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坐标图模型解读生物学知识的价值

 

通过对生物学中上述三种坐标图模型的解读和分析，不难看出它们既有内在联系，又有自己的特点。它们对生物学的应用具有一定的研究价值。

 

1. 对坐标图模型进行图文转换，通过现象看本质

 

从人类教育版的生物必修教材或一些资料书中，我们可以看到，在知识的描述中，大量的文字叙述是“常见的”。面对这样的情况，不仅老师觉得麻烦，很多学生也觉得“害怕”。当学生面对大段文本叙述的主题时，他们通常会被这种形式“吓到”，然后产生“困难”的心理暗示，然后放弃主题。将文字叙事转化为简单的形式，更有利于学生的接受。吴宁、雷霆文等人在生物化学教学中对抽象概念教学方法进行了实验。结果表明，图表教学班的学生对抽象概念的理解明显高于传统文本教学班的学生。这在一定程度上体现了“文不如表，表不如图”的道理。在回顾必修3解释抵抗力稳定性和恢复力稳定性时，教科书使用了大量的文本叙述。如果在这里插入坐标图（图6），它不仅简化了乏味的文本，而且让读者分析并找到一些隐藏的信息。例如，抵抗力稳定性越强，恢复力稳定性越弱，两力关系相反，但生态系统的稳定性共同维持。这可以帮助学生通过现象看本质，培养他们的洞察力和严谨的逻辑思维。

 

2. 结合实验和坐标图模型，揭示事物变化的规律

 

对于实验结果的统计分析，学生不仅可以深刻理解事物变化的规律，还可以通过绘制和分析坐标图来加强对知识的理解。

 

例如，必修1“降低化学反应活化能的酶”，即根据实验数据分析绘制不同条件下酶活性的坐标曲线图（如图7所示）、图8所示）。

 

在比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率的基础上，学生探讨了温度和pH对酶活性的影响，并通过实验现象和数据统计完成了坐标曲线图的绘制。这不仅培养了学生的观察和数据分析能力，也考验了学生的实践能力。使用坐标曲线比简单的文本更生动地显示了温度和pH与酶活性之间的变化规律，曲线绘制是通过实验获得的数据完成的，因此更有说服力。

 

3. 作为培养学生学科间知识迁移和交叉应用能力的教学工具

 

坐标图作为一种数学模型，已被用作许多学科之间的教学策略和工具。物理抛物运动、力场分析等。；化学酸碱中和反应前后的关系；生物种群增长曲线（“J”、“S”型曲线）、物质跨膜运输（番茄、水稻矿物质运输柱图）等。；地理温度曲线和降水柱图、海水温度、盐度随纬度变化图等。这些学科基本上涉及到坐标图模型的应用，所以学生可以从一个例子中得出推论，并将该学科的知识应用于其他学科领域。

 

[例1]反应过程中的能量变化如图9所示（图中E1表示正反应的活化能，E2表示反反应的活化能）。以下正确描述为（）

 

A. 这种反应是放热反应

 

B. 催化剂可以改变反应的焓变

 

C. 催化剂可以降低该反应的活化能

 

D. 逆反应的活化能大于正反应的活化能

 

分析：通过图像分析，反应能量低于生成能量，反应为吸热反应；催化剂只能改变反应速率，不能改变反应焓；催化剂改变化学反应速率降低反应活化能量，C选项正确；图像分析反应活化能E2小于正反应活化能E1。

 

[例2]图10中的曲线II、Ⅱ它分别表示物质A在没有催化剂和酶催化的情况下产生物质P所需的能量变化过程。以下相关叙述是正确的()

 

A. Ab段表示，在没有催化剂的情况下，物质A生成物质P所需的活化能

 

B. 如果酶催化转化为无机催化剂催化反应，B将在纵轴上向下移动

 

C. 如果只增加反应物A的数量，图中曲线的原始形状就会发生变化

 

D. 若曲线Ⅱ作为酶促条件下最适宜的曲线，改变酶促条件后，B会在纵轴上向上移动

 

分析：活化能被定义为分子从正常转变为容易发生化学反应的活化状态所需的能量，酶可以降低化学反应的活化能量。根据图分析，AC段表示物质A在没有催化剂的情况下产生物质P所需的活化能；如果酶催化转化为无机催化剂催化，因为酶催化效率高于无机催化剂，B应在纵轴上向上移动；如果只增加反应物A的数量，则图中曲线的原始形状不会改变；如果曲线Ⅱ作为酶促条件下最适宜的曲线，改变酶促条件后，酶活性降低，需要更多的活化能，b会在纵轴上向上移动。

 

答案：D。

 

例1是化学催化剂知识的体现，例2是生物学酶活性和活化能的测试。两者都阐述了催化剂对事物变化的影响，坐标图模型的类型基本相同。当学生接触到某一学科时，也会为其他学科的知识学习打下基础，从而培养学生的知识迁移和交叉应用能力。