“思維導(dǎo)圖”在“20+20”教學(xué)模式中的應(yīng)用
——《細胞的能量“通貨”—ATP》案例

□廣東省廣州市增城區(qū)第一中學(xué) 姚美玲 王嘉華

思維導(dǎo)圖又叫心智圖，是1970年由英國心理學(xué)家托尼·博贊所創(chuàng)建的應(yīng)用于記憶、學(xué)習(xí)、思考等的一種將放射性思維具體化的方法。它常常使用關(guān)鍵詞、線條、圖形、色彩等，強調(diào)和呈現(xiàn)出圖形內(nèi)部概念層級關(guān)系，能夠?qū)W(xué)生的邏輯思維轉(zhuǎn)化為直觀、簡明、層次的圖形。利用思維導(dǎo)圖的教學(xué)方式在“20+20”教學(xué)模式的“探究”環(huán)節(jié)中，引導(dǎo)學(xué)生主動參與探究過程，快速在問題導(dǎo)向下收集處理科學(xué)信息、有效形成知識層次、掌握重難點，實現(xiàn)知識之間的聯(lián)系遷移，形成科學(xué)規(guī)律，解決生活問題。以下以《細胞的能量“通貨”——ATP》一課為例，探討思維導(dǎo)圖如何促進學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中自主探究理解知識。

一、問題導(dǎo)學(xué)，確立核心概念下的一級知識

該節(jié)課主要圍繞ATP展開探究，教師在導(dǎo)入中利用ATP導(dǎo)致魚心臟復(fù)跳的實驗已經(jīng)為學(xué)生直觀構(gòu)建了ATP能直接提供能量這一概念，但是學(xué)生不清楚為什么ATP能直接供能，此時采用思維導(dǎo)圖的方式引導(dǎo)學(xué)生自主探究。

高一學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了糖類、脂肪等物質(zhì)能儲存能量、細胞的結(jié)構(gòu)等知識，為學(xué)習(xí)ATP奠定了基礎(chǔ)。但是ATP與ADP是學(xué)生接觸的新概念，若不進行適當引導(dǎo)就布置學(xué)生圍繞ATP構(gòu)建思維導(dǎo)圖，學(xué)生往往因不明確學(xué)習(xí)任務(wù)導(dǎo)致無從下手。所以選用問題串形式解決該難題，教師先提出第一個大問題：ATP能直接供能取決于其特殊的結(jié)構(gòu)，那ATP的結(jié)構(gòu)有什么特點?第二個大問題：生物體中ATP含量少，但是ATP時刻在利用，如何解決該矛盾？第三大問題：你能舉例說出哪些細胞代謝需要消耗ATP嗎？教師提出的三個問題已經(jīng)引導(dǎo)學(xué)生在ATP該核心概念下形成三個子概念并完出思維導(dǎo)圖的一級支線：ATP的結(jié)構(gòu)特點、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化、ATP的利用。

二、模型建構(gòu)，完善二級知識

探究ATP的結(jié)構(gòu)這一重點知識，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律、主動掌握ATP的結(jié)構(gòu)，在本節(jié)課中運用概念模型的方式可以有效達到該目的。首先教師展示ATP的結(jié)構(gòu)式，提出問題，學(xué)生閱讀書本，解決問題。問題如下：1.寫出ATP的中文名稱、元素組成及結(jié)構(gòu)簡式。2.簡式中“—”和“～”的區(qū)別。3.指出圖中堿基A和ATP中的A，并分別寫出名稱。有目的地看書，可以讓學(xué)生快速找出該環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)知識，先簡單在ATP結(jié)構(gòu)的一級概念下發(fā)展二級知識點：ATP的名稱、元素組成及結(jié)構(gòu)簡式、結(jié)構(gòu)特點，這樣培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人，自主理解ATP的基礎(chǔ)知識。但是高考要求還需要掌握ATP與其他物質(zhì)的結(jié)構(gòu)相似點，所以教師需要深化知識，先將ATP復(fù)雜的結(jié)構(gòu)式簡化成三部分：腺嘌呤、核糖、磷酸基團。然后引導(dǎo)學(xué)生回憶什么物質(zhì)也含有腺嘌呤、核糖、磷酸呢？最后利用長方形、五邊形、圓圈等圖形構(gòu)建ATP模型。這樣學(xué)生有效地利用已學(xué)過的RNA的模型圖，學(xué)生構(gòu)建ATP的模型就迎刃而解。

在探究ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化這一難點知識時，教師展示相關(guān)資料，引導(dǎo)學(xué)生獲取到關(guān)鍵信息：ATP轉(zhuǎn)化成ADP釋放能量，滿足運動之需。ATP能直接供能是因為ATP轉(zhuǎn)化成ADP，那如何轉(zhuǎn)化就成為學(xué)生非常好奇的問題，這樣由課外知識激發(fā)學(xué)生探索知識的欲望，有利于培養(yǎng)學(xué)生積極思考能力，符合20+20課堂教學(xué)模式的要求。那如何引導(dǎo)學(xué)生理解ATP轉(zhuǎn)化成ADP呢？此時需要教師引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注ATP的化學(xué)性質(zhì)，然后在ATP的結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上，，快速構(gòu)建ADP、AMP的模型。縱向比較ATP、ADP、AMP模型，學(xué)生可以直觀認識到三者的結(jié)構(gòu)差別，有利于學(xué)生寫出ATP水解與合成的反應(yīng)式，這樣就由點到線幫助學(xué)生構(gòu)建ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化的模型，最后回顧葉綠體與線粒體的作用、主動運輸條件，從本質(zhì)上認識兩者相互轉(zhuǎn)化的生物學(xué)意義。學(xué)生從ATP的結(jié)構(gòu)模型中有意遷移到ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化中，理解具體轉(zhuǎn)化過程發(fā)生的場所、消耗的原料、需要的酶、生成的產(chǎn)物等。這樣學(xué)生在相互轉(zhuǎn)化這一級知識下繼續(xù)構(gòu)建分支知識，并且有效聯(lián)系舊知，同時為后續(xù)學(xué)習(xí)光合作用與呼吸作用做出良好鋪墊。

三、思維導(dǎo)圖網(wǎng)絡(luò)體系的建構(gòu)

此時，學(xué)生眼中的ATP已經(jīng)轉(zhuǎn)化成一個實體對象，學(xué)生先自主建構(gòu)ATP的結(jié)構(gòu)模型，理解ATP的結(jié)構(gòu)特點，再找出ATP與ADP的模型的差別，理解ATP水解提供能量的機制，這樣教師通過問題、材料等引導(dǎo)學(xué)生思考，自主發(fā)現(xiàn)知識、掌握知識、對新舊知識有機聯(lián)系，同時運用新知解釋相關(guān)的生命現(xiàn)象，構(gòu)建一份屬于學(xué)生自我的思維導(dǎo)圖，形成一個完整的知識網(wǎng)絡(luò)，體現(xiàn)了課堂的高效性，學(xué)生成為教學(xué)的主體，符合“20+20”課堂教學(xué)模式的要求。在高中生物課堂中利用思維導(dǎo)圖引導(dǎo)學(xué)生思考是有其必要性，將知識以圖像形態(tài)表達，將內(nèi)隱的知識轉(zhuǎn)化外顯的知識。通過研究教材、學(xué)情、考情等，選用不同的教學(xué)方式上好一節(jié)課，達到高效課堂的目的。