从“理解记忆”到“迁移运用”的跃迁——基于概念图的“细胞癌变”教学设计

张艳娟 （河北省秦皇岛市第一中学 河北秦皇岛 066006）

1 教材分析及设计思路

“细胞癌变”是人教版高中生物教材《必修1·分子与细胞》第六章第四节的内容。本节介绍了癌细胞的主要特征、癌变的原因和癌症的预防等知识。癌症是社会热点，学生略知一二，又有很多疑惑。为此，笔者在课前专门做了“请写出你最想知道的关于癌症的知识”的调查。学生的思路空前活跃，提出了很多问题。其中有些问题用课本知识可以轻松解决，如癌细胞长什么样？癌细胞与正常细胞有什么区别？癌细胞是怎样产生的？如何有效预防癌症？而有一些问题似乎没有涉及到，如放疗、化疗手段是如何治疗的？手术切除病症部位癌症为什么仍可能复发？健康向上的心态真的能抑制甚至消除癌症吗？癌症会遗传吗？如何研制新的治疗技术使更多的人摆脱癌症？为了让学生用一节课的时间既知道癌症的有关知识，又会运用这些知识解决实际问题，笔者尝试用概念图作为发展学生深层理解力的脚手架，在理解癌细胞的主要特征、致癌因子、原癌基因和抑癌基因等事实性知识的基础上，通过梳理概念间的逻辑关系，挖掘概念的内涵外延，提升学生思维水平，实现学以致用。

2 教学目标

说出癌细胞的主要特征和致癌因子，阐明细胞癌变的原因。

搜集网络信息，尝试用文献调查法研究问题，构建概念图讨论恶性肿瘤的防治措施，提高应用理论知识解决实际生活问题的能力。

讨论恶性肿瘤的防治措施，选择积极的生活态度和健康的生活方式。

3 教学过程

3.1 引发认知冲突，导入新课

说到癌症，人们都不寒而栗。事实上，科学家目前已经找到了一些诊断和治疗癌症的方法，不少癌症患者通过治疗而康复。为了破除误解，教师首先提出了问题：“罹患癌症，真的就等于宣判一个人的死亡吗？癌症真的是通往死亡的单程车票吗？”然后，讲述了抗癌明星（北京抗癌乐园常务理事长孙桂兰）的故事，从而让学生明确：除了个人的坚强乐观，科技进步在人类与癌症的斗争中功不可没，只要人们深入研究癌症，迟早会攻克癌症。教师在潜移默化中引导学生对科学知识的专注，激发学生对本节学习的兴趣。

3.2 铺垫事实性知识

3.2.1 癌细胞的特征

学生看书后，自主总结癌细胞的三个主要特征。教师展示良性肿瘤与恶性肿瘤的对比图片，请学生辨析哪种细胞是癌细胞，强化学生对癌细胞特征的认识。再根据癌细胞分散和转移的示意图，教师引导学生分析癌细胞易分散和转移的原因及可能对人体造成的影响，最后总结良性肿瘤和恶性肿瘤的区别：良性肿瘤生长缓慢，与周围组织界限清楚，不发生转移，对人体伤害不大；恶性肿瘤生长迅速，可转移到身体其他部位，破坏正常细胞结构，使机体功能失调，威胁生命。

3.2.2 致癌因子

课前，学生分成三组，采用文献调查法研究三个问题：夏天不注意防晒会导致皮肤癌吗？病从口入用于癌症是否合适？癌症传染吗？这三个问题直接指向三类致癌因子。学生汇报调查结果后，分析致癌因子。然后，教师引导学生分析一组致癌实例，总结归纳致癌因子的类型。

3.2.3 原癌基因和抑癌基因

教师把原癌基因比作细胞分裂的油门，把抑癌基因比作细胞分裂的刹车，引导学生体会原癌基因和抑癌基因在调控细胞周期中的作用。然后，展示结肠癌突变历程图片，引导学生总结出癌症的发生是多个基因突变的积累效应。

3.3 构建概念图

铺垫好事实性知识就进入了发展深层理解力的关键环节。首先，教师引导学生根据以上知识总结癌细胞的概念。然后，提出问题：“正常细胞是如何发展为恶性肿瘤的?”并以此问题为主线引导学生思考本节课的关键词，并逐一写下来。综合性的问题是概念图的骨架，问题应该统领全局且具有启发性，恰当的问题是构建概念图的关键。接着，学生排布概念的位置并确定概念间的关联词。排布概念的位置就是思考概念间内在联系的过程，选择关联词可以训练学生思维的严谨程度。学生展示概念图（图1）后，师生一起评价完善。

图1 学生自主建构的“细胞癌变”的概念图

3.4 运用概念图

教师提出问题，请学生根据概念图回答，从而实现从理解到运用的转化。

（1）请根据概念图描述癌症的发生过程，分析为什么手术切除病症部位仍有可能复发？

通过概念图，学生明确了概念间的逻辑关系：正常细胞都具有原癌基因和抑癌基因，两类基因共同调控着细胞周期。然而，当致癌因子作用于原癌基因和抑癌基因时，可能诱发基因突变，使细胞周期失去控制，正常细胞变成癌细胞。机体在免疫系统功能正常的情况下，能及时监控和清除癌细胞，而在免疫力低下时，癌细胞不能被发现和清除，进而有机会不断增殖，并发展为恶性肿瘤。教师提示早期癌症被发现时肿瘤直径约是1 cm，其中癌细胞的个数约为10亿个。根据这一点，学生不难想到：癌细胞容易在体内游走分散，且癌细胞数量低于10亿个时很难被发现，这就使手术切除了肉眼可见的肿瘤后，仍可能有一些癌细胞残存，并增殖成新的肿瘤。

（2）保持心情愉悦是否可以抵抗癌症？

通过概念图，学生可以将细胞癌变与免疫关联起来，机体稳态的维持是神经调节、体液调节和免疫调节共同作用的结果，保持良好心态可以通过神经调节影响机体免疫功能，从而对预防和治疗癌症起积极作用。通过分析，学生很自然地认识到要使人体保持正常的免疫功能，应积极锻炼身体，增强身体素质，并保持阳光向上的乐观心态。

（3）如何预防和治疗癌症？

学生完善细胞癌变的概念图（图2），使概念图能全方位地揭示了预防和治疗癌症的思路，即阻断癌症发生过程的任何一个环节就阻止了癌症的发生。

图2 学生完善的“细胞癌变”的概念图

通过讨论和辨析，学生最终总结出：要预防癌症可以从避免接触致癌因子和增强抗癌免疫功能两个角度采取相应措施，如养成良好的饮食习惯和生活习惯。而要治疗癌症可以有四个角度：①从根源解决基因问题，增强原癌基因和抑癌基因的稳定性或对突变的基因及时进行修复，如运用基因工程的方法进行基因治疗。②从调节细胞周期的角度，现有某些化疗药物就是通过阻断DNA复制，阻止癌细胞增殖。另外，还可以设想如果人体可以补充调节细胞周期的调节因子，就有望使机体恢复调节细胞周期的能力。③从消灭癌细胞的角度，传统的手术切除、放疗和部分化疗就是直接杀死癌细胞，但在杀死癌细胞的同时往往连同正常细胞一起“绞杀”。如果能深入研究癌细胞的特征和代谢规律就有希望实现靶向治疗，即用药物“瞄准”肿瘤细胞表面的分子标记物后，“定位”杀死肿瘤细胞，而不会伤害正常细胞。比如饥饿疗法就是通过抑制肿瘤新生血管，切断癌细胞的营养供应来阻止癌细胞增殖。还有学生提出根据癌细胞的特点进行早期诊断，如癌细胞的细胞膜成分会发生变化，出现癌胚抗原和甲胎蛋白，这些就与生活中肿瘤标志物检查联系起来。④提高机体自身的免疫力，如果免疫系统足够强大，癌细胞就能被及时清除，从而实现免疫系统的自稳。

4 反思

本节课上学生参与度高，思维活跃，对于预防和治疗癌症的展望尤其让人耳目一新。概念图把孤立零散的知识梳理成逻辑关系清晰的知识网络，就像是把知识碎片拼成一幅完整的生物学画面，它是对整节课内容的归纳总结，更是对概念之间相互关系的提炼和升华。概念图使知识得以活学活用，而且概念的系统化程度越广，就越有利于寻找更多的方法，解决更多、更新的问题。如果是复习课，教师可以将概念图进一步拓展，如将癌变的内因与基因表达相关联，将癌细胞的特征与细胞器、细胞所含化合物及异常的代谢途径相关联，将增强抗癌免疫功能与机体维持稳态的神经—体液—免疫的调节网络相关联等。总之，大胆尝试构建概念图的方法，丰富概念图的表现形式，就能实现从记忆到运用的完美蜕变。