Excel在生物教学中的应用实例

　　1 概述

　　在新课程改革的背景下,新课程理念提出了知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观三维目标的教育理论。三维目标的教育理论的提出,使生物学科的教学的目标从传统模式下只注重传授学生知识和解题技巧的单一目标,转变为在掌握知识和技能的同时,全面提高学生的能力与情感态度价值观的多维目标。为培养现代高素质人才打下坚实基础,以满足新形势下社会发展的需求。

　　三维目标的提出和确立,将素质教育体现在课程标准之中。只有科学、灵活地优化教学方法,才能适应新课改要求。利用Excel图表进行辅助教学,可以简化复杂的数据处理,提高学生学习的积极性和主动性,进而活跃课堂气氛,发挥教师自己的教学优势。在新课程背景下,生物学科明确要求学生能够正确理解、分析生物学中以图表、图解等表达的内容和意义,并能用图表等多种表达形式准确地描述生物学现象和实验结果。这就要求培养学生具备较高的思维和分析水准。同时,本文结合高中教材中的实例来探讨Excel图表与生物学科的整合,将其作为一种教学工具来优化生物课堂教学,改变传统的教学模式,将三维目标有效地整合到日常的教学过程中。从而提高教学效率,培养学生对生物知识的理解和应用能力。

　　2 Excel 相关功能简介

　　苏教版普通高中必修《3稳态与环境》中“种群数量的增长规律”一节中安排了“探究酵母菌种群大小的动态变化”?的实验。该实验旨在让学生通过对培养液中酵母菌种群数量的连续观察,探究酵母菌种群数量的变化规律,进而统计数据,建构数学模型,绘制变化曲线。

　　运用传统的教学方法,过程十分繁琐。而采用Excel软件,借助它的图表功能,则可以快速准确地绘制出酵母菌种群数量的变化图像。

　　2.1 误差计算

　　（1）算术平均值在F4单元格中直接输入“=AVERAGE（B4:E4）”后回车,即可得到本次酵母菌取样的平均值（。2）绝对误差:绝对误差反映测量值偏离真值的大小,即测量值与真实值之差的绝对值。数值越小,偏离平均值程度越小。B4的绝对误差:在G3单元格中直接输入“=ABS（B4-F4）”后回车,即可得到本次酵母菌取样数据的绝对误差。（3）相对误差:相对误差是绝对误差与测量值或多次测量平均值的比值,可以比较不同测量结果的可靠程度。数值越小,可靠性越大。B4的相对误差:在H3单元格中直接输入“=G4/F4”后回车即可。

　　2.2 图形绘制

　　依据酵母菌种群取样测量数据,以建立种群变化曲线,方法如下:

　　步骤一:建立Excel数据表,点击工具栏中插入“图表向导”选项,则出现图表向导对话框;步骤二:在“图表类型”窗口中选择第五种,即“XY散点图”,在“子图表类型”中选择“散点图”,点击“下一步”按钮 弹出图表源数据对话框;步骤三:在“数据区域”空白处用鼠标选择“F4:F7”,在“系列产生在”标题后面的两个选项中,用鼠标选择“列”,切换到“系列”对话框,在“x值”后空白处用鼠标选择“A4:A7”,点击“下一步”按钮弹出“图表选项”对话框;步骤四:在“标题”卡的“图表标题”窗口中输入“探究酵母菌种群大小的动态变化”,在x轴窗口中输入“培养时间/h”,在Y轴窗口中输入“百万个/ml”,选中网格线选项的全部四项,单击下一步;点击“完成”按钮,至此实验数据点就在图表上描绘出来了。

　　2.3 趋势线

　　“添加趋势线”是Excel进行数据拟合的工具,反映研究对象的定量关系和运动规律的数学表达方式或具体算法,是生物学实验数据分析的工具之一。

　　3 Excel 在生物教学中的应用实例

　　（1）绘制“探究酵母菌种群数量的增长曲线”。以上操作,只是根据酵母菌种群数量增长的局部曲线。可进一步输入该实验的全部数据进行Excel分析和处理,该操作也可由学生利用Excel软件自主完成,使学生在迅速、形象地获得图象的同时,加深了他们对本节知识点的印象。

　　（2）分析有丝分裂过程中DNA、染色体和染色单体的变化规律。以苏教版普通高中必修《1分子与细胞“》有丝分裂”一节为例,根据插图细胞可以得到有丝分裂过程中,DNA、染色体和染色单体的变化数据。根据Excel图表绘制出柱形图,使得三者在有丝分裂各时期的数目变化一目了然,势必提高学生对此类知识的理解能力。

　　（3）巧解生态系统中的能量流动。以苏教版《生物》（必修3“）生态系统的能量流动”一节为例,依据书本提取出三个营养级之间能量变化的数据,绘制成更加简明易懂的饼状能量流动图,形象生动,帮助学生理解（图1）。

　　从以上教学实例中可以看出,利用Excel图表功能,将其作为一种学习工具,让学生知道数据的实际意义,引导学生尝试去思考问题,解决问题。把指导学生视图和绘图的方法和提高学生视图和绘图的能力渗透到日常教学当中去,提高教与学的效率,提高学生解析图表的方法和能力。使得教学更加方便、灵活、直观,更能激发学生的学习兴趣,更有信心学好生物。将Excel图表与生物学科的学习内容整合,不但能提高学生对知识和技能的掌握,而且能适应新课程理念的要求,培养学生能力和素质,实现新课程改革的三维教学目标。

　　参考文献

　　[1][美]John Walkenbach 着.路晓村等译.Excel 2002 公式与函数应用[M].北京:电子工业出版社,2002.

　　[2]李伟《.生物学教学论》.江苏人民出版社,2007.