高中生物学教学中争议问题解析

高中生物学教学中争议问题解析在数、理、化、生这些学科中，学生（特别是尖子生）总觉得生物学不像物理、化学、数学那样严密，生物学是理科中的文科。学生产生这种认识的主观原因是教师对生命过程的理解不到位。另外，不少生物学试题的命制存在漏洞，弄得学生莫衷一是，降低了学生学习生物学的兴趣。客观原因是，生命系统太复杂，影响生命过程的因素太多，这些因素之间还进一步相互作用、相互制约，导致现阶段大多数生命活动不能像物理、化学那样通过建构数学模型来精细表达。下面对以上提到的原因进行分析，并尝试解决那些常见的争议问题。1对教材的不正确解读产生争议曾有一位同事说过：“中学阶段所学的生物学知识，很多到大学阶段都是错的。”其实，不管高中生物学知识还是大学生物学知识都是真科学。高中生物学就是根据大学教材编写的，知识传授出现问题不在于教材，而在于对教材的解读。教材编写时，因为篇幅的限制，专家、教授们要把厚厚的大学教材，压缩成几页、十几页是不容易的，只能保留最重要的，还要用概括性的语言来描述。例如，人教版生物学教材必修1的P.112中，“真核细胞的分裂方式有三种，有丝分裂、无丝分裂、减数分裂”这句话，被大多数教辅资料概括成这3种分裂方式是真核生物特有的，原核生物不具有。而在第四版《细胞生物学》（翟中和主编）P.21中，表2-1则写明原核细胞的分裂方式是无丝分裂（直接分裂），真核细胞以有丝分裂（间接分裂）为主。认为争议的原因在于对教材的误读，高中教材的容量有限，编者只介绍了真核生物的分裂方式，没有顾及原核生物的分裂方式。所以原核生物的分裂方式是无丝分裂还是二分裂（大多数教师的观点），并不要求学生掌握。如果非要说出原核生物的分裂方式，就是把教材读“厚”了，而如果强调有丝分裂、无丝分裂、减数分裂3种分裂方式是真核生物所特有的，则又是把教材读“歪”了。再如，关于“细胞周期”的概念，人教版生物学必修1P.112这样写道：“有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要形式。细胞进行有丝分裂具有周期性。”很明显编者强调的是有丝分裂具有周期性，不讨论其他分裂方式周期性的问题。不少教辅资料又错误地理解成只有有丝分裂才有细胞周期。第4版《细胞生物学》（翟中和主编）P.280提到了细菌的细胞周期，而P.290对减数分裂的介绍也完全是按照细胞周期的术语来表述的。曲解教材极大地禁锢了学生的思维，不利于生命观念的形成。还有一类争议源于新旧教材的衔接，教师对旧教材的观点先入为主，导致对新教材观点的理解产生偏差，如旧教材在免疫调节部分的叙述：“除少数抗原可以直接刺激B细胞外，大多数抗原被吞噬细胞摄取和处理，并暴露出其抗原决定簇；吞噬细胞将抗原呈递给T细胞，再由T细胞呈递给B细胞，B细胞接受抗原刺激后，开始进行一系列的增殖、分化，形成记忆细胞和浆细胞。”即B细胞的增殖分化存在两个途径：一是，大多数抗原由T细胞呈递给B细胞，使其增殖分化；二是，少数抗原直接刺激B细胞也可以使其增殖分化。上述中的大多数抗原是胸腺依赖性抗原（依赖T细胞），而少数抗原是非胸腺依赖性抗原。另外，第二条途径很微弱，甚至不能产生记忆细胞。而人教版生物学必修3P.37提出：“大多数病原体经过吞噬细胞等的摄取和处理，暴露出这种病原体所特有的抗原，将抗原传递给T细胞，刺激T细胞产生淋巴因子。少数抗原直接刺激B细胞，B细胞受到刺激后，在淋巴因子的作用下，开始一系列的增殖、分化”。这段叙述去掉了T细胞呈递抗原给B细胞，增加了T细胞产生淋巴因子作用于B细胞。事实上，T细胞没有呈递抗原的能力，相反T细胞只能识别抗原，这是由T细胞表面的抗原识别受体的类型决定的，这是对旧教材的更正。但是文字中也提到了“大多数、少数”，很多教师就认为两个版本中的大多数、少数是一致的。只要认真阅读教材，新教材的观点非常明确，B细胞的增殖分化，必须受到刺激（来自抗原）后，在淋巴因子的作用下，两个方面的影响才能增殖分化。也就是说，新版教材删繁就简，根本没有提及第二条途径，只讲了最重要的胸腺依赖性抗原在体内的免疫过程。另外，新教材还去掉了抗原决定簇的概念，这也是对旧教材的简化处理。在自然科学知识中，生物学是发展最快、变化最大的，教师一定要与时俱进，才能将最准确的知识传授给学生，绝不能一成不变地沿用旧的理念、知识，必须认真研读，反复揣摩新旧教材的变化。另外，高中教材既然是大学教材的简化和概括，要做到准确理解，还必须阅读最新的高校教材，如细胞生物学、遗传学、动植物生理学、生态学、微生物学等领域的教材。只有这样，才能最大限度地减少争议，提高教学效率、教学质量，使学生形成严谨科学的生物学学科素养。2习题命制不严谨产生争议争议习题

某同学对一个受到轻度农药污染的湖泊进行调查，测得该湖泊内具有食物链关系的甲、乙、丙、丁4个生物种群所同化的总能量。如表1所示。下列说法中正确的是A.分析表中数据可知，4种生物之间只能形成一条食物链B.除甲种群外，其他3个种群的同化作用类型都属于异养型C.在上述4个种群中，丁种群体内的农药残留量是最多的D.因捕食引起的竞争关系，可能涉及甲、丁两个种群分析

此题的答案选D，也就是说，根据表格中的数值，命题人默认的食物关系是图1。但是由于题目只说了甲、乙、丙、丁之间具有食物链的关系和各自的能量值，没法得出确切的食物链关系。它们之间所呈现的食物链方式很多，图2中的几种食物链就很具有代表性。高考试题（2014年新课标11卷第31题）某陆地生态系统中，除分解者外，仅有甲、乙、丙、丁、戊5个种群。调查得知，该生态系统有4个营养级，营养级之间的能量传递效率为10%～20%，且每个种群只处于一个营养级。一年内输入各种群的能量数值如表2所示，表中能量数值的单位相同。请画出该生态系统中的食物网。表2很显然，该命题非常严谨，除了表中数据外，重要的条件还有5个。甲、乙、丙、丁、戊5个种群不是分解者，只能是生产者和消费者；每个种群只处于一个营养级，可以确定戊是生产者。根据共有4个营养级，营养级之间的能量传递效率为10%～20%，可计算得出生产者只能是戊，并且乙、丙同处第二营养级，都以戊为食，甲同时以乙、丙为食，由此食物关系只能如图3所示，每一个条件既充分且必要。在生物学教学中，类似于这类不严谨的习题经常会遇到，教师为解释它们往往弄得焦头烂额，题目不严谨，再解释也有漏洞，学生的困惑不能消除，甚至对生物学失去了兴趣。所以在试题的编选上，一定要下足功夫，对上述“鸡肋”，或者舍去，或者改编，教师应多研究高考真题、高质量的模拟题，题不在多，质量第一。3生命系统的复杂性引发的争议性问题高考试题（2011年新课标卷第29题）在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物浓度的变化趋势如图4所示。请回答问题：（1）图中物质A是_____（C3化合物、C5化合物）。（2）在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是_____；将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是_____。（3）若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C3化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的_____（低、高）。这道题最大的争议在第（3）问，此前大多教师认为C3和C5的浓度变化曲线如图5所示。教师可以用图6来解释：将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中时，由于CO2浓度大幅下降，就会造成①C5+CO2=2C3的反应速度远小于②2C3=C5+（CH20）的反应速度，C3的浓度就会下降，C5的浓度就会上升。随着C5浓度的增加，反应0的速度会加快，C3的浓度降低，反应②的速度会减慢，当反应①②速度相等时，C5的浓度达到最大值，C3的浓度达到最小值。此后由于反应①②处于平衡状态，C3与C5生成、消耗的速率都是相同的，因此，二者的浓度不再变化，所以出现图6的结果。以上推理看似严谨，实际上忽略了暗反应的复杂性，仅仅把暗反应看成①②两步反应而已。高考题所给出的图4应该由具体的实验数据支持，为什么会出现这样的偏差呢？关键是生命系统的复杂性造成的，图7是暗反应的具体过程。前面所说的C3实际是三磷酸甘油酸，三磷酸甘油酸需被还原成三磷酸甘油醛，再由一部分三磷酸甘油醛形成蔗糖、淀粉等，另一部分经过一系列复杂过程形成C5，由于这两个途径需要多种酶的催化，必然有复杂的酶促反应调节机制，光照也会直接或间接地影响一些酶的活性，而且两个途径中的几处反应有关联，因此，C5和蔗糖、淀粉的形成量是可调节的。难道这道题是要高中生弄清复杂的卡尔文循环？当然不是，它考查的是学生的生物学学科核心素养，这是稳态与平衡观的体现。对于处于平衡光合状态的叶绿体来讲，积累C3或C5而不参与循环是不经济的，不管是高浓度还是低浓度的CO2环境中，只要处于平衡状态，C3的浓度应该高于C5。在图4中C5的浓度达到最大值，C3的浓度达到最小值时，随着时间的推移，C5含量下降，C3含量上升，已经为后面正确答案的得出作了很好的提示。C3、C5的含量变化一直是考查光反应与暗反应关系的重要切入点，但是有些教辅资料中的习题明显失去了科学性，如有的题目考到了一天中C3、C5含量变化，这样的题目没有实验依据，不够科学严谨。生命系统是地球上最复杂的物质系统，是从非生命系统经过几十亿年进化的结果，在现阶段，很多生命活动的结果仍不可预测。所以对于一些影响因素较多、过程复杂又不能定量分析的问题，千万不能仅揪住其