问题串引导 构建概念图——以“生命系统的信息传递”专题为例

安徽 黄伟玲

问题串引导 构建概念图
——以“生命系统的信息传递”专题为例

安徽 黄伟玲

高三的复习阶段，学生既要细化各个章节的基础知识，又要站在一定的高度统领全局，形成完整的生物概念体系。这就要求教师在复习中不拘泥于章节限制，加强知识的前后联系，灵活复习，同时充分调动学生的发散思维，以点带面，把看似杂乱无章的生命事实联系成有机整体，并构建出核心概念图。这样既避免了传统教学的重复，又落实了整体教学原则，提高了高三学生的复习效率。

刘恩山认为“核心概念是基于整个课标某个主题的知识框架中概括总结出来的，强调概念之间的关联与概念体系的结构”。学习始于思考，思考源于疑问。如何设计与教学内容相关问题，创设能引导学生深入思考的氛围，是核心概念问题化学习的关键。教学中利用概念之间的同、异以及内在联系，进行整理，实现知识的归纳、识记和迁移。笔者在教学实践中运用概念图，开展高三一系列自拟专题复习，如生命系统的信息传递专题、蛋白质专题，能量专题等，下面就以“生命系统的信息传递”专题为例，简述建构概念图在高中生物总复习中的应用。

一、构建概念图

1.明确复习主题，绘制草图

刘恩山认为“围绕核心概念开展教学活动，能有效提高教学效益，有助于学生对知识的深入理解和迁移生物学课程标准应用。”本专题中，笔者启发学生：“生命系统的各结构层次相互联系成为一个统一体，各层次内部及之间功能协调性的实现离不开信息传递。借助信息传递，生命系统各层次的稳态才得以维持。由‘信息传递’这个词你能联想到哪些相关知识点？”学生以小组为单位相互交流讨论，在白纸中间写上“信息传递”，联系各章节知识，寻找与信息传递有关的知识点，然后派代表画出概念图。

2.以问题串引导学生，同时板书大体的概念图

在短时间里，要绘制出比较完整的概念图，对学生来说有一定难度。所以，笔者在课堂复习过程中，以问题串的形式逐步引导学生，共同建构较为完整的概念图。

实际教学中，笔者设计了以下问题串：

① 生命系统的结构层次有哪些?

② 最基本的生命系统结构层次是什么？其内部存在信息交流吗？

③ 细胞生物的遗传物质是什么？遗传信息体现在哪里？

④ 中心法则是怎样揭示细胞生物及病毒的遗传信息传递规律的？

⑤ 细胞间存在信息交流吗？其信息传递的方式有哪些？

⑥ 不同细胞的信息分子相同吗？

⑦ 神经—体液—免疫调节机制中有哪些信息分子？

⑧ 种群中是存在信息交流吗？

⑨ 群落中是存在信息交流吗？

⑩ 生态系统中存在信息交流吗？信息的种类有哪些？信息传递有何特点？信息传递有何作用？在生产中有何应用？

以上每涉及一个知识点，笔者都要提问，以加深和拓展相关内容。学生则沿着问题串，从自己的记忆存储中调取信息，建立相关性，将知识纳入网络。

接着笔者提问：“通过以上讨论，你还能联想到哪些与信息传递有关的知识？”此时学生的思路已经很开阔，会提出：信息分子、受体等相关知识（图1）。

图1 根据课堂板书制作的概念图（XMind 软件制作，下同）

3.进一步梳理网络，细化概念图

学生通过小组讨论交流和教师的启发，进一步梳理网络，细化自己的概念图（图2、图3、图4）。

图2 细化概念图中的相互关系

图3 补充完善各层级关系，进一步细化概念图

图4 进一步补充信息分子、受体等概念的层级关系

4.生命系统的结构层次间的信息传递

首先，细胞水平的信息传递是其他各生命系统结构层次信息传递的基础。多种多样的细胞水平上的信息传递，促进了细胞的物质和能量代谢，使得细胞的各种生命活动协调顺利地进行。如细胞增殖实现细胞数量的增多(或单细胞个体数目的增多)，物种繁衍实现个体增多。通过细胞内分子水平上的遗传信息传递(DNA复制)才能进行有丝分裂，产生遗传信息完全相同的子细胞，实现细胞数量的增加；减数分裂产生的精、卵细胞通过结合形成受精卵发育成新个体，是生物的遗传和变异的细胞学基础。

其次，各结构层次信息传递需要以细胞水平上的信息传递为立足点。如动物对来自种群内(如性外激素)、群落内(如捕食者识别猎物气味)和无机环境的化学信息的刺激，可以通过味蕾细胞、嗅觉细胞等识别传递；对光信息的刺激，可以通过视神经细胞，将光信号转化为电信号进行传导。

二、运用概念图解决问题

在平时复习中加强概念图的训练，帮助学生建立知识体系，深刻理解所学知识，最终达到解决问题的目的。教师通过展示典型例题，引导学生利用概念图解决问题。

【典例1】（2017年全国新课标卷Ⅰ，1）细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中，以及精子进入卵细胞的过程中，细胞间信息交流的实现分别依赖于 （ ）

A. 血液运输，突触传递

B. 淋巴运输，突触传递

C. 淋巴运输，胞间连丝传递

D. 血液运输，细胞间直接接触

【解析】本题直接考查概念图2中细胞间信息交流的方式。激素是通过体液运输到各组织器官的，其中起主要作用的是组织液和血浆，精卵结合的过程是精子和卵细胞接触后完成结合的，属于细胞间的直接接触。

【答案】D

【典例2】（2014年福建卷，4）细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中，可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是 （ ）

【解析】本题表面上考查对蛋白质的功能、物质运输的方式、免疫调节、血糖平衡调节和神经调节的综合性理解应用，实则考查本文所形成的概念图中信息分子及受体的相关知识。血红蛋白存在于红细胞内，不是膜蛋白，故A错;T淋巴细胞膜上识别抗原的物质是糖蛋白，不是抗体，故B错；受体具有特异性，胰高血糖素可与胰岛B细胞上的胰高血糖素的受体结合，不能与胰岛素受体结合，故C错；骨骼肌细胞膜表面有与神经递质结合的受体和运输葡萄糖的载体，分别识别并与神经递质结合和运输葡萄糖，故D选项正确。

【答案】D

【典例3】科学研究表明：精神因素（焦虑、紧张的心理应激）会使T细胞活性下降，对病毒、真菌感染的抵抗能力和对肿瘤细胞的监控能力下降，还间接引起机体生成抗体的能力降低。如图表示神经、免疫、内分泌三大系统相互调节的部分示意图，请据图答问题。

(1)由图可知，神经系统可通过突触前膜_____调节免疫器官或免疫细胞的活动，还可通过下丘脑分泌有关激素间接调节免疫器官或免疫细胞的活动。

(2)精神因素使T细胞活性下降，为什么会引起机体生成抗体的能力降低？_____。这会导致免疫系统的____功能下降。

(3)维持机体稳态离不开细胞间的信息交流，动物细胞间进行信息交流的途径有：一是通过_______(填三种)等信息分子通过体液运输并作用于靶细胞来实现；二是通过细胞间的接触实现信息交流。吞噬细胞将抗原呈递给T细胞是通过________这一途径实现的。

【解析】本题考查神经-体液-免疫调节机制，可根据本文所形成的概念图2和图4中信息分子、受体等相关知识来判断调节机制，从而快速解题。（1）神经系统可通过突触前膜释放神经递质直接调节免疫器官或免疫细胞的活动，还可通过有关激素间接调节免疫器官或免疫细胞的活动。（2）T细胞能分泌淋巴因子，促进B细胞增殖分化形成浆细胞和记忆细胞，精神因素使T细胞活性下降，这会导致T细胞分泌淋巴因子的能力降低，影响B细胞增殖分化成浆细胞，进而使抗体生成量减少。（3）维持机体稳态离不开细胞间的信息交流，动物细胞间进行信息交流的途径有：一是激素、神经递质、淋巴因子等信息分子通过体液运输并作用于靶细胞来实现，二是通过细胞间的接触实现信息交流。吞噬细胞将抗原呈递给T细胞是通过第二种途径实现的。

【答案】（1）释放（分泌）神经递质 （2）T细胞活性下降后，呈递抗原的能力降低，B细胞增殖分化形成的浆细胞减少，使抗体生成量减少 防卫 （3）激素、神经递质、淋巴因子(或其他合适的答案如CO2、H+） 细胞间的接触

三、小结

本专题的创设打破了传统的章节限制，通过问题串的引导使学生在构建概念图的过程中，记录下来的知识呈发射状，与人脑思维模式相符，通过对知识进行迁移，快速构建知识网络。高三复习时，教师可应用概念图这一有效的工具，遵循由浅入深、循序渐进的教学原则，鼓励学生积极参与并主动进行修改完善概念图，创造性的构建完整的概念图。这种教学方法变“重结果”为“重过程”，促进学生开展连续且灵活的思维，将头脑中的隐性知识显性化，零散知识系统化，从而提高复习效率。

安徽省蚌埠市铁路中学）

概念图教学法的理论基础

(一)奥苏贝尔的有意义学习理论

（1）有意义学习：影响学习的最主要因素是学习者已掌握的知识，当学习者有学习的意向，并把所要学的新知识同原有的知识联系起来时，意义学习便发生了。

（2）同化：新知识的学习取决于新旧知识能否达到意义的同化。意义学习的心理机制是同化，概念的上位关系、下位关系和组合关系的层级排列最终形成了学生的认知结构。学习就是建立一个概念网络，不断地向网络增添新内容。

（3）概念深度：根据概念具体的程度可以渐进地对概念进行区别。学习者应会辨别新概念的层次。根据层次，把这些概念放入他们知识结构中相应的位置上。主张用一幅“大的图画”，首先呈现最笼统的概念，然后逐渐展现细节和具体的东西。

诺瓦克教授根据意义学习和概念同化理论开发了概念图这样一种新工具，并首先在儿童学习能量、细胞和进化等抽象概念的过程中进行了应用。

(二)认知主义学习理论和建构主义学习理论

建构主义的学习理论认为，要记住知识、并懂得意义，新知识就应当与现有知识结构整合。概念图可以把整合过程清晰呈现，使学习者看到概念之间的关系，促进整合过程的形成。

（三）脑科学

泛脑网络学说认为，人的大脑可从宏观到微观分为回路、神经元群、神经元及分子序列四级层次的网络。人的学习、记忆和思维正是通过这样一个网络系统来进行的。概念图的结构特征充分地符合了这一人脑的生理机制。

诺瓦克把概念图的分层结构看作知识增长的过程的初始化，奥苏贝尔称为“包含”，其建立并发展的概念图是一种分层的结构，其焦点是上位概念，其他概念在层次中表示她们的位置和语义关系。

（摘自网络，有删减）