Inspiration软件在高中生物教学中的应用

王 晨

概念图作为一种成熟的教与学的工具，能够把人脑中的隐性知识显性化、可视化，便于人们思考、交流、表达。利用概念图不仅可以发展知识迁移能力和创新能力，还可以改善学生的认知结构和信息处理能力。合理利用概念图，使教师教学材料的组织更加科学、合理，使教学过程中师生互动、互补性提高；更让学生学习的积极性、有效性提高，从而全面提高高中生物的学习效率。

在运用概念图时选用丰富多彩、形式多变的呈现方式，能够进一步提高教学的有效性。Inspiration软件提供了多样化的模板，能够帮助教师和学生快捷有效地完成概念图的构建，是教师教学和学生学习的得力工具。下面笔者结合实际教学谈谈Inspiration软件中不同模板在高中生物教学中的应用。

一、分散树模板

这是常见的一种生物概念图，经常用于各种物质的分类、组成等，如生命活动的物质基础(如图1所示)。

图1 生命活动的物质基础

二、因果关系模板

“一因多果”指的是由一个主体作为原因，导致产生了多个现象和结果。导致的结果可以是直接的，也可以是间接的。还可以根据影响的相关程度大小作出不同的描述。例如，水、温度、光等因素对生物的影响、细胞膜的功能等(如图2所示)。

图2 细胞膜的功能

“多因一果”指的是多个因素或多个现象产生一个结果，如孟德尔实验取得成功的原因，表现型是环境和基因共同作用的结果、种群密度的影响因素、癌变的原因等(如图3所示)。

图3 癌变的原因

当然，“一因多果”和“多因一果”概念图经常结合在一起使用，如水盐平衡的调节(如图4所示)：饮水不足、体内失水、食物过咸都能够引起细胞外液渗透压升高，使下丘脑渗透压感受器兴奋，而引起两个结果，就是大脑皮层产生口渴感使人主动饮水和垂体释放抗利尿激素使肾小管集合管重吸收水，这两个过程都将导致细胞外液渗透压下降。

图4 水盐平衡的调节

三、异同对比模板

在中学生物教学中有许多相近的概念或原理，虽然本质不同，但有其共同点。利用异同对比形式组织概念图，可以帮助学生进行比较、鉴别。例如，有氧呼吸和无氧呼吸的异同(如图5所示)、光反应和暗反应的区别和联系、蛋白质和核酸的关系、细胞分裂和细胞分化的区别与联系等。

图5 有氧呼吸和无氧呼吸的异同

四、单循环模板

细胞周期、碳循环、暗反应等概念，表述的是一系列循环事件的发生，这类概念信息适宜用一个或多个单循环形式的模板表示，如细胞周期就可以用下面几个循环图表示(如图6、图7所示)。

图6 植物细胞的有丝分裂模式

图7 细胞有丝分裂过程中染色体(质)形态的变化

五、类比推理模板

所谓类比，就是由两个对象的某些相同或相似的性质，推断它们在其他性质上也有可能相同或相似的一种推理形式。类比与演绎和归纳不同，是一种从特殊到特殊，从一般到一般的推理方式。植物细胞渗透吸水原理是类比推理的产物(如图8所示)。物理学上，将液体和气体分子从高浓度处向低浓度处运动的现象称为扩散，水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散叫做渗透，植物细胞渗透吸水原理则是关于水分子通过原生质层的扩散机理。课本首先演示了一套用长颈漏斗、多孔性薄膜和蔗糖溶液等制成的物理渗透装置，并借助示意图分析说明渗透作用的产生应具备的条件：一是半透膜，二是半透膜两侧溶液的浓度差。然后，课本将成熟的植物细胞与上述的物理渗透装置加以比较，并明确地提出：可以把原生质层(主要包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质)看作是一层半透膜。原生质层两侧的溶液通常具有浓度差，因此，成熟的植物细胞能够与外界溶液发生渗透作用。

图8 植物细胞渗透吸水原理

六、过程描述模板

用于描述一个完整的过程，包括从起始到结尾的每一个环节，相应的注释可以展开各个环节的详细描述。如动物细胞培养过程(如图9所示)、植物体细胞杂交技术、单克隆抗体制备过程等。

图9 动物细胞培养过程

七、多元模块分类模板

适用于较大范围概念的分类比较。首先将某个概念分成若干个模块，再把每个模块从多方面进行比较。如物质的跨膜运输(如图10所示)、可遗传的变异、生物进化学说、生物工程分类等。

图10 物质的跨膜运输

通过各模板的介绍，教师和学生能够对Inspiration模板的应用有所了解，如果能够将其充分运用到学习过程中，相信可以大大提高学习的效果。