教学效率和学习能力。

1 生物学基础知识的学科构成及本科学习的基本要求

生物学基础知识主要由8门学科组成[1]，这些学科的主要研究内容和本科生物类专业学习的基本要求如表1。

2 生物学基础知识的主要表现方式

生物运动是在机械运动、物理运动、化学运动基础上进行的复杂自然运动形式[9]，生物学基础知识的表现方式复杂多样，主要有文字、图片(包括绘画、照片、绘图等)、表格、化学反应式和计算式等。

文字在生物教材中一般占总篇幅的三分之二左右，主要用于对生物现象、生长环境、专业术语、研究方法、研究历史等内容进行描述、解释或定义，其中对生物专业术语的定义或解释称为名词解释。

表1 研究生物学基础知识的主要学科及本科学习的基本要求

图片(包括绘画、照片、绘图等)是生物教材中篇幅仅次于文字的重要表现载体，具有直观明了、客观真实、信息承载量大的特点，有时还集知识性、观赏性、趣味性、艺术性于一体，在提高兴趣、帮助理解、增强记忆等方面有独特的优势。生物绘画、照片、绘图主要用于表现生态系统、群落、群体、个体、器官、组织、细胞、分子等的形态、结构、功能、生理特性或生化过程等，重点表现他们的构造特点、空间布局、顺序关系、大小比例关系等内容。绘画由于受到需要较高技艺和容易发生失真的限制，在照相技术高度发达的今天，许多已被照片所取代，但照片在表现细节和局部特征方面则往往不如绘画，故绘画有时仍是必须的表现手段。

坐标图是利用数字坐标形式来表示生物现象数值关系或变化特征与发展趋势的一类绘图。生物知识中坐标图除特殊情况下使用三维直角坐标图外，一般为平面直角坐标图，其中曲线图、折线图、散点图和柱状图使用较为普遍。

表格是通过设置纵、横标目对相似、相关、相近、相对的生物事物进行归类或比较的知识表现方式。表格具有直观明了、简便易懂、便于记忆的特点，尤其在比较不同生物事物的异同方面具有较强的优势。

化学反应式是指以化学式来表明生物新陈代谢过程中化学变化的式子，以说明生命活动的化学基础。化学反应式具有直接明了、易于理解的特点，在生化与分子生物学、动物和植物生理等学科中普遍运用。

计算式主要用于表示生命活动中有关变量的数值计算关系或生物体内物理或化学变化中各变量之间转换的数值关系。通过计算式可以由已知因子的量值求得未知因子的量值。

3 生物学基础知识学习能力的培养

根据生物学知识的表现方式及学习能力构成要素[10]，其学习能力的培养要从文字理解能力、图片识别能力、表格分析能力、式子解析能力等四方面入手。

3.1 文字理解能力的培养

文字理解能力培养，一要重点提高学生对生物专业术语的理解和记忆能力，二要着力培养学生对生物文献的综合分析能力。生物专业术语的定义、解释、说明即名词解释是文字性生物学知识的主要构成部分，其理解和记忆往往是重点和难点。提高生物专业术语理解和记忆能力的重要方法就是要学会“咬文嚼字”和“望文生义”。该方法是指在开始学习生物专业术语的科学定义、解释前，先按照现代汉语字典或辞典对组成生物专业术语的字或词进行“咬文嚼字”式的释义，然后再联系其出现的学科背景、知识场景及要说明的生物学问题进行望文生义的臆想性解释，在此基础上再学习教材中的定义和解释并对原来臆想的情况进行比较和修正的方法。

培养生物文献综合分析能力的重要方法就是进行“提头知尾”和“提纲挈领”能力训练。为此，要引导学生正确分析句子或段落的结构与关系，教会学生寻找句子中的关键性词汇，分清一段文字中的引导句、说明句(或解释句)和结论句。要教会学生分析句子和段落的从属关系、并列关系和递进关系，学会甄别核心概念、派生概念和相关概念，学会将关键的定义性和结论性语句从一般的引导性、解释性或说明性语句中筛选出来。提高提头知尾和提纲挈领能力的最有效手段就是经常进行关键词数量和摘要长短的加减法练习。该方法是指选取各类生物文章或段落让学生拟定关键词和写作摘要，并根据重要程度进行增加或减少关键词数量和摘要字数的练习，以此来提高学生对有关概念和描述的重要性和关联性的认识直觉。

3.2 图片识别能力的培养

图片识别能力的培养关键要教会学生掌握不同类型图片的特点和识别技巧。以表现形态结构为主的图片重点要把握其形状、构造以及各部分的位置关系、顺序关系和大小比例关系等。对于由多幅图片构成的生物形态结构图，则要注意图片之间的连接关系和所处的生物事物的具体状态，要注意观察量变的积累和质变的突破。

对于展示生理机能、生化反应等生物过程的图片，首先要在整体上把握其实现的基本过程，其次要重点关注生物过程的起始位点即起点、生物过程中发生分支的位点即节点、生物过程中进行速度或方向调节控制的位点即调控点、生物过程目标实现的位点即终点等4个位点发生的变化。要关注这些位点在生物体(群体、个体、细胞、细胞器或他们的局部)中所处的位置、参与的物质、分支的去向、调节和调控的实现途径和条件等。

生物坐标图根据变量的多少可分为单轴单线、单轴多线、多轴多线等3种类型。单轴单线图只有一对变量的数值关系；单轴多线图的纵横坐标分别只有一个，但纵横坐标却对应同一属性的多个生物事物；多轴多线图的纵横坐标不止一个，展示的是多个相关生物事物的数值关系。对于生物坐标图的解释，先要理解各坐标轴变量含义，分清自变量和因变量。对于图中的曲线或折线，不仅要总结生物事物的变化规律，还要区分不同的发展变化阶段，分析其发展趋势和可能出现的程度。对于单轴多线图，除了要分析各自线条所表示的生物学意义外，还要分析不同线条所表示的生物事物间的联系。对于多轴多线图要特别注意图中不同线条所对应的坐标轴种类，切忌张冠李戴，同样除了分析各自线条所表示的生物意义外，还必须分析不同线条表示的生物事物间的联系。

生物图片识别能力培养还要注意以下两点。一要注意将文献中对图片的文字解释与原图进行对照阅读、分析，二要特别注意对图题、符号、图注、比例尺、单位等的认识和解读。

看图作文和活体还原是十分有效的提高生物图片识别能力的练习方法。看图作文是指在阅读文献中图片说明之前，先根据图片标题和图中内容进行臆想性文字解释，然后再对照文献中的说明进行修正的图片识别练习方法。活体还原则是要求通过联想将形态结构方面的平面图、局部图、片段图结合生物活体状态将其还原、臆想为立体图、整体图、连续图，将表示生理功能和生化反应的状态图或过程图与相关的生物宏观或微观现象联系起来。此外，对于坐标图进行将图片变换成表格的化图为表练习也是训练该类图片识别能力的有效手段之一。

3.3 表格分析能力的培养

表格分析能力培养要从以下三方面入手，一要重视表题和表注的认识和理解；二要解读好表格中的横标目、纵标目的意义及其逻辑关系，要注意是否存在多级标目；三是要将逐行逐纵分析和多行多纵或整个表格的分析结合起来。分析大型数据表格时，还可借助直尺等工具查找数据。

化表为文和化表为图是十分有效的生物表格分析能力提高练习方法。化表为文是指在阅读文献中表格说明之前，先对表格内容进行分析、做出文字解释、说明或结论，然后再对照文献中的说明进行修正。进行化表为文时，先要根据标目逐行或逐纵进行分析，然后再多行和多纵结合进行分析，最后还要就整个表格做出分析结论。

化表为图则是根据表格的数据或文字将其绘成坐标图或其他图片的表格分析方法。对于表示不同量纲数值关系的表格可将其转化为坐标图，对于通过文字对生物属性进行比较或说明的表格则可根据表格描述将其转换为结构比较、生理过程或生化反应图等。

3.4 式子解析能力的培养

式子解析包括对化学反应式和计算式的解释分析。提高生物化学反应式解析能力的关键是要把握其表达目的和表现特点。生物文献中书写的化学反应式因为表述的目的不同，有以下特点。为了表现化学反应过程中各种物质的计量关系，则写为严格的化学反应方程式；为了表示某种物质的化学变化，则经常只写物质的名称而不写分子式或结构简式；而只是为了简单展示最初反应原料和最终产物的过程或关系的反应式可能并不是一个严格的化学反应，诸多中间反应过程已经省略；为了说明某种生物事物的化学基础，在反应式中比较注重突出发生的部位(器官、组织、细胞或细胞器)、条件和催化反应的酶等。

计算式解析要注意把握变量的生物或物理意义以及各变量的单位，确保单位换算正确。提高式子解析能力的有效手段是进行式文互换练习，既将反应式或计算式转换为文字进行说明。

参考文献:

[1]辞海编辑委员会. 辞海生物分册[M]. 上海：上海辞书出版社，1975.

[2]中国植物学会编. 中国植物学会八十周年年会论文摘要汇编 [M]. 南昌：江西高校出版社，2013.

[3]高述民，李凤兰，张志翔. 生物学发展及其对人才素质的要求[J]. 生物学通报，2004，39(9)：32-35.

[4]饶力群，唐忠海.新时期生物专业人才培养模式的研究与实践——以湖南农业大学生物科学技术学院为例[J]. 广西教育，2009(4)：110-111.

[5]王素英，马 妍，陈学军.生物产业对本科人才能力、素质的需求分析与人才培养体系重构[J]. 高等农业教育，2012，10(10)：18-21.

[6]冷余生. 从讲授为主到自学为主——论中国大学教学方法的历史性变革[J]. 高等教育研究，1996(2)：59-65.

[7]张忠华. 论影响中国大学教学模式变革的因素及对策[J]. 河北师范大学学报:教育科学版，2011，13(8)：5-11.

[8]杜玉晓. 生物学科育人论[D]. 济南：山东师范大学，2013.

[9]禄存义. 自然界的基本物质运动形式及其相互关系[J]. 辽宁大学学报：自然科学版，1982(1)：113-118.

[10] 张仲明，李 红.学习能力的成分研究[J]. 西南大学学报：社会科学版，2009，35(5)：147-153.