王 韜(四川省南充市儀隴中學(xué) 四川南充 637600)
專題復(fù)習(xí)是指基于學(xué)情、教情、考情,以某個“點(diǎn)”為中心,整合生物學(xué)的概念、規(guī)律、原理和思維方式,以實(shí)現(xiàn)構(gòu)建框架、遷移知識和解決問題的復(fù)習(xí)模式[1]。圖示法是圍繞某個主題或知識內(nèi)容進(jìn)行表征的可視化組織形式,包括思維導(dǎo)圖、概念圖、韋恩圖、流程圖等。圖示法將抽象的生物學(xué)概念具體化,繁雜的知識內(nèi)容條理化,直觀形象的圖示便于信息的傳遞和表達(dá),利于知識的深度挖掘和透徹理解,還可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
人教版高中生物學(xué)必修1 第2 章“組成細(xì)胞的分子”可劃分為“細(xì)胞中的元素和無機(jī)物”,以及“細(xì)胞中的有機(jī)物”2 個專題進(jìn)行復(fù)習(xí)。后者涵蓋第2 節(jié)“生命活動的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)”、第3 節(jié)“遺傳信息的攜帶者——核酸”、第4 節(jié)“細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)”相關(guān)內(nèi)容,以及“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)(第18~19 頁)”、“觀察DNA 和RNA 在細(xì)胞中的分布(第26~27 頁)”2個考綱要求的實(shí)驗(yàn)。這部分知識是生物的物質(zhì)基礎(chǔ),與后續(xù)的細(xì)胞代謝、遺傳變異、穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)等內(nèi)容聯(lián)系緊密。本文以 “細(xì)胞中的有機(jī)物” 專題為例,嘗試運(yùn)用思維導(dǎo)圖、概念圖、韋恩圖和流程圖等圖示法,開展四大有機(jī)物的專題復(fù)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識體系,實(shí)現(xiàn)高效有序地復(fù)習(xí)。
思維導(dǎo)圖(mind map)是一種對知識組織和表征的思維工具。思維導(dǎo)圖巧妙地將各種主題的關(guān)系用相互隸屬與相關(guān)的思維“地圖”表現(xiàn),形成脈絡(luò)清晰、重點(diǎn)突出的信息網(wǎng)絡(luò)。構(gòu)建思維導(dǎo)圖突破專題復(fù)習(xí),可幫助學(xué)生建立專題的知識體系,厘清知識間的內(nèi)在聯(lián)系。
“細(xì)胞中的有機(jī)物”為專題的中心主題,教師啟發(fā)學(xué)生繪制4 條放射狀曲線,在各曲線的末端設(shè)立與主題相關(guān)的關(guān)鍵詞“蛋白質(zhì)”“核酸”“糖類”“脂質(zhì)”,而每個關(guān)鍵詞又可設(shè)立為新的中心,例如“蛋白質(zhì)”向外延伸新的分支“元素組成”“基本單位”“形成過程”“結(jié)構(gòu)多樣性”“功能多樣性”“鑒定”,分支關(guān)鍵詞又可作為新的中心,借助發(fā)散思維,由點(diǎn)到面,構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生繪制的思維導(dǎo)圖可能有一些錯誤或遺漏,教師應(yīng)悉心指導(dǎo),師生共同完善知識結(jié)構(gòu),繪制的思維導(dǎo)圖(圖1)呈現(xiàn)抽象而復(fù)雜的學(xué)科內(nèi)容。
思維導(dǎo)圖構(gòu)建下的專題復(fù)習(xí),可將雜亂無章的知識點(diǎn)有序整合,建立穩(wěn)固的知識網(wǎng)絡(luò)。利用圖1 可強(qiáng)化蛋白質(zhì)、核酸、糖類和脂質(zhì)四大有機(jī)物的主干知識,有效防止復(fù)習(xí)的碎片化,增加知識的有序性,為后續(xù)復(fù)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
圖1 細(xì)胞中的有機(jī)物
概念圖(concept map)也是一種組織和表征知識的工具。它將某一命題網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)概念及相互關(guān)系用圖示化的形式呈現(xiàn)。概念圖以層級排列概念,高度濃縮知識,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。在復(fù)習(xí)課引入概念圖,學(xué)生可深入理解學(xué)科概念,明確概念間的深層關(guān)聯(lián)[2]?,F(xiàn)以“核酸”和“蛋白質(zhì)”為例,分別構(gòu)建概念圖以鞏固基礎(chǔ)及延伸拓展。
2.1 構(gòu)建“核酸和核苷酸”的概念圖,加深理解核心概念 核酸是遺傳信息的攜帶者,其與核苷酸之間的關(guān)系可簡單描述為:核酸的基本單位是核苷酸。筆者向?qū)W生提出教學(xué)任務(wù)“構(gòu)建核酸和核苷酸的關(guān)系概念圖”,先讓學(xué)生找出“核酸”“核苷酸”這2 個關(guān)鍵詞,然后要求學(xué)生展開聯(lián)想并羅列相關(guān)的概念,例如 “DNA”“RNA”“脫氧核糖核苷酸”“核糖核苷酸”等。用連接線連接相關(guān)概念,必要時在連接線上注明二者之間的關(guān)系。大多數(shù)學(xué)生通過積極思考可繪制簡單的概念圖(圖2A)。
圖2 核酸和核苷酸的關(guān)系
圖3 蛋白質(zhì)和氨基酸的關(guān)系
教師應(yīng)首先肯定學(xué)生的構(gòu)圖成果,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的信心。然后以學(xué)生所繪制的圖示為基礎(chǔ),通過深加工和再創(chuàng)造完善概念圖(圖2B)。
圖2A 和2B 都闡明核酸及核苷酸的分類,核酸(DNA 和RNA)的基本單位,以及核苷酸的化學(xué)成分。圖2B 還呈現(xiàn)DNA 和RNA 所含的五碳糖及含氮堿基有所差異,這些差異可作為DNA 或RNA 的判斷依據(jù)。此外,DNA 由2 條脫氧核苷酸鏈形成,RNA 由1 條核糖核苷酸鏈形成。通過圖2概念圖的構(gòu)建,學(xué)生明晰了核酸和核苷酸之間的關(guān)系,加深對這2 個核心概念的理解,從而鞏固核酸的基礎(chǔ)知識。
2.2 構(gòu)建“蛋白質(zhì)和氨基酸”的概念圖,整合復(fù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容 蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者,其與氨基酸之間的關(guān)系可簡單描述為:蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸。可用與2.1 同樣的方法,先讓學(xué)生繪制簡略的概念圖(圖3A),教師再引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建復(fù)雜的概念圖(圖3B)。
圖3A 和3B 都闡明蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸,以及氨基酸形成蛋白質(zhì)的過程。圖3B 還涉及人體內(nèi)蛋白質(zhì)消化吸收的過程,細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成加工的過程,蛋白質(zhì)和氨基酸組成元素存在差異,以及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的多樣性與氨基酸密切相關(guān)。這些內(nèi)容體現(xiàn)了專題復(fù)習(xí)不同于新授課,前者不拘泥于章節(jié)的限制,可將其他模塊或章節(jié)的相關(guān)內(nèi)容相整合。專題復(fù)習(xí)在鞏固基礎(chǔ)的同時延伸拓展,提升學(xué)生的理性思維能力和知識遷移能力。
韋恩圖(Venn diagram)是用封閉曲線顯示元素間重疊關(guān)系的圖示,是一種選擇、分類和比較信息的有效工具。韋恩圖可將概念關(guān)系的認(rèn)知方式顯性化,揭示認(rèn)知結(jié)構(gòu)重疊或沖突的部分。復(fù)習(xí)時將概念融入到韋恩圖中,利于展示概念之間的集合關(guān)系,幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識結(jié)構(gòu)。現(xiàn)以“糖類”和“脂質(zhì)”為例,分別制作表示交叉或包含關(guān)系的韋恩圖。
3.1 制作“糖類”的韋恩圖,呈現(xiàn)糖類分布的交叉關(guān)系 糖類是主要的能源物質(zhì),廣泛分布于動、植物細(xì)胞中。哪些糖類分布于植物細(xì)胞中?哪些糖類分布于動物細(xì)胞中?哪些糖類在動、植物細(xì)胞都有分布?教師創(chuàng)設(shè)3 個問題情境,啟發(fā)學(xué)生用韋恩圖進(jìn)行歸納、比較。學(xué)生在白紙上繪制2 個橢圓分隔成3 個區(qū)域,只屬于動物細(xì)胞、只屬于植物細(xì)胞,以及動、植物細(xì)胞共有(2 個橢圓的交叉部分);羅列熟知的糖類,例如葡萄糖、果糖、乳糖、糖原、淀粉、纖維素等,再將這些糖分別填入3 個區(qū)域,并補(bǔ)充完善;然后小組間相互檢查,最后教師歸納總結(jié)并呈現(xiàn)糖類分布的韋恩圖(圖4)。
圖4 糖類在動植物細(xì)胞中的分布
由圖4 可知,乳糖、半乳糖和糖原是動物細(xì)胞特有的糖類,植物細(xì)胞特有果糖、蔗糖、麥芽糖、淀粉和纖維素,而葡萄糖、核糖和脫氧核糖是動、植物細(xì)胞共有的。用韋恩圖表示糖類在動、植物細(xì)胞中的分布,更加直觀形象,便于學(xué)生理解糖類分布的差異。
3.2 制作“脂質(zhì)”的韋恩圖,表明各類脂質(zhì)的包含關(guān)系 脂質(zhì)種類繁多,功能各異。有些基礎(chǔ)薄弱學(xué)生對相似的概念難以區(qū)分,例如脂質(zhì)和脂肪,固醇和膽固醇。脂質(zhì)主要包括脂肪、磷脂和固醇,固醇又可分為膽固醇和膽固醇衍生物。學(xué)生在這些知識基礎(chǔ)上進(jìn)行意義構(gòu)建,繪制脂質(zhì)分類的韋恩圖(圖5)。該圖由外及里,層層深入,表明各類脂質(zhì)的包含關(guān)系,可加深學(xué)生對概念的認(rèn)識和理解,顯著提升復(fù)習(xí)效果。
圖5 脂質(zhì)的分類
3.3 合并“糖類”的韋恩圖,化繁為簡,高度概括
糖類的分類也可繪制韋恩圖(圖6),表明各種糖類的從屬關(guān)系。由圖6 可知,糖類主要包括單糖、二糖和多糖。葡萄糖、果糖、核糖、脫氧核糖和半乳糖屬于單糖,乳糖、蔗糖和麥芽糖屬于二糖,多糖包括淀粉、糖原和纖維素等。
圖6 糖類的分類
關(guān)于“糖類”知識可繪制2 個韋恩圖。這2 個圖都包含各種糖類,具有相互重疊部分。教師提出問題:能否將圖4 和圖6 合并成一個圖?學(xué)生積極思考、討論,并嘗試合二為一(圖7)。該圖化繁為簡,高度概括,一目了然。這樣的訓(xùn)練,可提高學(xué)生分析問題和歸納概括的能力,培養(yǎng)其創(chuàng)新意識,發(fā)展其理性思維。
圖7 糖類的分類和分布
4 以流程圖強(qiáng)化理解專題實(shí)驗(yàn),掌握基本實(shí)驗(yàn)技能
生物學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,本專題涉及的2 個實(shí)驗(yàn)教材主要以文字的形式表述,復(fù)習(xí)時可采用流程圖的形式呈現(xiàn)。流程圖(flow chart)是由特定的圖形和流程線組成的表征活動過程和思路的框圖,其將冗長的文字圖示化,抽象的實(shí)驗(yàn)形象化。例如,還原糖的鑒定可概括為如下流程圖(圖8)。
圖8 還原糖的鑒定
流程圖的繪制培養(yǎng)學(xué)生用圖代文、以圖釋文的能力。圖8 簡明扼要、脈絡(luò)清晰,學(xué)生可參照圖示重做實(shí)驗(yàn),強(qiáng)化對實(shí)驗(yàn)原理、步驟、條件及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理解。學(xué)生還可主動構(gòu)建脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉的鑒定,以及觀察DNA 和RNA 在細(xì)胞中分布的流程圖,掌握各種物質(zhì)的鑒定方法等基本的實(shí)驗(yàn)技能。
除上述所舉的圖示法以外,還有結(jié)構(gòu)圖、坐標(biāo)圖、階梯圖、餅狀圖等。在高中生物學(xué)復(fù)習(xí)階段,教師可根據(jù)教材內(nèi)容的編排和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),采用不同的圖示進(jìn)行表征。圖示對生物學(xué)知識高度概括凝練,使枯燥乏味的復(fù)習(xí)生動化,抽象繁雜的知識系統(tǒng)化。教師還應(yīng)鼓勵學(xué)生自主構(gòu)建各種圖示,培養(yǎng)其綜合素質(zhì)和學(xué)科素養(yǎng),以期取得良好的復(fù)習(xí)效果。