圖示法在高中生物學專題復習中的應用
——以“細胞中的有機物”為例

王 韜（四川省南充市儀隴中學 四川南充 637600）

專題復習是指基于學情、教情、考情，以某個“點”為中心，整合生物學的概念、規律、原理和思維方式，以實現構建框架、遷移知識和解決問題的復習模式［1］。圖示法是圍繞某個主題或知識內容進行表征的可視化組織形式，包括思維導圖、概念圖、韋恩圖、流程圖等。圖示法將抽象的生物學概念具體化，繁雜的知識內容條理化，直觀形象的圖示便于信息的傳遞和表達，利于知識的深度挖掘和透徹理解，還可以激發學生學習的興趣。

人教版高中生物學必修1 第2 章“組成細胞的分子”可劃分為“細胞中的元素和無機物”，以及“細胞中的有機物”2 個專題進行復習。后者涵蓋第2 節“生命活動的主要承擔者——蛋白質”、第3 節“遺傳信息的攜帶者——核酸”、第4 節“細胞中的糖類和脂質”相關內容，以及“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質（第18～19 頁）”、“觀察DNA 和RNA 在細胞中的分布（第26～27 頁）”2個考綱要求的實驗。這部分知識是生物的物質基礎，與后續的細胞代謝、遺傳變異、穩態調節等內容聯系緊密。本文以 “細胞中的有機物” 專題為例，嘗試運用思維導圖、概念圖、韋恩圖和流程圖等圖示法，開展四大有機物的專題復習，引導學生構建知識體系，實現高效有序地復習。

1 以思維導圖建立專題知識體系，厘清知識內在聯系

思維導圖（mind map）是一種對知識組織和表征的思維工具。思維導圖巧妙地將各種主題的關系用相互隸屬與相關的思維“地圖”表現，形成脈絡清晰、重點突出的信息網絡。構建思維導圖突破專題復習，可幫助學生建立專題的知識體系，厘清知識間的內在聯系。

“細胞中的有機物”為專題的中心主題，教師啟發學生繪制4 條放射狀曲線，在各曲線的末端設立與主題相關的關鍵詞“蛋白質”“核酸”“糖類”“脂質”，而每個關鍵詞又可設立為新的中心，例如“蛋白質”向外延伸新的分支“元素組成”“基本單位”“形成過程”“結構多樣性”“功能多樣性”“鑒定”，分支關鍵詞又可作為新的中心，借助發散思維，由點到面，構建網絡。學生繪制的思維導圖可能有一些錯誤或遺漏，教師應悉心指導，師生共同完善知識結構，繪制的思維導圖（圖1）呈現抽象而復雜的學科內容。

思維導圖構建下的專題復習，可將雜亂無章的知識點有序整合，建立穩固的知識網絡。利用圖1 可強化蛋白質、核酸、糖類和脂質四大有機物的主干知識，有效防止復習的碎片化，增加知識的有序性，為后續復習奠定基礎。

圖1 細胞中的有機物

2 以概念圖深入理解學科概念，明確概念深層關聯

概念圖（concept map）也是一種組織和表征知識的工具。它將某一命題網絡中的相關概念及相互關系用圖示化的形式呈現。概念圖以層級排列概念，高度濃縮知識，符合學生的認知規律。在復習課引入概念圖，學生可深入理解學科概念，明確概念間的深層關聯［2］。現以“核酸”和“蛋白質”為例，分別構建概念圖以鞏固基礎及延伸拓展。

2.1 構建“核酸和核苷酸”的概念圖，加深理解核心概念 核酸是遺傳信息的攜帶者，其與核苷酸之間的關系可簡單描述為：核酸的基本單位是核苷酸。筆者向學生提出教學任務“構建核酸和核苷酸的關系概念圖”，先讓學生找出“核酸”“核苷酸”這2 個關鍵詞，然后要求學生展開聯想并羅列相關的概念，例如 “DNA”“RNA”“脫氧核糖核苷酸”“核糖核苷酸”等。用連接線連接相關概念，必要時在連接線上注明二者之間的關系。大多數學生通過積極思考可繪制簡單的概念圖（圖2A）。

圖2 核酸和核苷酸的關系

圖3 蛋白質和氨基酸的關系

教師應首先肯定學生的構圖成果，增強學生學習的信心。然后以學生所繪制的圖示為基礎，通過深加工和再創造完善概念圖（圖2B）。

圖2A 和2B 都闡明核酸及核苷酸的分類，核酸（DNA 和RNA）的基本單位，以及核苷酸的化學成分。圖2B 還呈現DNA 和RNA 所含的五碳糖及含氮堿基有所差異，這些差異可作為DNA 或RNA 的判斷依據。此外，DNA 由2 條脫氧核苷酸鏈形成，RNA 由1 條核糖核苷酸鏈形成。通過圖2概念圖的構建，學生明晰了核酸和核苷酸之間的關系，加深對這2 個核心概念的理解，從而鞏固核酸的基礎知識。

2.2 構建“蛋白質和氨基酸”的概念圖，整合復習相關內容 蛋白質是生命活動的主要承擔者，其與氨基酸之間的關系可簡單描述為：蛋白質的基本單位是氨基酸。可用與2.1 同樣的方法，先讓學生繪制簡略的概念圖（圖3A），教師再引導學生構建復雜的概念圖（圖3B）。

圖3A 和3B 都闡明蛋白質的基本單位是氨基酸，以及氨基酸形成蛋白質的過程。圖3B 還涉及人體內蛋白質消化吸收的過程，細胞內蛋白質合成加工的過程，蛋白質和氨基酸組成元素存在差異，以及蛋白質結構和功能的多樣性與氨基酸密切相關。這些內容體現了專題復習不同于新授課，前者不拘泥于章節的限制，可將其他模塊或章節的相關內容相整合。專題復習在鞏固基礎的同時延伸拓展，提升學生的理性思維能力和知識遷移能力。

3 以韋恩圖展示概念集合關系，構建完整的知識結構

韋恩圖（Venn diagram）是用封閉曲線顯示元素間重疊關系的圖示，是一種選擇、分類和比較信息的有效工具。韋恩圖可將概念關系的認知方式顯性化，揭示認知結構重疊或沖突的部分。復習時將概念融入到韋恩圖中，利于展示概念之間的集合關系，幫助學生構建完整的知識結構。現以“糖類”和“脂質”為例，分別制作表示交叉或包含關系的韋恩圖。

3.1 制作“糖類”的韋恩圖，呈現糖類分布的交叉關系 糖類是主要的能源物質，廣泛分布于動、植物細胞中。哪些糖類分布于植物細胞中？哪些糖類分布于動物細胞中？哪些糖類在動、植物細胞都有分布？教師創設3 個問題情境，啟發學生用韋恩圖進行歸納、比較。學生在白紙上繪制2 個橢圓分隔成3 個區域，只屬于動物細胞、只屬于植物細胞，以及動、植物細胞共有（2 個橢圓的交叉部分）；羅列熟知的糖類，例如葡萄糖、果糖、乳糖、糖原、淀粉、纖維素等，再將這些糖分別填入3 個區域，并補充完善；然后小組間相互檢查，最后教師歸納總結并呈現糖類分布的韋恩圖（圖4）。

圖4 糖類在動植物細胞中的分布

由圖4 可知，乳糖、半乳糖和糖原是動物細胞特有的糖類，植物細胞特有果糖、蔗糖、麥芽糖、淀粉和纖維素，而葡萄糖、核糖和脫氧核糖是動、植物細胞共有的。用韋恩圖表示糖類在動、植物細胞中的分布，更加直觀形象，便于學生理解糖類分布的差異。

3.2 制作“脂質”的韋恩圖，表明各類脂質的包含關系 脂質種類繁多，功能各異。有些基礎薄弱學生對相似的概念難以區分，例如脂質和脂肪，固醇和膽固醇。脂質主要包括脂肪、磷脂和固醇，固醇又可分為膽固醇和膽固醇衍生物。學生在這些知識基礎上進行意義構建，繪制脂質分類的韋恩圖（圖5）。該圖由外及里，層層深入，表明各類脂質的包含關系，可加深學生對概念的認識和理解，顯著提升復習效果。

圖5 脂質的分類

3.3 合并“糖類”的韋恩圖，化繁為簡，高度概括

糖類的分類也可繪制韋恩圖（圖6），表明各種糖類的從屬關系。由圖6 可知，糖類主要包括單糖、二糖和多糖。葡萄糖、果糖、核糖、脫氧核糖和半乳糖屬于單糖，乳糖、蔗糖和麥芽糖屬于二糖，多糖包括淀粉、糖原和纖維素等。

圖6 糖類的分類

關于“糖類”知識可繪制2 個韋恩圖。這2 個圖都包含各種糖類，具有相互重疊部分。教師提出問題：能否將圖4 和圖6 合并成一個圖？學生積極思考、討論，并嘗試合二為一（圖7）。該圖化繁為簡，高度概括，一目了然。這樣的訓練，可提高學生分析問題和歸納概括的能力，培養其創新意識，發展其理性思維。

圖7 糖類的分類和分布

4 以流程圖強化理解專題實驗，掌握基本實驗技能

生物學是以實驗為基礎的學科，本專題涉及的2 個實驗教材主要以文字的形式表述，復習時可采用流程圖的形式呈現。流程圖（flow chart）是由特定的圖形和流程線組成的表征活動過程和思路的框圖，其將冗長的文字圖示化，抽象的實驗形象化。例如，還原糖的鑒定可概括為如下流程圖（圖8）。

圖8 還原糖的鑒定

流程圖的繪制培養學生用圖代文、以圖釋文的能力。圖8 簡明扼要、脈絡清晰，學生可參照圖示重做實驗，強化對實驗原理、步驟、條件及實驗現象的理解。學生還可主動構建脂肪、蛋白質、淀粉的鑒定，以及觀察DNA 和RNA 在細胞中分布的流程圖，掌握各種物質的鑒定方法等基本的實驗技能。

除上述所舉的圖示法以外，還有結構圖、坐標圖、階梯圖、餅狀圖等。在高中生物學復習階段，教師可根據教材內容的編排和學生的認知特點，采用不同的圖示進行表征。圖示對生物學知識高度概括凝練，使枯燥乏味的復習生動化，抽象繁雜的知識系統化。教師還應鼓勵學生自主構建各種圖示，培養其綜合素質和學科素養，以期取得良好的復習效果。