高中生物教学与学生获取信息能力培养探析

1、高中生物教学中学生获取信息能力培养探析四川省宜宾市南溪一中杨小平（644100）摘要：“获取信息的能力”是理科综合考试大纲中四项能力要求之一，本文主要以部分理科 综合试卷部分生物试题为载体，在学生获取和解读生物学信息的主要途径，培养学生获取和解读生物 学信息能力的策略上进行了有关讨论。关键词：高中生物教学获取信息能力培养二十一世纪是知识经济和信息爆炸的吋代，信息量每一年正在以超5%的速度更新和递增。如何培 养学生获収和运用信息的能力，是时代和培养新世纪创新人才赋予中学教育的重要任务。同时，全口 制普通高中生物新课程标准：“倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式，引导学生主动参与、乐 于探究、勤

2、于动手，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题 的能力，以及交流与合作的能力等，突出创新精神和实践能力的培养。”普通高等学校招生全国统一 考试大纲一一理科综合能力要求中，“获取信息的能力”明确要求“会鉴别、选择试题给出的相关生 物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题。”可见，“获収信息的能力” 的培养是高中生物教学的一项重要任务，是高中学生综合素质及综合运用能力培养的重耍内容，也是 高屮生物高考能力考查的基本内容，更是学生学习能力（包插学生终生学习能力）和创新能力培养的 需要。本文以主要以四川高考生物试题为载体，就高屮学生学习生物学屮获取信

3、息能力培养的主要途 径和策略进行了有关讨论。一、获取和解读生物学信息的主要途径在实施理科综合考试的生物学试题中，基本上己经形成了比较成熟的、以能力立意、以多核心主 干知识及核心主干知识的背景材料为内容的、信息量大且呈载形式多样化的试题命题策略。这种命题 策略突出综合意识和综合能力的考查。除试题的题干文字中有着大量生物学信息外，在各种相关的生 物图形屮，在各种生物学统计表的内容和数字屮，在生物试题的各种设问屮均包含和蕴藏相应的显性 和隐性信息。因此学生在学习和解题时要注意试题的各种信息形式及获収和解读生物学信息的主要途 径。（一）从题干文字及背景材料屮获取和解读生物学信息在高考试题多样化的今天，

4、高考生物学试题中信息量均较大，文字信息呈现形式也多样化。每一 组试题所提供的背景文字信息都是经过精心设计的，解题无效的信息或有一定干扰作用的信息一般没 有，而对解题有用的信息则多形式多角度并较为完整。因此解题时首先要对题干文字及背景材料进行 仔细的阅读、分析、转换甚至图式化，即在最短的时间内从中提取出有效的生物学及相关信息。从而 以清晰的有效的生物学信息，引导出明晰的解题应答思路并快速准确完成试题应答。【例1】（2010年四川理综卷31-11题）果蝇的繁殖能力强、相对性状明显，是常用的遗传实验 材料。（1）果蝇对co2的耐受性有两个品系：敏感型（甲）和耐受型（乙），有人做了以下两个实验。实验一

5、让甲品系雌蝇与乙品系雄蝇杂交，后代全为敏感型。实验二将甲品系的卵细胞去核后，移入来自乙品系雌蝇的体细胞核，由此培育成的雌蝇再与乙品 系雄蝇杂交，后代仍全为敏感型。 此人设计实验二是为了验证o 若另设计一个杂交实验替代实验二，该杂交实验的亲本组合为。（2）果蝇的某一对相对性状由等位基因（n、n）控制，其中一个基因在纯合时能使合子致死（注：0、xnx x'y等均视为纯台子）。有人用一对果蝇杂交，得到fl代果蝇共185只，其小雄蝇63只。 控制这一性状的基因位子染色体上，成活果蝇的基因型共有种。 若r代雌蝇仅有一种表现型，则致死基因是, f】代雌蝇基因型为。 若代雌蝇共有两种表现型，则致死基

6、因是。让f】代果蝇随机交配，理论上f2代成活个体构成的种群中基因n的频率为o【信息获取与解读】木试题从考点内容看既属于遗传学范畴也属于验证实验分析和探究实验范畴，能 力考查为综合应用能力的考查。试题难度偏大，能力要求高，要有效应答好此题，应从题干和设问中 获取、转换、整合好相应信息并辅以相关图式分析，就能为有效应答此题奠定基础。在（1）题的题干中，由于实验过程和结果用文字描述，及描述的主体对象用了甲品系、乙品系 和敬感型、耐受型等文字的交替使用，使大量考生在实验过程和结果上获取的信息有效性差、思路不 清晰，从而导致分析、应答效果差；若将题干实验过程和结果图式化（即遗传图式）、统一主体对象的 描

7、述词（即全部用甲品系、乙品系或全部用敏感型、耐受型）并在遗传图式上进行标注，此小题的后 续分析和应答就较为容易了。（2）题是实验探究形式的遗传推导试题，题干中的实验结果为：f1代果蝇共185只，其中雄蝇63 只，其中隐藏看雌雄果蝇数量比例为2： 1,即有着雄性果蝇致死的信息，同时根据题干其它信息即可 推导出致死基因在x染色体上，题干杂交实验结果屮的致死雄果蝇基因型为x'y、或xny的可能，并 由此即可推导出二类假设的n代雌蝇可能的基因型，从而顺利地完成后续应答。（二）从试题的设问中获取和解读生物学信息现在的理综生物试题的问题设置上的逻辑性和条件限定等信息的呈载形式也多种多样。一道试题的

8、质量好坏与设问的科学性、技巧性和严谨性密切相关。设问的科学性影响到试题的正确与否，技巧 性影响到试题的技术水平，而严谨性则影响到试题的逻辑规范性，即设问屮的逻辑性和条件限定，对 问题冋答有一个明确的规范指向。设问不仅是试题的重要组成部分，更是考生解题时明确试题要求和 命题者考查意图的重要依据。因此解题吋除了要认真阅读题干外，还应认真研究设问中的信息限定和 逻辑要求，即从题干和设问中获収対解题有用的生物学信息，明确试题考查的具体知识点和命题的考 查意图。如果不能准确理解和把握有效的生物学信息，就会导致理解偏差而出现解题错误。【例2】（2010年四川理综卷31i题）为提高小麦的抗旱性，有人将大麦的

9、抗旱基因（hva）导 人小麦，筛选tb hva基因成功整合到染色体上的高抗旱性t°植株（假定hva基因都能正常表达）。（1）某t。植株体细胞含有1个hva基因，让该植株自交，在所得种子中，种皮中含有hva基因的种子所占的比例为,胚含hva基因的种子所占比例为o（2）某些t。植株体细胞含两个1iva基因，这两个基因在染色体上的整合情况有下图所示的三种类型（黑点表示hva基因的整合位点）。将t（）植株与非转基因小麦杂交:若子代高抗旱性植株所占比例为50%,则两个hva基因的整合位点属于图类型;若子代高抗旱性植株所占的比例为100%,则两个iiva基因的整合位点属于图类型。让图c所示类型的

10、t。植株自交，子代中高抗旱性植株所占比例为o【信息获取与解读】木题从考点内容看属于遗传和基因工程范畴，同时也属于实验考查范畴，能力考 查为综合应用能力的考查。试题难度及综合性较大，能力要求高，要有效应答好此题，除了从主题干、 小题题干及图式中获取好有效信息外，每一设问点的限定信息均需分析好才能顺利应答好本题。在（1）题中，除了需要明晰题干中t。植株体细胞含有1个hva基因，其自交所得种子等信息而推导出子代情况外，而二个设问点的限定信息“种皮中所占的比例为,胚含所占比例为。”中否是明晰种皮是其体细胞，胚为f1幼体是学生能否正确回答的关键点。在（2）小题的分析中，除了要明晰题干信息主要以图式的形式

11、呈现外，中的t。植株与非转基因 小麦杂交结果的二种设定信息，即“若子代高抗旱性植株所占比例为50%,若子代高抗旱性植株所占 的比例为100%, ”应明确为高抗旱性植株与非高抗旱性植株之比应为1： 1和全是高抗旱性植株，中 c图是否将图示信息分析转化为aabb,这些是本小题能否正确回答的关键°（三）从生物学图形屮获取和解读生物学信息生物学图形是指实物图、模式图、示意图、流程图、系谱图、坐标图等各种图形，它承载着大量 的生物学信息，是生物的“第二语言”。生物学图形的解读和应用能力向来是生物学科考查的重要能力 之一，近几年的理科综合试卷生物试题已经逐渐形成了 “无图不成生物”的试题命制风格

12、。这为考查 考生获取和解读图像信息能力，调动和运用生物学知识，描述和阐释生物学事物，验证和探究生物学 问题提供了广阔的空间。既能体现生物学科特色，又是理综试卷中的亮点。由于生物图表承载着非常丰富的生物信息，考生应在尽量短的时i'可内确定应该从图形上获取哪些 方面的信息，辩认11!图中所反映的生物形态、结构、生理过程等内容，并能有效地运用与图示信息相 关的生物学概念和原理來分析、思考，再按试题设问要求进行有效应答。【例3】（2010年重庆理综卷2题）下图为光能在叶绿体中转换的示意图，u、v、w、x、y代表参 与光能转换的物质。下列选项，错误的是h2oa. u在光合作用中的作用是吸收和传递

13、光能bv吸收光能后被激发，使出0分解，产生电子流c. w为c0?的还原剂，其能量是稳定化学能来源之一d. u至y的能量转换在叶绿体囊状结构薄膜上进行【信息获取与解读】本试题从考点内容看整合了必修和选修教材的光合作用内容，图式表示了光合作 用的物质变化和能量变化过程，但重点是其屮的能量变化的三个阶段，同时图上诸多符号来代替相关 生物学术语，这就要求学生在充分理解该知识点的同时，有较强的从图式获取信息的能力，把图式上 的相关内容进行有效识别、分析、甚至标记，回答此题就较为容易了。【例4】（2010年江苏生物卷27题）下表屮列出了几种限制酶识別序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位

14、点。请冋答下列问题:限制酶bamh ihind iiiecor isma i识别序列及 切割位点ggatcccctaghgagcttttcgaagiattc cttaafcccgg gggfccecorl 目的基因 ecorl1innunn外源dnattbam 1sma hind iii（1）一个图1所示的质粒分子经sma i切割前后，分别含有个游离的磷酸基团。（2）若对图中质粒进行改造，插入的sma i酶切位点越多，质粒的热稳定性越o（3）用图中的质粒和外源dma构建重组质粒，不能使用smal切割，原因是。（4）与只使用ecor i相比较,使用bamh i和hindhi两种限制酶同时处理质粒

15、、外源dna的优点在于可以防止<（5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与fi的基因片段混合，并加入酶。（6）重组质粒屮抗生素抗性基因的作用是为了o（7）为了从cdna文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。【信息获取与解读】本试题从考点看既属于现代牛物技术的基因工程内容，能力考查为综合能力的考 查。试题难度偏大，能力要求高，试题中的（1） （4）的回答均需从图中获取信息才能完成。（1） 题屮需要明晰质粒为双链环状dna分子，不含游离的磷酸基团。被snial酶切割后，质粒变为线性双 链dna分子，含

16、有两个游离的磷酸基团。（2）题中需要找出哪种切点g-c碱基对比例高，因为dna 序列中的g和c之间可以形成三个蛍键，a和t之间可以形成二个盘键，而sma i酶识别的切位点g 和c越多，故热稳定性就越高。（3）题需要从图中找出中sma i酶的切位点在质粒标记基因一一即抗 生素抗性基因和标记基因之中，若用smol酶切割破坏，均能将它们破坏，故不能使用该酶进行剪切。（4）题需要根据题上意从图式屮得出使用bamh i和hindhi两种限制酶同时处理质粒、外源dna可分 别在质粒、外源dna得到二个不同切口，从而防止质粒和含目的基因的外源dna片段自身环化。（四）从表格内容中获取和解读生物学信息表格是生

17、物学统计信息资料的常见形式。生物学的很多研究活动中，研究活动方案或过程及所获 得的生物学现象、结果数据均可用表格信息来表示。由表格形式提供信息而编制的试题，其文字信息 是精练或较少，有显性的，有隐性的。在解答这类题时，首先要能够读透图表屮提供的信息，运用相 关的生物学知识或原理做进一步的分析、推导和判断；其次对相关数据进行加工、换算或转换（成图 式），再进行相应的推导，推导从行、列入手，理顺行列之间的相关性，运用单一变量原则，对数据表 中的数据进行统计分析，提取出有效的信息，发现解决问题有效方法和思路。【例5 （2010年四川理综卷3题）有人对不同光照强度下，两种果树的光合特性进行研究，结 果

18、如下表（净光合速率以c02的吸收速率表示，其他条件适宜且相对恒定）。下列相关分析，不正确的 是光强(mmol光子/nf s)00. 10.20.30.40.50.60.70.80.9龙 眼光能利用率（）2.302.202.001.801.601.501.401.301.20净光合速率(umol co2 / m2 s)-0. 602.505. 106.557.457.908.208.508. 50& 50芒 果光能利用率（）1.201.050.900.850.800.750.700.600.60净光合速率(mmolco2/ m2 s)-2. 101. 103. 705.406. 507.

19、257.607.607.607.60a. 光强大于0. 1 mmol光子/代s,随光照增强两种果树的光能利用率逐渐减小b. 光强小于0. 5 mmol光子/於 s,限制净光合速率的主要因素是叶绿素含量c. 光强大于0. 7 mmol光子/点s,限制净光合速率的主要因素是co?浓度d.龙眼的最大光能利用率大于芒果，但龙眼的最大总光合速率反而小于芒果【信息获取与解读】本试题从考点看既属于光合作用以及相关知识，重在考查学生的获取信息的能力、 理解能力。要有效解答本题首先应明确表屮数据由于是实验测试结果，具真实性。同时从表屮应找出 并明确，光强为0时即为黑暗，其所测量数据即为呼吸速率；光强从0一0.9

20、的变化为单一自变量。 表屮测定的龙眼和芒果二植物的光能利用率和净光合速率由于数据繁多分析困难，导致规律隐含，不 易理清思路；可将二植物数据变化情况进行如下图转换并绘制成如下曲线（即通过数学模型转换），其 变化规律就清晰了；再结合总光合速率、净光合速率和呼吸作用速率等概念，影响光合作用的内因和 外因进行分析，本题即能较好应答。相对12 3987654321-（五）从生物坐标曲线中获取和解读生物学信息坐标曲线属于生物图形范畴，属于各类生物学考试屮最常见的图形，所以本文将其进行单独讨论。 坐标曲线有一维、二维和三维坐标等形式，在生物学意义的表示中以二维曲线形式为主，变式类型有 柱形图或折线图等。二维

21、曲线的数学意义在于直角坐标系（x、y）的函数y = f（x），该类曲线的最大优 点是能够帮助学生形象地了解某些生物学意义及某个和若干个生物学指标的相联关系，表达意义有二 重性，即有着将有些复杂问题形彖化的作用，同时也有着将有些简单问题复杂化的作用。在分析其表 达的信息时，学生常常忽略了横、纵轴表示的生物学含义、单位长度的数值，横（自变量）、纵（因变量） 轴之间的相关性。 坐标中的线可能是曲线、直线、柱形折线等，分析时要善于辨析曲线的起点、拐 点、终点和交叉点等关键点，学会分段分析曲线，从中挖掘信息找11!英表示的生物学原理、生理过程 和客观规律，同时在一个坐标中可能有儿条直线或儿条曲线，这类试

22、题解答时要注意将多个变量转化 为单一变量来处理，找出不同变量之间的异同点，并将图中反映出的信息与教材生物学原理有机地结 合起来，就能达到使解题思路更加清晰的作用。【例6 （2010年四川理综卷30ii题）某石质海滩的潮间带由大小不一的水坑和水坑间的凸出基 质两类环境组成，主要生长着浒苔、角叉苔等海藻和滨螺、岸蟹等动物。岸蟹主要以滨螺等小动物为 食，其主要天敌是海鸥。（1）有人选择大小、深度等相似的两个自然水坑（a、b）,把b坑中的全部滨螺（233只）提出，移 入儿乎无滨螺的a坑，研究滨螺对海藻及岸蟹种群的影响，结果如图所示。«« > ftgmn««

23、s釜654 3 2 loft 月6用*2468月份sb本研究涉及到的生物构成的最长食物链为 图a中浒苔数量下降的主要原因是。从种间关系角度看，浒苔和角叉苔 是关系。 水坑中岸蟹种群密度与海藻的 种群相对数量星止相关。研究发现，此种海藻占优势的 环境有利于岸蟹躲避天敌；而另一种海藻占优势的环境 则相反。请据此解释b坑中的滨螺在移出前数量较多的 原因 。（2）通过对水坑和凸出基质这两类微型生态系统屮滨螺密度和海藻物种数的调查，绘制成图co在滨螺极稀少的情况下，如果要最大限度地保护生物多样性，需要优先保护的是生态系统，这种保护措施属于。当滨螺密度长期保持在100 - 200只/n?时，生态系统的抵抗

24、力稳定性较高。【信息获取与解读】本试题从考点看主要考查牛态学相关知识，能力考查为获取信息的能力、综合应 用能力的考查为主。试题信息量大而繁杂，信息分散有隐蔽性，图文信息关联度大，导致难度偏大， 能力要求高。分析本题时应首先明确主题干阐述的基本信息，即某潮间带有水坑和凸出基质两类小生境，其屮 主要生长着浒苔、角叉苔等二种海藻和滨螺、岸蟹等二种动物。而“岸蟹主要以滨螺等小动物为食， 其主要天敌是海鸥”反映出三种动物捕食关系为“滨螺一岸蟹一海鸥”而（1）小题的题干和图中给出的信息互补关联、相互交错,'"皿若不能理顺、整合相应的图文信息 和二水坑处理前后的信息，本题是很难准确应答。在

25、进行（1）小题信息综合分析时，可通过画示意图或 在坐标图上标注分析（每条曲线表示的生物标记出来）而明确：罕 移动滨螺前，a坑中生物只有浒苔（多）、岸蟹（多）、角叉苔（少）三种生物（可归纳 为二多一少，在分析吋可把几乎无滨螺视为无滨螺，忽略不计）；b坑中生物有浒苔（少）、岸蟹（少）、 角叉苔（多）、滨螺（多）四种生物（可归纳为二少二多）。b、移动滨螺后，a坑中生物在二多一少的基础上变为四种，并由于“滨螺”的移入而导致 “二多”生物在减少，“一少”生物在逐渐增多，减少的海藻浒苔只能由于是“滨螺”的移入而受捕食而减少；同理，b坑中生物由四种生物变为三种，并由于“滨螺”的移出导致“一多”生物在减少，“

26、二 少”生物在增多，增加的海藻浒苔只能由于是“滨螺”的移入出而减少被捕食而增多。c、图a和图b中可以获取浒苔和岸蟹二生物种群相对数量增多与减少呈正相关。d、从题题干“此种海藻（浒苔）占优势的环境有利于岸蟹躲避天敌”的信息，推导出浒苔少 不利于岸蟹躲避天敌（海鸥）而数量减少，再结合前面推导出的三种动物捕食关 系“滨螺一 岸蟹一a海粤”就能很好地突破本题难点。e、在本小题最后，结合捕食链概念和前面推导11!的三种动物捕食关系，就能很好地推导出最长 食物链的组成。（2）小题要在准确把握纵横坐标意义的情况下，通过分析坐标图二曲线（即水坑和凸出基质二生 境），明确在滨螺极稀少的情况下，水坑和凸出基质二生

27、境藻物种数情况，滨螺密度长期保持在100- 200只/*时，水坑和凸出基质二生境藻物种数情况，结合生物多样性和抵抗力稳定性概念和原理就 能很好地完成本小题的应答。二、培养学生获取和解读生物学信息能力的策略（一）明确新课程标准和高考能力考核要求，把握生物学信息呈现特点获取信息的能力是指考生会鉴别、选择试题给出的相关生物学信息，并能运用这些信息，结合所 学知识解决相关的生物学问题。在生物试题分析中，首先根据试题提供的信息，理解试题要求以及考 查意图；再利用试题提供的相关文字、生物学图像、数据等信息资料，使用储备的生物学知识和相关 策略等对这些信息进行有效的分析、整合，以获収解决问题的条件，分析问题

28、的思路，应答问题的方 法。近年，髙考理科综合能力测试生物学试题呈现的生物学信息有如下特点：提供的信息新，设置 的情景新。试题呈现的新信息和考查内容常常融合在一定的新情境之屮。图表方式的信息呈现是常 见形式。生物图表提供的生物学信息具有直观、形象的特点。试题生物学信息常有简洁不完整性的 特点。试题提供的生物学信息往往简练，一些信息隐含在文字、图式、表格形式中，使得相关信息外 显出不完整性。高考试题提供的生物学信息还表现出渐进性的特点，即逐步给出生物学信息。组 合方式呈现试题提供信息。生物试题往往通过文字、图式、表格等不同形式相互组合提供解题所需的 生物信息。因此，只要在明确了新课程标准和高考考纲

29、“获取信息的能力”目标要求，把握高考理 科综合能力测试生物学试题呈现的生物学信息的特点，在平时教学和训练时提高针对性，抓住问题的 关键，才能有效提高学生“获取和解读信息”的能力。（二）注重各类生物学信息呈现形式的总结归纳，掌握获取途径和解读方法做任何事都是有一定的途径和方法的。获取生物学信息也不例外。只有掌握了途径和方法，解题 时才能做到轻车熟路、水到渠成，节省时i'可，提高解题速度。高考试题中生物信息的载体是各不相同的，有的蕴藏在生物试题的题干文字中，有的蕴藏在各种 生物图形的表述语言中，有的蕴藏在各种生物统计图表的文字和数字中，还有的蕴藏在生物试题的问 题设计中、各种生物信息的组合和整合的分析屮。因此根据生物信息载体的不同，获取和解读生物信 息的途径是不同的。对于图表信息和文字信息的解读也需要掌握一定的方法，即解读文字材料吋要注意从材料中提取 关键的词语，特别是対解题起提示性作用的词语最好能做上记号，根据筒要进行图文转换或文图转换, 使各种信息和相关生物学原理有机地整合在一起，理清理顺思路实现信息的有效解读。（三）改进课堂教学，切实培养学生获取文字信息的能力课堂教学过程是学生信息习得的主要过程。现代课堂需要教师积极引导学生主动地获取、处理信 息，获得相关信息内容体验、思辩和感悟。使学生对自己所获取的信息实现真正理解、有效掌握，并 由此获収有效