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例析构建“坐标——曲线——运用”分析模式在光合作用曲线题中的运用

  • 投稿薪人
  • 更新时间2016-02-03
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摘 要 将美国教材中“坐标——曲线——运用”曲线的分析模式,运用于光合作用曲线题解题中,以期实现学生对曲线题解题由表面现象的分析过渡到对信息的提取、处理和转化,培养和提升学生逻辑推论的能力。
  关键词 分析模式 光合作用 曲线题 
  中图分类号 G633.91 文献标志码 B 
   章君果在“中美生物学教材中‘光合作用速率曲线分析’的比较与评析”一文中,提到美国教材对曲线图注重分析过程的模式化构建。美国教材中提出曲线分析按照一定的分析模式,从“坐标——曲线——运用”的顺序展开,可以让学生快速找到分析切入点,让学生掌握曲线图分析的大致步骤及需要关注的关键信息,更注重培养学生的逻辑思维能力,避免学生拿到曲线图无从下手。 
  1 “坐标——曲线——运用”模式(图1)分析 
   对坐标分析,要先要建立坐标指数和生物学过程之间的联系。坐标中y轴通常是观测指标,x轴通常是自变量,自变量的变化和生物学过程的变化之间的联系,需要学生通过一定的推理进行构建。 
   曲线分析包括某一曲线的分析及不同曲线的对比。某一曲线分析主要从曲线随着自变量的变化趋势、规律及变化幅度,比较同一曲线不同点之间的关系。不同曲线的对比,可从趋势、规律和变化幅度上进行对比,也可以对一些特殊点进行比较,如起点、转折点等。 
   运用这一部分主要是运用题干中的信息或已知的生物学知识,对现象进行解释及推断。 
  2 典例分析 
   图2为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系,请据图回答: 
   ① 由图2中甲图可知,光合作用速率和光照强度的关系是:              。 
   ② 图2中乙图的C点表示光照强度为B时,是植物生长的   ,出现CD段的原因是    。 
   ③ 请在图2甲图中绘制50℃时植物光合作用速率变化的曲线。 
   ④ 根据图2甲图,在图乙中绘制光照强度为A时,不同温度下光合作用速率变化曲线。 
   解析:(1) 坐标分析。甲乙两图中因变量均是光合作用速率,自变量分别是光照强度和温度。 
   (2) 曲线分析。甲图出现了3条曲线,单独看每一条曲线变化趋势相同,即表示在各自温度下,在一定范围内,随光照强度的增强,光合速率增强,当达到某一光照强度下(光饱和点),继续增强光照强度,光合速率不变。三条曲线对比来看,如以10℃曲线为例,当达到光饱和点后,光照强度不再是光合速率的影响因素,而当提高温度后,如20℃,光合速率可继续增强,直至达到该温度下的光饱和点。依次类推可分析另外两条曲线。 
   在此分析中有两个特殊点A点和B点,A点表示此时光合速率的影响因素主要是光照强度,温度不是主要影响因素;B点表示此时光合速率的影响因素主要是温度,而与光照强度无关。乙图表示在一定范围内随温度增强,光合速率增强,达到C点光合速率达最大,C点之后随温度继续增强,光合速率下降。 
   (3) 运用。本题难点在③、④问中。第③问中要在甲图中绘制50℃时植物光合作用速率变化,此时仅分析图甲学生是无法下手找出突破口,而要把图2中的甲、乙两图结合起来分析。图甲中的温度变化对光合速率的影响,实际就在图乙中体现,由此进行推论图乙中温度变化也可在图甲中体现。由图乙中要50℃温度下的光合速率,介于20℃和30℃,可推知图甲中50℃时,植物光合作用速率介于20℃和30℃。第④问在图乙中绘制光照强度为A时,不同温度下光合作用速率变化。由图乙曲线体现了温度对光合速率的影响,推测此时光照强度应不是主要的影响因素。即可看成图甲中的B点时,再参考图甲中光照强度为A时,三个不同温度下光合速率均相同,故推测此时光合速率的主要影响因素是光照强度,而与温度无关。故推测该曲线是一条直线,而此时图甲中A点时的光合速率低于10℃光饱和点时的光合速率,因此图乙中作图的起点在低于10℃任何位置都行。 
   答案:①在一定范围内,随光照强度增强而增强,之后,光合作用强度不再增强 ②最适温度 酶活性降低,光合作用速率降低 ③如图3 ④如图4 
  3 反思 
   在解答曲线题时,既要读懂曲线,更应注重曲线分析过程中学生对信息的提取、处理和转化能力及依据信息去做出推论的能力。通过对“坐标——曲线——运用”分析模式的具体运用,可见如果只是从简单的识标(横、纵坐标的含义、因果关系)、明点(特殊点:起点、顶点、转折点、终点、交叉点、平衡点的生物学意义)、述线(通顺表述曲线升、平、降变化趋势)的角度分析问题,学生只停留在对表面现象的理解上,而缺乏一定的逻辑推理的分析过程。当出现新的图形或新的研究数据,学生往往无从作答。因此对曲线的分析,教师不仅仅要注重对点、线、面的表面现象的分析,更应注重培养学生对知识转化和逻辑推论的能力。 
   其次,教师要引导学生自主尝试构建模型,通过自主学习、合作学习、探究学习,学会总结知识点的联系和规律,学会从表面推论本质,深挖潜在的知识点,使学生学习习惯从“不会”到“学会”到“会学”完成学习思维模式转变。 
   然而,模型的构建不是一朝一夕就能解决,需要教师在平常教学工作中,关注教材中潜在的模型资源,并有目的地渗透和引导学生,从而使教学过程从一种简单的传输、传递和接受过程转变成学生是信息加工的主体,实现学习共同体角色的互换。 
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  [1] 章君果,张海银.中美生物学教材中“光合作用速率曲线分析”的比较与评析[J]中学生物学,2015,31(6):60-62. 
  [2] 李希明.建构生物模型,突破教学难点[J].中学生物教学, 2011. 
  [3] 朱正威,赵占良.普通高中课程标准实验教科书生物[M].北京:人民教育出版社,2004.