还原实验再现模型

叶建伟+金卫杰

摘 要：运用模型方法处理生物学规律复习，可突破传统复习模式中存在的瓶颈，提高复习课效率，使学生分析和解决问题的能力得到提升，进而提高生物学科素养。

关键词：模型；实验；复习课

生物学规律复习不是简单的呈现和回忆，而是需要将知识升华为解决问题的能力，需要为学生提炼解决问题的新方法，让学生能够运用课中掌握的方法，独立解决类似的问题，完成知识和能力的迁移。下面以浙科版必修3“生长素浓度对根和茎细胞生长的影响”的复习为例，介绍如何运用模型方法来更好地处理生物学规律复习。

一、生物学规律的复习

（一） 传统复习模式特点及其不足

生物学规律的呈现方式有多种，这其中就包括生物学模型。传统的复习往往是“呈现基本模型，回忆相关信息”。如“生长素浓度对根和茎细胞生长的影响”的复习，教师往往将能够揭示植物激素作用规律的模型（图1，即教材图1-5）直接呈现给学生，然后让学生回忆植物激素作用规律，如“低浓度的生长素促进生长，高浓度的生长素抑制生长”。

这种复习模式下，学生只知其然而不知其所以然，即只知道“是什么”，而不知道 “为什么”和“怎么样”，如：曲线的走势为什么是先上升后下降；曲线为什么会下降到横坐标轴下方；什么浓度属于“低浓度”，什么浓度又属于“高浓度”；“促进生长”与“抑制生长”的真正含义是什么。

（二） 还原实验 再现模型

模型往往是实验结果呈现的一种形式，图1以坐标曲线图的形式来呈现生长素浓度对根和茎细胞生长的影响，笔者通过还原实验，再现模型，让信息明朗化、简单化。

第一步：利用模型（图1）所反映的实验结果，分析自变量和因变量。横坐标的含义为第一个自变量，即生长素的浓度；两条曲线分别对应根和茎这两种器官，为第二个自变量，即不同的器官。纵坐标的含义反映因变量，即为相应器官的生长情况。

第二步：在变量分析的基础上，还原实验过程（双变量实验先控制其中的一个变量，如先对生长素的浓度进行控制）。可以设置如下问题进行衔接：若要探究不同浓度生长素对去尖端幼苗生长情况的影响，自变量应如何控制？然后引导学生理出实验思路：

①去尖端幼苗 + 所含生长素浓度为0g/L的琼脂块；

②去尖端幼苗 + 所含生长素浓度为10-6g/L的琼脂块；

③去尖端幼苗 + 所含生长素浓度为10-2g/L的琼脂块；

④去尖端幼苗 + 所含生长素浓度为1g/L的琼脂块；

⑤去尖端幼苗 + 所含生长素浓度为10g/L的琼脂块。

相同且适宜条件下，一段时间后，观察并记录去尖端幼苗的生长情况（通过去尖端幼苗的长度反映幼苗的生长情况，如图2）。

第四步：从还原的实验中寻找相应的对照组和实验组，分析自变量对实验对象因变量的影响，进而从本质上理解模型所蕴含的信息。比如：①②比较说明，去尖端幼苗对10-6g/L的生长素不敏感；①③比较说明，10-2g/L的生长素对去尖端幼苗具促进生长的作用；①⑤比较说明，10g/L的生长素对去尖端幼苗的生长有一定的抑制作用（①没有添加生长素，幼苗的生长反而比⑤明显）。如此，“曲线的走势为什么是先上升后下降”“曲线为什么会下降到横坐标轴下方”“低浓度的生长素促进生长，高浓度的生长素抑制生长”等问题也就迎刃而解了。

对于另一个自变量——不同的器官，仅需按照上述实验思路进行实验还原即可：把去尖端幼苗换成去尖端根尖，其余条件相同且适宜。

第五步：回归教材，解读模型（图1），揭示生物学规律。根与茎对生长素有一定的敏感性，较茎而言，更低浓度的生长素就能对根起作用，即根的敏感性大于茎的敏感性。生长素对根与茎的作用均具有两重性，即低浓度的生长素促进生长，高浓度的生长素抑制生长，较茎而言，抑制根生长的生长素浓度更低。

二、教学体会

通过“还原实验 再现模型”，突破了传统复习模式中存在的瓶颈。这种还原实验，将多因子影响模型还原为多个单因子对照实验的方法，能够帮助学生准确解读模型，揭示生物学规律，即不仅知道“是什么”，而且明白“为什么”和“怎么样”。更加令人欣慰的是，在体验到通过上述方法解读模型带来的成功后，学生尝试自主解读教材中的经典模型，如：要获得教材中“图2-7 动作电位传导的示意图”，需如何设置实验（电极如何连接），同时将其想法与笔者交流，很自然地，在整个过程中学生搜集和处理信息、分析和解决实际问题的能力得到了提升，生物学科素养最终也得到了提高。

随着新课改的推进，新课程的理念越来越深入人心，如何实现新课程目标已经迫在眉睫，由此，“優质轻负”已然成为课堂教学活动改革的必然趋势，通过“还原实验 再现模型”复习生物学规律可以帮助提高复习课效率，实现“优质轻负”。