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生物学备考复习要重视知识网络重构

2019-05-23朱若兰宁波市鄞州高级中学浙江宁波315194

生物学通报 2019年5期
关键词:网络图概念图所学

朱若兰 (宁波市鄞州高级中学 浙江宁波 315194)

生物学备考复习最重要的教学手段, 是引导学生对所学的知识进行二次整合, 这个二次整合过程就是对知识网络的重构。 具体方式可以是对某一知识点进行深化、对概念进行辨析、对遗漏知识进行弥补,或对困惑点进行剖析等。 教学中怎样使知识网络构建和重组变得更加有效? 搭建各种图示或表格为一种好办法。 它便于学生从凌乱的、片段的知识点中进行再吸收、再加工、再整合、再贮存和提取,大大提高复习效率。 笔者从知识网络重构理论出发, 阐述生物学复习过程中如何重构知识网络。

1 知识网络重构的必要性

在生物学复习过程中, 需要对零散的知识进行再梳理, 学生在梳理知识过程中可对学过的知识重新记忆和编码。 在此过程中教师怎样调动学生复习的积极性至关重要。 而知识网络重构凸显出其在生物学课堂复习中的必要性。

1.1 知识网络重构有利于克服遗忘现象 心理学上有一个著名的“提取失败说”,该学说认为:遗忘之所以发生,不是因为存储在记忆中的信息消失了, 而是编码不准确, 失去了检索线索。 只要有了正确的线索,经过搜寻,所需要的信息就能提取。 即复习时如果仅仅只是零碎知识的机械堆积,将不利于学生对知识进行理解、提取乃至快速应用。 但只要通过一定的方式将知识有序组织,就可以有效克服遗忘现象,在需要某个知识时快速、准确地提取到信息。

1.2 知识网络重构符合考试大纲要求 “能阐述所学知识要点,把握知识间内在联系,形成知识的网络结构”,这是考试大纲对培养学生理解能力的要求之一。国家考试中心对考纲的解读,建议考生复习时注重“突出主干,构建网络”,说明构建知识网络就是高考直接考查的目标之一。 所谓的知识网络构建,就是学生在复习过程中,主动将所学的知识按照一定的规律相联系, 并整合成一个学科体系的过程。 这个过程应该是建立在学生主动构建知识网络, 并对自己的知识网络进行不断补充和扩增的基础上,是一次重组和二次加工过程,绝不是机械复述和重复的记忆。 这是一个不断发展的开放性网络,其出发点是将碎片化的、局部化的知识整合到整个高中生物学知识的框架网络之中。 只有这样, 才能达到对所学知识的升华、活化,有利于学生再提取和再应用。 此时,利用各种图示、表格、网络结构对知识进行重构是最直观、最有效、最便捷的方法。

2 知识网络重构方法介绍

2.1 建立概念图呈现知识之间的联系 生物学概念图指的是用生物学概念作为节点, 用连线方法将其相联系而搭建的一种图示。 构建概念图能加强对知识的细微点、模糊点的辨析,有利于帮助学生强化记忆。

例如,浙科版必修3“植物激素调节”一节,为明晰各种激素间的“对抗”和“协同”关系,可绘制图1 所示概念图。图中展现了各种激素的功能,同时可就图提出系列问题:

①促进植物根或茎生长的激素分别是什么?

②对种子萌发起促进作用的激素是什么?

③无籽番茄、无籽葡萄、果蔬保鲜、果实的催熟、植物保水抗旱、植物组织培养这些都与哪种激素有关?

④在植物组织培养过程中当细胞分裂素多、生长素少,细胞分裂素少、生长素多,细胞分裂素和生长素比例合适,细胞分裂素中等量、生长素少等条件下,植物的愈伤组织分别有何变化?

⑤对植物生长起协同作用的激素是什么? 对种子的萌发起对抗作用的激素是什么?

像这样以概念图为支撑点纵横相连, 提出的问题更加有思考性。学生通过看图、析图能很好地抓住知识的“骨骼”,也会更好地理解相关知识。

再如,浙科版必修3“免疫”一章,为了方便学生记忆,帮助他们弄清各种免疫的具体分工,可构建图2 所示概念图。此图含义是:第一道免疫防线发生在体表,第二道免疫防线发生在体内,还有第三道免疫防线。可就此提出问题:第三道免疫防线有几种? 免疫细胞有哪些? 通过此概念图使免疫部分知识间的联系脉络更加清晰,让3 道防线之间的关系更加明朗。 教师可在图中进行适度标注(体表屏障、体内非特异性反应、免疫应答等),使困惑点消散,重点也得到落实。可见,一课一图会提升教学有效性。 同时,“骨骼化”的概念图能更好引领学生思考。

2.2 构建“韦恩图”显现概念之间的联系(包含关系、并列关系、交联关系) 韦恩图是利用数学上的集合思想(思维)对生物学中一些概念进行划分,用范围图来界定概念之间的包含、交联、并列等关系。韦恩图的优点是大跨度地调取知识,将相关的知识聚焦,以比较“相同点或不同点”为契机,依托所学内容进行知识扩充,或设计问题,或编制习题,或总结概括,以此增加课堂教学新鲜感,调动学生的学习兴趣。 特别是在复习课堂上有效利用韦恩图有助于对学生聚敛思维品质的培养, 提高复习效率。

例如,复习必修1“细胞结构”一节时,为厘清动、植物细胞之间的区别,教师可构建如图3 的韦恩图,让学生分辨清楚细胞成分、细胞结构上的归属,然后提出问题:

①若图示代表细胞内的糖类, 则a 部分代表的糖类有哪些?其中重要的能源物质是什么?图中b 部分对应的多糖有哪些? 其中重要的贮能物质是什么?

②从细胞结构分析a 代表哪种细胞器? b 又可以代表哪些结构?

③将此图动、植物细胞改为原核细胞、真核细胞后,a 代表哪些结构? b 和c 的主要区别又是什么?

再如,细胞膜中膜蛋白成分有很多种,为了开扩学生视野, 复习课上可通过图4 调动学生对高中阶段所学知识的联系,并设问:

①细胞膜功能复杂程度与细胞膜上哪种成分关系最为密切?

②哪种细胞的细胞膜上有抗体(免疫功能)?

③人体中每个细胞的细胞膜上都有MHC 吗?

④当细胞膜上粘连蛋白大量减少时, 意味着此细胞将发生什么变化?

⑤线粒体内膜上的蛋白质含量比外膜高的原因是什么?

韦恩图和问题提出结合, 有助于学生聚敛思维,还可提高学生的认知兴趣。

此外, 用韦恩图编制习题可提高习题的思维含量,能最大程度体现生物学复习训练的价值。

习题案例:图5 是根据细胞器的相似或不同点进行分类的, 下列选项中不是此图分类依据的是( )。

A.有无膜结构

B.单层膜还是双层膜

C.有无色素

D.是否普遍存在于动、植物细胞中

习题解析:解题关键是确定纵、横区分标准,标准的确定关键是找到集合中的共同点。 液泡、叶绿体与高尔基体、线粒体的区别是前者为植物细胞所特有并且含有色素,后者则不含色素;高尔基体、液泡与线粒体、叶绿体的区别是前者含有1 层膜而后者结构含有2 层膜。 综上考虑,此题答案选A。

2.3 构建“网络图”体现知识脉络之间的层级关系 生物学复习课最重要的任务是站在一定高度,重新审视所学过的知识。审视知识重在将知识纵横链接,在知识网络中构建它们的层级关系。这个网络层级关系最好用网络图的方式呈现[1]。 以“网络图” 固化知识, 可让所学知识深藏在记忆中,在应用时方便提取。 网络图的构建可分3 步:定点、连线和组网。

例如在复习“胚胎工程”一节时,可以“受精卵”“重组细胞”“胚胎发育”为支点,将“基因工程”“核移植”“胚胎分割移植”“体外受精”等知识共同连线和组网,构建图6。

通过此网络图学生厘清了以下概念:

试管动物=体外受精+动物细胞培养+胚胎移植

克隆动物=核移植+动物细胞培养+胚胎移植

转基因动物=基因工程+动物细胞培养+胚胎移植

再如“植物激素调节”可根据生长素产生、生理作用、向光性实验等知识点构建图7。

网络图的构建最有意义之处是提供一个知识连接平台,教师可利用平台设置问题,学生可根据网络图轻松地提取所需答案。 通过对网络图的感知和对知识的深度挖掘, 调动课堂上学生参与的积极性。

2.4 营建“思维导图”揭示隐藏在知识背后的思维关系 复习课堂中, 最重要的不仅是要对学生所学知识进行梳理和巩固, 更重要的是帮助学生提炼学科思想, 协助学生找出解决问题的思维方法,从而提高学生分析问题和解决问题的能力。设计“思维导图”是解决知识层次关系最好的一种方法[2],特别对于习题讲评会发挥极好的思维效应。

在实验题的复习中, 涉及到实验设计中的自变量、因变量、对照组、实验组、实验结果、实验现象、实验结论、实验结果量化及呈现等。 需要学生明确各种关系,才可挖掘习题内隐含的相互关系。教师在讲评时构建如图8 的思维导图, 让学生沿此图进行思考便可轻松得出问题答案。 此思维导图还可对解决其他的实验设计题和实验分析题起到举一反三的作用。

2.5 组建“鱼骨图”展现知识间因果关系 生物复习过程中用“鱼骨图”展现知识与知识间的因果关系,有着比语言描述更为直观的的优点。 “鱼骨图”能引发学生讨论、反思和发现问题。 同时,“鱼骨图”可囊括众多相关联知识,并用“鱼骨线”方式将其高度梳理和概括[3],更加凸显知识主干与分支的关系,有利于凝聚复习的焦点和热点,提高复习的针对性和有效性。

例如“生态系统的稳态”一节复习,面对若干零散的知识点,学生常感到难以记忆。 设计如图9的生态系统稳态“鱼骨图”,使用学生得到视觉上冲击,更会马上辨别清楚哪些知识是主干,哪些知识是分支,并可就“图”提出问题:

①生态系统要想长期维持稳态, 在生态功能上应当怎样调节?

②生态系统的稳态是靠生态系统哪种调节方式维持的?

③食物链和食物网会对生态系统稳态产生哪些影响?

2.6 搭建“模型图”将有关知识串联 在生物学复习中,如何在知识和思维之间搭起一座桥梁,怎样让学生在探究和思考中自由行走? 这是设计课堂复习首先要考虑的问题,搭建生物“模型图”是很好的方式。 构建“模型图”要先锁定相关联知识的结合点,构建模型图后,以“图”为中心将零散的知识进行可视化编程,从中提出一些问题,用问题调动学生思维,使其产生积极探索的兴趣。

图10 是根据人体器官血液流动情况构建的器官模型, 该模型可将相关知识聚焦在一起并产生如下问题:

①若此器官为肝脏, 则饭后血糖浓度A 处高于B 处吗?(是的)饥饿时血糖浓度会怎样?(饥饿时血糖浓度A 处低于B 处)

②若此器官为肾脏, 则尿素的浓度A 处与B处相比如何? (高)血糖的浓度会怎样?

③若此器官为胰腺, 则饭后胰岛素浓度A 处与B 处相比如何? (低)

再如,聚焦“动物细胞培养和胚胎移植”可构建如图11 所示模式图,给学生布设思维空间。

设问:a、b、c 表示现代工程技术,①、②、③分别表示其对应的结果。

1)若a 是胚胎分割技术,则产生的①中,所有个体的基因型是否相同? (相同,此过程属于同卵多仔现象)

2)若b 是体外受精技术,则形成②的生殖方式是什么? (有性生殖)

3)若c 是核移植技术,则形成③的过程体现了动物体细胞具有全能性,对吗? (不对,动物克隆体现了高度分化的细胞核具有全能性)

4)①、②、③生产过程中的代孕母育必须与供体母畜同期发情,需要注射什么激素? (促性腺激素)

生物模型图的构建可以有效聚焦复习课的重点和难点,在设问上可以多维考问,穿插质疑,增加学生的思考。

综上所述,在知识网络重构中,若能有效发挥图式的优势会让生物学课堂变得更具吸引力。 因为图可从外观上刺激学生对以往知识重新回顾的兴趣;图式可将有关知识进行串联,从思考角度上调动学生联想发散; 图式还能以放大聚焦的方式审视知识的重点、难点和困惑点,从细微之处放大学生辨析和观察的“视觉”。 可以说知识网络重构上若能有所“图”,会让课堂变得比新授课更有滋味,学生学习的积极性更高。

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