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生物學(xué)科繪圖類習(xí)題求解的錯誤的原因分析
與其他學(xué)科相比,生物學(xué)科無論是教材還是命制的試卷中常常以圖形眾多而著稱,這些圖形能大大簡化文字量,給人一種耳目一新的感覺,因而在很多測試中,都有著或多或少的對學(xué)生繪圖能力的考查。通過試卷的批改,廣大教師都會產(chǎn)生這樣的體會:凡與繪圖有關(guān)的習(xí)題,得分率普遍較低,學(xué)生所犯的錯誤種類繁多。本文試舉幾例,分析學(xué)生繪圖時的心理及其所犯錯誤的類型,與同行共研。
一、坐標(biāo)軸中相關(guān)圖形的繪制
1.曲線圖的繪制
此類曲線圖考查的內(nèi)容為:細胞分裂過程中DNA、染色體、染色單體數(shù)量變化曲線,光合作用和細胞呼吸中、吸收及釋放的變化曲線。這里邊有的是給出一條曲線,據(jù)此再畫出另外一條曲線;也有的是以表格的形式給出相關(guān)數(shù)值,讓學(xué)生在給定的縱橫坐標(biāo)上繪制相應(yīng)的曲線。難度最大的就是最后的一種情形,下面展示一下學(xué)生常犯的種種錯誤。
[例1]小球藻是一種單細胞藻類,是魚類等海洋生物的餌料,其生長狀況受紫外線B波段(UV-B)輻射量的影響�？茖W(xué)家探究UV-B輻射量對小球藻生長影響的實驗,其結(jié)果如下:
請根據(jù)實驗結(jié)果在坐標(biāo)軸上繪出輻射量與小球藻數(shù)量的關(guān)系曲線。
(1)學(xué)生常犯的錯誤大體有:①未標(biāo)出縱橫坐標(biāo)的含義。②遺漏坐標(biāo)軸中相應(yīng)的單位。③未標(biāo)明坐標(biāo)軸中的刻度。④曲線的繪制過于數(shù)學(xué)化,即像畫數(shù)學(xué)函數(shù)曲線那樣,畫得過于光滑,而不是各個點的連線。⑤隨意性,迫于內(nèi)心對此類習(xí)題的害怕心理,隨意地畫了一條曲線。當(dāng)然還有些同學(xué)根本就不做,留下令人遺憾的空白。
(2)教師指導(dǎo)學(xué)生解此類習(xí)題的措施及大體步驟為:首先,要讓學(xué)生從心理上藐視此類試題, 減輕或者消除學(xué)生對此類試題的恐懼心理。教師在黑板上很輕松地繪制圖形,讓學(xué)生看起來很容易、很瀟灑,再讓學(xué)生看看該試題所設(shè)置的分值,從而使學(xué)生從心理上正視、重視該類試題,在今后做題過程中膽大心細。其次,以大量的例題向?qū)W生展示解題的步驟,注意解題步驟的歸納,最好交給學(xué)生,教師加以整合,最終形成完整而易于被學(xué)生接受的解題策略。教師千萬不要直接幫學(xué)生歸納,而應(yīng)該讓學(xué)生學(xué)會在錯誤中成長,從而完善自己的知識結(jié)構(gòu)。
此類試題的解題步驟為:①標(biāo)明縱橫坐標(biāo)的含義、單位。②標(biāo)出縱橫坐標(biāo)的單位刻度。③對照坐標(biāo)軸與表格中的數(shù)據(jù),在坐標(biāo)象限內(nèi)描出相應(yīng)點,再用線條將這些精確的點連起來。但要提醒學(xué)生注意:生物曲線的繪制不是純粹的數(shù)學(xué)曲線,應(yīng)該具有科學(xué)性。
該題曲線如圖1所示。
2.單個柱形圖的繪制
[例2]西葫蘆的果形由兩對等位基因(A與a、B與b)控制,果皮的顏色由兩對等位基因(W與w、Y與y)控制,這四對基因按自由組合定律遺傳。據(jù)下表回答問題:
請用柱狀圖表示中各表現(xiàn)型的比例。
(1)學(xué)生常犯的錯誤:①縱橫坐標(biāo)軸的含義未標(biāo)明。②縱坐標(biāo)上未標(biāo)出比例。③柱形圖繪完之后,其下對應(yīng)位置未標(biāo)明柱形圖的類型。
(2)這里需要特別提醒學(xué)生柱形圖的下面位置要及時標(biāo)明各柱形圖的含義。
參考答案:
3.多柱形圖的繪制
對于研究多個對象,往往需要繪制多個柱形圖的圖形,由于每點繪制的圖形增多,學(xué)生所犯的錯誤較多,值得教師深思。
[例3]下表為生態(tài)學(xué)家對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中生活在同一區(qū)域內(nèi)的兩種草本植物的種群密度調(diào)查后,得到的統(tǒng)計數(shù)據(jù)(株/100):
根據(jù)該統(tǒng)計數(shù)據(jù),請畫出甲、乙兩種群第一年至第四年種群數(shù)量隨時間變化的柱形圖(以時間為橫軸,種群數(shù)量為縱軸)。
(1)學(xué)生除了常犯例2中的錯誤之外,還會忘記在柱形圖的右上方注明不同顏色的柱形圖所代表的含義。
(2)教師在試卷評講之前,最好通過多媒體將學(xué)生錯誤的種種類型展示出來,讓學(xué)生自糾,然后再出示正確的答案,久而久之,學(xué)生必然對此類試題的求解了然于胸。
參考答案:
二、細胞結(jié)構(gòu)及相關(guān)代謝過程的繪制
教材中有眾多的細胞結(jié)構(gòu)及代謝示意圖,這些圖形以其獨特簡潔的特點將較為抽象、無形的知識以直觀的形式展示在廣大師生面前,這些圖形不僅僅可以作為教師教學(xué)的物理模型,也可以作為學(xué)生理解生物學(xué)知識的模板,所以,在試卷中常常會出現(xiàn)眾多的圖形繪制試題,如請學(xué)生繪制細胞膜的模式圖,磷脂分子在水面、油面的分布情況,物質(zhì)跨膜運輸?shù)氖疽鈭D。
[例4]下面是某生物興趣小組的一個問題探究實例:
請根據(jù)探究1和探究2的結(jié)果推導(dǎo)細胞膜上磷脂分子的排布情況,在圖4-4中繪出其簡圖(片段)。
學(xué)生常出現(xiàn)的錯誤為:只畫了單層磷脂分子;磷脂分子本身繪制錯誤;磷脂雙分子層中分子的位置繪制出錯,主要體現(xiàn)在疏水端在外側(cè),親水端在內(nèi)側(cè)。
教學(xué)對策:教師在教學(xué)時,一定要充分利用教材中現(xiàn)有的圖形,如在教授細胞膜時,教師可將課本翻至必修1的封面,讓學(xué)生結(jié)合教材中的文字,對封面圖形進行相關(guān)物質(zhì)名稱和分布情況的識別,不僅要明確細胞膜中蛋白質(zhì)、磷脂、糖鏈等物質(zhì)的名稱,更重要的是要了解這些物質(zhì)在細胞膜中的位置,然后再讓學(xué)生嘗試著在草稿紙上畫一畫,畫完后再與原圖進行比較,找出自己所犯的錯誤,對自己所畫的圖形進行修正,這樣細胞膜的圖形就深深地植入學(xué)生頭腦之中,實現(xiàn)了圖文結(jié)合的理解記憶。
參考答案:
[例5]下頁圖6為元素組成化合物X、Y、Z,X為細胞生命活動所需要的主要能源物質(zhì),Y、Z構(gòu)成了細胞膜的主要成分。請據(jù)圖回答問題:
如X被小腸細胞吸收進入血液,用●表示X的分子數(shù)量多少,用↓表示其進出的方向和途徑,請在圖中表示出這種跨膜運輸方式。
參考答案見下頁圖7。
三、細胞分裂圖像的繪制
細胞分裂是生物體生長發(fā)育的重要生理過程,大體上有有絲分裂、減數(shù)分裂、無絲分裂,其中前兩者在教材中圖像較多,圖像中重點體現(xiàn)了染色體、染色單體、染色體組、基因的變化情形,繪制相關(guān)的分裂圖像能較好地判斷相關(guān)物質(zhì)的變化情況,此類圖像的繪制自然不會被命題者所遺忘。
[例6]某校學(xué)生在開展研究性學(xué)習(xí)時,進行人類遺傳病方面的調(diào)查研究。圖甲是該校學(xué)生根據(jù)調(diào)查結(jié)果繪制的某種遺傳病的系譜圖(顯、隱性基因用A、a表示)。請分析回答:
若Ⅱ4號個體帶有此致病基因,Ⅲ7是紅綠色盲基因攜帶者,假設(shè)控制人的正常色覺和紅綠色盲的基因分別用B和b表示,圖乙表示Ⅱ3產(chǎn)生的卵細胞中相關(guān)染色體模式圖,繪制該卵細胞形成過程中減數(shù)第一次分裂后期圖,并在圖中標(biāo)注相關(guān)的基因。
(1)對于這類圖形的繪制,學(xué)生常犯的錯誤有:①染色體圖形繪制缺乏科學(xué)性,有的學(xué)生繪制的染色體似蚯蚓,彎彎曲曲的,看起來非常隨意,嚴重缺乏美感;還有些圖形中相同染色體或者同源染色體(X、Y染色體除外)繪制的大小相差很大,顏色(黑、白)繪制不當(dāng)。②缺乏相應(yīng)的結(jié)構(gòu),如常常缺少中心體(動物細胞)、紡錘體等。③細胞質(zhì)分裂是否均勻繪制失當(dāng),特別是初級卵母細胞、初級精母細胞進行減數(shù)第一次分裂后期,次級卵母細胞、次級精母細胞在減數(shù)第二次分裂后期,這四個細胞的細胞質(zhì)分裂的均勻程度極易混淆。④染色體上基因的種類易標(biāo)錯。
(2)教學(xué)對策:①教師要有意識地培養(yǎng)學(xué)生繪圖能力,教師在講解減數(shù)分裂相關(guān)知識時,盡量以各種圖形為解題載體,以直觀的圖形替代看似虛無的教學(xué)語言。教師講得再動聽,但學(xué)生仍然很難從根本上理解細胞圖中染色體、DNA、染色單體、染色體組數(shù)量的變化,但若結(jié)合相應(yīng)的細胞分裂圖像,產(chǎn)生的教學(xué)效果則大不相同。②要求學(xué)生先跟著教師在各自的筆記中畫出相應(yīng)的示意圖,然后讓學(xué)生在草稿紙上獨立試著重復(fù)再畫一遍,然后與筆記中正確的圖形進行比對,這里可以由同桌或前后位的同學(xué)交換著指錯,從而達到良好的教學(xué)效果。③為了使學(xué)生繪制的圖形更具美觀性、科學(xué)性,教師在黑板上繪圖時,要盡可能展示學(xué)生錯誤的繪圖,再教給學(xué)生正確的繪圖技巧及注意事項。
參考答案:
繪圖能力的培養(yǎng)任重道遠,需要教師長期的引導(dǎo),要讓學(xué)生關(guān)注教材、試卷中的種種圖解,學(xué)生在讀書之時,要有意識地畫一畫教材中的插圖,教師要放手讓學(xué)生自己動手畫一畫,以培養(yǎng)學(xué)生繪畫的技巧與信心。
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