安徽 黃偉玲

問題串引導(dǎo) 構(gòu)建概念圖
——以“生命系統(tǒng)的信息傳遞”專題為例

安徽 黃偉玲

高三的復(fù)習(xí)階段，學(xué)生既要細(xì)化各個章節(jié)的基礎(chǔ)知識，又要站在一定的高度統(tǒng)領(lǐng)全局，形成完整的生物概念體系。這就要求教師在復(fù)習(xí)中不拘泥于章節(jié)限制，加強(qiáng)知識的前后聯(lián)系，靈活復(fù)習(xí)，同時充分調(diào)動學(xué)生的發(fā)散思維，以點帶面，把看似雜亂無章的生命事實聯(lián)系成有機(jī)整體，并構(gòu)建出核心概念圖。這樣既避免了傳統(tǒng)教學(xué)的重復(fù)，又落實了整體教學(xué)原則，提高了高三學(xué)生的復(fù)習(xí)效率。

劉恩山認(rèn)為“核心概念是基于整個課標(biāo)某個主題的知識框架中概括總結(jié)出來的，強(qiáng)調(diào)概念之間的關(guān)聯(lián)與概念體系的結(jié)構(gòu)”。學(xué)習(xí)始于思考，思考源于疑問。如何設(shè)計與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)問題，創(chuàng)設(shè)能引導(dǎo)學(xué)生深入思考的氛圍，是核心概念問題化學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。教學(xué)中利用概念之間的同、異以及內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)行整理，實現(xiàn)知識的歸納、識記和遷移。筆者在教學(xué)實踐中運用概念圖，開展高三一系列自擬專題復(fù)習(xí)，如生命系統(tǒng)的信息傳遞專題、蛋白質(zhì)專題，能量專題等，下面就以“生命系統(tǒng)的信息傳遞”專題為例，簡述建構(gòu)概念圖在高中生物總復(fù)習(xí)中的應(yīng)用。

一、構(gòu)建概念圖

1.明確復(fù)習(xí)主題，繪制草圖

劉恩山認(rèn)為“圍繞核心概念開展教學(xué)活動，能有效提高教學(xué)效益，有助于學(xué)生對知識的深入理解和遷移生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用?！北緦ｎ}中，筆者啟發(fā)學(xué)生：“生命系統(tǒng)的各結(jié)構(gòu)層次相互聯(lián)系成為一個統(tǒng)一體，各層次內(nèi)部及之間功能協(xié)調(diào)性的實現(xiàn)離不開信息傳遞。借助信息傳遞，生命系統(tǒng)各層次的穩(wěn)態(tài)才得以維持。由‘信息傳遞’這個詞你能聯(lián)想到哪些相關(guān)知識點？”學(xué)生以小組為單位相互交流討論，在白紙中間寫上“信息傳遞”，聯(lián)系各章節(jié)知識，尋找與信息傳遞有關(guān)的知識點，然后派代表畫出概念圖。

2.以問題串引導(dǎo)學(xué)生，同時板書大體的概念圖

在短時間里，要繪制出比較完整的概念圖，對學(xué)生來說有一定難度。所以，筆者在課堂復(fù)習(xí)過程中，以問題串的形式逐步引導(dǎo)學(xué)生，共同建構(gòu)較為完整的概念圖。

實際教學(xué)中，筆者設(shè)計了以下問題串：

① 生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次有哪些?

② 最基本的生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次是什么？其內(nèi)部存在信息交流嗎？

③ 細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)是什么？遺傳信息體現(xiàn)在哪里？

④ 中心法則是怎樣揭示細(xì)胞生物及病毒的遺傳信息傳遞規(guī)律的？

⑤ 細(xì)胞間存在信息交流嗎？其信息傳遞的方式有哪些？

⑥ 不同細(xì)胞的信息分子相同嗎？

⑦ 神經(jīng)—體液—免疫調(diào)節(jié)機(jī)制中有哪些信息分子？

⑧ 種群中是存在信息交流嗎？

⑨ 群落中是存在信息交流嗎？

⑩ 生態(tài)系統(tǒng)中存在信息交流嗎？信息的種類有哪些？信息傳遞有何特點？信息傳遞有何作用？在生產(chǎn)中有何應(yīng)用？

以上每涉及一個知識點，筆者都要提問，以加深和拓展相關(guān)內(nèi)容。學(xué)生則沿著問題串，從自己的記憶存儲中調(diào)取信息，建立相關(guān)性，將知識納入網(wǎng)絡(luò)。

接著筆者提問：“通過以上討論，你還能聯(lián)想到哪些與信息傳遞有關(guān)的知識？”此時學(xué)生的思路已經(jīng)很開闊，會提出：信息分子、受體等相關(guān)知識（圖1）。

圖1 根據(jù)課堂板書制作的概念圖（XMind 軟件制作，下同）

3.進(jìn)一步梳理網(wǎng)絡(luò)，細(xì)化概念圖

學(xué)生通過小組討論交流和教師的啟發(fā)，進(jìn)一步梳理網(wǎng)絡(luò)，細(xì)化自己的概念圖（圖2、圖3、圖4）。

圖2 細(xì)化概念圖中的相互關(guān)系

圖3 補(bǔ)充完善各層級關(guān)系，進(jìn)一步細(xì)化概念圖

圖4 進(jìn)一步補(bǔ)充信息分子、受體等概念的層級關(guān)系

4.生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次間的信息傳遞

首先，細(xì)胞水平的信息傳遞是其他各生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次信息傳遞的基礎(chǔ)。多種多樣的細(xì)胞水平上的信息傳遞，促進(jìn)了細(xì)胞的物質(zhì)和能量代謝，使得細(xì)胞的各種生命活動協(xié)調(diào)順利地進(jìn)行。如細(xì)胞增殖實現(xiàn)細(xì)胞數(shù)量的增多(或單細(xì)胞個體數(shù)目的增多)，物種繁衍實現(xiàn)個體增多。通過細(xì)胞內(nèi)分子水平上的遺傳信息傳遞(DNA復(fù)制)才能進(jìn)行有絲分裂，產(chǎn)生遺傳信息完全相同的子細(xì)胞，實現(xiàn)細(xì)胞數(shù)量的增加；減數(shù)分裂產(chǎn)生的精、卵細(xì)胞通過結(jié)合形成受精卵發(fā)育成新個體，是生物的遺傳和變異的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。

其次，各結(jié)構(gòu)層次信息傳遞需要以細(xì)胞水平上的信息傳遞為立足點。如動物對來自種群內(nèi)(如性外激素)、群落內(nèi)(如捕食者識別獵物氣味)和無機(jī)環(huán)境的化學(xué)信息的刺激，可以通過味蕾細(xì)胞、嗅覺細(xì)胞等識別傳遞；對光信息的刺激，可以通過視神經(jīng)細(xì)胞，將光信號轉(zhuǎn)化為電信號進(jìn)行傳導(dǎo)。

二、運用概念圖解決問題

在平時復(fù)習(xí)中加強(qiáng)概念圖的訓(xùn)練，幫助學(xué)生建立知識體系，深刻理解所學(xué)知識，最終達(dá)到解決問題的目的。教師通過展示典型例題，引導(dǎo)學(xué)生利用概念圖解決問題。

【典例1】（2017年全國新課標(biāo)卷Ⅰ，1）細(xì)胞間信息交流的方式有多種。在哺乳動物卵巢細(xì)胞分泌的雌激素作用于乳腺細(xì)胞的過程中，以及精子進(jìn)入卵細(xì)胞的過程中，細(xì)胞間信息交流的實現(xiàn)分別依賴于 （ ）

A. 血液運輸，突觸傳遞

B. 淋巴運輸，突觸傳遞

C. 淋巴運輸，胞間連絲傳遞

D. 血液運輸，細(xì)胞間直接接觸

【解析】本題直接考查概念圖2中細(xì)胞間信息交流的方式。激素是通過體液運輸?shù)礁鹘M織器官的，其中起主要作用的是組織液和血漿，精卵結(jié)合的過程是精子和卵細(xì)胞接觸后完成結(jié)合的，屬于細(xì)胞間的直接接觸。

【答案】D

【典例2】（2014年福建卷，4）細(xì)胞的膜蛋白具有物質(zhì)運輸、信息傳遞、免疫識別等重要生理功能。下列圖中，可正確示意不同細(xì)胞的膜蛋白及其相應(yīng)功能的是 （ ）

【解析】本題表面上考查對蛋白質(zhì)的功能、物質(zhì)運輸?shù)姆绞健⒚庖哒{(diào)節(jié)、血糖平衡調(diào)節(jié)和神經(jīng)調(diào)節(jié)的綜合性理解應(yīng)用，實則考查本文所形成的概念圖中信息分子及受體的相關(guān)知識。血紅蛋白存在于紅細(xì)胞內(nèi)，不是膜蛋白，故A錯;T淋巴細(xì)胞膜上識別抗原的物質(zhì)是糖蛋白，不是抗體，故B錯；受體具有特異性，胰高血糖素可與胰島B細(xì)胞上的胰高血糖素的受體結(jié)合，不能與胰島素受體結(jié)合，故C錯；骨骼肌細(xì)胞膜表面有與神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)合的受體和運輸葡萄糖的載體，分別識別并與神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)合和運輸葡萄糖，故D選項正確。

【答案】D

【典例3】科學(xué)研究表明：精神因素（焦慮、緊張的心理應(yīng)激）會使T細(xì)胞活性下降，對病毒、真菌感染的抵抗能力和對腫瘤細(xì)胞的監(jiān)控能力下降，還間接引起機(jī)體生成抗體的能力降低。如圖表示神經(jīng)、免疫、內(nèi)分泌三大系統(tǒng)相互調(diào)節(jié)的部分示意圖，請據(jù)圖答問題。

(1)由圖可知，神經(jīng)系統(tǒng)可通過突觸前膜_____調(diào)節(jié)免疫器官或免疫細(xì)胞的活動，還可通過下丘腦分泌有關(guān)激素間接調(diào)節(jié)免疫器官或免疫細(xì)胞的活動。

(2)精神因素使T細(xì)胞活性下降，為什么會引起機(jī)體生成抗體的能力降低？_____。這會導(dǎo)致免疫系統(tǒng)的____功能下降。

(3)維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)離不開細(xì)胞間的信息交流，動物細(xì)胞間進(jìn)行信息交流的途徑有：一是通過_______(填三種)等信息分子通過體液運輸并作用于靶細(xì)胞來實現(xiàn)；二是通過細(xì)胞間的接觸實現(xiàn)信息交流。吞噬細(xì)胞將抗原呈遞給T細(xì)胞是通過________這一途徑實現(xiàn)的。

【解析】本題考查神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)機(jī)制，可根據(jù)本文所形成的概念圖2和圖4中信息分子、受體等相關(guān)知識來判斷調(diào)節(jié)機(jī)制，從而快速解題。（1）神經(jīng)系統(tǒng)可通過突觸前膜釋放神經(jīng)遞質(zhì)直接調(diào)節(jié)免疫器官或免疫細(xì)胞的活動，還可通過有關(guān)激素間接調(diào)節(jié)免疫器官或免疫細(xì)胞的活動。（2）T細(xì)胞能分泌淋巴因子，促進(jìn)B細(xì)胞增殖分化形成漿細(xì)胞和記憶細(xì)胞，精神因素使T細(xì)胞活性下降，這會導(dǎo)致T細(xì)胞分泌淋巴因子的能力降低，影響B(tài)細(xì)胞增殖分化成漿細(xì)胞，進(jìn)而使抗體生成量減少。（3）維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)離不開細(xì)胞間的信息交流，動物細(xì)胞間進(jìn)行信息交流的途徑有：一是激素、神經(jīng)遞質(zhì)、淋巴因子等信息分子通過體液運輸并作用于靶細(xì)胞來實現(xiàn)，二是通過細(xì)胞間的接觸實現(xiàn)信息交流。吞噬細(xì)胞將抗原呈遞給T細(xì)胞是通過第二種途徑實現(xiàn)的。

【答案】（1）釋放（分泌）神經(jīng)遞質(zhì) （2）T細(xì)胞活性下降后，呈遞抗原的能力降低，B細(xì)胞增殖分化形成的漿細(xì)胞減少，使抗體生成量減少 防衛(wèi) （3）激素、神經(jīng)遞質(zhì)、淋巴因子(或其他合適的答案如CO2、H+） 細(xì)胞間的接觸

三、小結(jié)

本專題的創(chuàng)設(shè)打破了傳統(tǒng)的章節(jié)限制，通過問題串的引導(dǎo)使學(xué)生在構(gòu)建概念圖的過程中，記錄下來的知識呈發(fā)射狀，與人腦思維模式相符，通過對知識進(jìn)行遷移，快速構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。高三復(fù)習(xí)時，教師可應(yīng)用概念圖這一有效的工具，遵循由淺入深、循序漸進(jìn)的教學(xué)原則，鼓勵學(xué)生積極參與并主動進(jìn)行修改完善概念圖，創(chuàng)造性的構(gòu)建完整的概念圖。這種教學(xué)方法變“重結(jié)果”為“重過程”，促進(jìn)學(xué)生開展連續(xù)且靈活的思維，將頭腦中的隱性知識顯性化，零散知識系統(tǒng)化，從而提高復(fù)習(xí)效率。

安徽省蚌埠市鐵路中學(xué)）

概念圖教學(xué)法的理論基礎(chǔ)

(一)奧蘇貝爾的有意義學(xué)習(xí)理論

（1）有意義學(xué)習(xí)：影響學(xué)習(xí)的最主要因素是學(xué)習(xí)者已掌握的知識，當(dāng)學(xué)習(xí)者有學(xué)習(xí)的意向，并把所要學(xué)的新知識同原有的知識聯(lián)系起來時，意義學(xué)習(xí)便發(fā)生了。

（2）同化：新知識的學(xué)習(xí)取決于新舊知識能否達(dá)到意義的同化。意義學(xué)習(xí)的心理機(jī)制是同化，概念的上位關(guān)系、下位關(guān)系和組合關(guān)系的層級排列最終形成了學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)就是建立一個概念網(wǎng)絡(luò)，不斷地向網(wǎng)絡(luò)增添新內(nèi)容。

（3）概念深度：根據(jù)概念具體的程度可以漸進(jìn)地對概念進(jìn)行區(qū)別。學(xué)習(xí)者應(yīng)會辨別新概念的層次。根據(jù)層次，把這些概念放入他們知識結(jié)構(gòu)中相應(yīng)的位置上。主張用一幅“大的圖畫”，首先呈現(xiàn)最籠統(tǒng)的概念，然后逐漸展現(xiàn)細(xì)節(jié)和具體的東西。

諾瓦克教授根據(jù)意義學(xué)習(xí)和概念同化理論開發(fā)了概念圖這樣一種新工具，并首先在兒童學(xué)習(xí)能量、細(xì)胞和進(jìn)化等抽象概念的過程中進(jìn)行了應(yīng)用。

(二)認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，要記住知識、并懂得意義，新知識就應(yīng)當(dāng)與現(xiàn)有知識結(jié)構(gòu)整合。概念圖可以把整合過程清晰呈現(xiàn)，使學(xué)習(xí)者看到概念之間的關(guān)系，促進(jìn)整合過程的形成。

（三）腦科學(xué)

泛腦網(wǎng)絡(luò)學(xué)說認(rèn)為，人的大腦可從宏觀到微觀分為回路、神經(jīng)元群、神經(jīng)元及分子序列四級層次的網(wǎng)絡(luò)。人的學(xué)習(xí)、記憶和思維正是通過這樣一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來進(jìn)行的。概念圖的結(jié)構(gòu)特征充分地符合了這一人腦的生理機(jī)制。

諾瓦克把概念圖的分層結(jié)構(gòu)看作知識增長的過程的初始化，奧蘇貝爾稱為“包含”，其建立并發(fā)展的概念圖是一種分層的結(jié)構(gòu)，其焦點是上位概念，其他概念在層次中表示她們的位置和語義關(guān)系。

（摘自網(wǎng)絡(luò)，有刪減）