图示法在高中生物学专题复习中的应用——以“细胞中的有机物”为例

王 韬（四川省南充市仪陇中学 四川南充 637600）

专题复习是指基于学情、教情、考情，以某个“点”为中心，整合生物学的概念、规律、原理和思维方式，以实现构建框架、迁移知识和解决问题的复习模式［1］。图示法是围绕某个主题或知识内容进行表征的可视化组织形式，包括思维导图、概念图、韦恩图、流程图等。图示法将抽象的生物学概念具体化，繁杂的知识内容条理化，直观形象的图示便于信息的传递和表达，利于知识的深度挖掘和透彻理解，还可以激发学生学习的兴趣。

人教版高中生物学必修1 第2 章“组成细胞的分子”可划分为“细胞中的元素和无机物”，以及“细胞中的有机物”2 个专题进行复习。后者涵盖第2 节“生命活动的主要承担者——蛋白质”、第3 节“遗传信息的携带者——核酸”、第4 节“细胞中的糖类和脂质”相关内容，以及“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（第18～19 页）”、“观察DNA 和RNA 在细胞中的分布（第26～27 页）”2个考纲要求的实验。这部分知识是生物的物质基础，与后续的细胞代谢、遗传变异、稳态调节等内容联系紧密。本文以 “细胞中的有机物” 专题为例，尝试运用思维导图、概念图、韦恩图和流程图等图示法，开展四大有机物的专题复习，引导学生构建知识体系，实现高效有序地复习。

1 以思维导图建立专题知识体系，厘清知识内在联系

思维导图（mind map）是一种对知识组织和表征的思维工具。思维导图巧妙地将各种主题的关系用相互隶属与相关的思维“地图”表现，形成脉络清晰、重点突出的信息网络。构建思维导图突破专题复习，可帮助学生建立专题的知识体系，厘清知识间的内在联系。

“细胞中的有机物”为专题的中心主题，教师启发学生绘制4 条放射状曲线，在各曲线的末端设立与主题相关的关键词“蛋白质”“核酸”“糖类”“脂质”，而每个关键词又可设立为新的中心，例如“蛋白质”向外延伸新的分支“元素组成”“基本单位”“形成过程”“结构多样性”“功能多样性”“鉴定”，分支关键词又可作为新的中心，借助发散思维，由点到面，构建网络。学生绘制的思维导图可能有一些错误或遗漏，教师应悉心指导，师生共同完善知识结构，绘制的思维导图（图1）呈现抽象而复杂的学科内容。

思维导图构建下的专题复习，可将杂乱无章的知识点有序整合，建立稳固的知识网络。利用图1 可强化蛋白质、核酸、糖类和脂质四大有机物的主干知识，有效防止复习的碎片化，增加知识的有序性，为后续复习奠定基础。

图1 细胞中的有机物

2 以概念图深入理解学科概念，明确概念深层关联

概念图（concept map）也是一种组织和表征知识的工具。它将某一命题网络中的相关概念及相互关系用图示化的形式呈现。概念图以层级排列概念，高度浓缩知识，符合学生的认知规律。在复习课引入概念图，学生可深入理解学科概念，明确概念间的深层关联［2］。现以“核酸”和“蛋白质”为例，分别构建概念图以巩固基础及延伸拓展。

2.1 构建“核酸和核苷酸”的概念图，加深理解核心概念 核酸是遗传信息的携带者，其与核苷酸之间的关系可简单描述为：核酸的基本单位是核苷酸。笔者向学生提出教学任务“构建核酸和核苷酸的关系概念图”，先让学生找出“核酸”“核苷酸”这2 个关键词，然后要求学生展开联想并罗列相关的概念，例如 “DNA”“RNA”“脱氧核糖核苷酸”“核糖核苷酸”等。用连接线连接相关概念，必要时在连接线上注明二者之间的关系。大多数学生通过积极思考可绘制简单的概念图（图2A）。

图2 核酸和核苷酸的关系

图3 蛋白质和氨基酸的关系

教师应首先肯定学生的构图成果，增强学生学习的信心。然后以学生所绘制的图示为基础，通过深加工和再创造完善概念图（图2B）。

图2A 和2B 都阐明核酸及核苷酸的分类，核酸（DNA 和RNA）的基本单位，以及核苷酸的化学成分。图2B 还呈现DNA 和RNA 所含的五碳糖及含氮碱基有所差异，这些差异可作为DNA 或RNA 的判断依据。此外，DNA 由2 条脱氧核苷酸链形成，RNA 由1 条核糖核苷酸链形成。通过图2概念图的构建，学生明晰了核酸和核苷酸之间的关系，加深对这2 个核心概念的理解，从而巩固核酸的基础知识。

2.2 构建“蛋白质和氨基酸”的概念图，整合复习相关内容 蛋白质是生命活动的主要承担者，其与氨基酸之间的关系可简单描述为：蛋白质的基本单位是氨基酸。可用与2.1 同样的方法，先让学生绘制简略的概念图（图3A），教师再引导学生构建复杂的概念图（图3B）。

图3A 和3B 都阐明蛋白质的基本单位是氨基酸，以及氨基酸形成蛋白质的过程。图3B 还涉及人体内蛋白质消化吸收的过程，细胞内蛋白质合成加工的过程，蛋白质和氨基酸组成元素存在差异，以及蛋白质结构和功能的多样性与氨基酸密切相关。这些内容体现了专题复习不同于新授课，前者不拘泥于章节的限制，可将其他模块或章节的相关内容相整合。专题复习在巩固基础的同时延伸拓展，提升学生的理性思维能力和知识迁移能力。

3 以韦恩图展示概念集合关系，构建完整的知识结构

韦恩图（Venn diagram）是用封闭曲线显示元素间重叠关系的图示，是一种选择、分类和比较信息的有效工具。韦恩图可将概念关系的认知方式显性化，揭示认知结构重叠或冲突的部分。复习时将概念融入到韦恩图中，利于展示概念之间的集合关系，帮助学生构建完整的知识结构。现以“糖类”和“脂质”为例，分别制作表示交叉或包含关系的韦恩图。

3.1 制作“糖类”的韦恩图，呈现糖类分布的交叉关系 糖类是主要的能源物质，广泛分布于动、植物细胞中。哪些糖类分布于植物细胞中？哪些糖类分布于动物细胞中？哪些糖类在动、植物细胞都有分布？教师创设3 个问题情境，启发学生用韦恩图进行归纳、比较。学生在白纸上绘制2 个椭圆分隔成3 个区域，只属于动物细胞、只属于植物细胞，以及动、植物细胞共有（2 个椭圆的交叉部分）；罗列熟知的糖类，例如葡萄糖、果糖、乳糖、糖原、淀粉、纤维素等，再将这些糖分别填入3 个区域，并补充完善；然后小组间相互检查，最后教师归纳总结并呈现糖类分布的韦恩图（图4）。

图4 糖类在动植物细胞中的分布

由图4 可知，乳糖、半乳糖和糖原是动物细胞特有的糖类，植物细胞特有果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉和纤维素，而葡萄糖、核糖和脱氧核糖是动、植物细胞共有的。用韦恩图表示糖类在动、植物细胞中的分布，更加直观形象，便于学生理解糖类分布的差异。

3.2 制作“脂质”的韦恩图，表明各类脂质的包含关系 脂质种类繁多，功能各异。有些基础薄弱学生对相似的概念难以区分，例如脂质和脂肪，固醇和胆固醇。脂质主要包括脂肪、磷脂和固醇，固醇又可分为胆固醇和胆固醇衍生物。学生在这些知识基础上进行意义构建，绘制脂质分类的韦恩图（图5）。该图由外及里，层层深入，表明各类脂质的包含关系，可加深学生对概念的认识和理解，显著提升复习效果。

图5 脂质的分类

3.3 合并“糖类”的韦恩图，化繁为简，高度概括

糖类的分类也可绘制韦恩图（图6），表明各种糖类的从属关系。由图6 可知，糖类主要包括单糖、二糖和多糖。葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖和半乳糖属于单糖，乳糖、蔗糖和麦芽糖属于二糖，多糖包括淀粉、糖原和纤维素等。

图6 糖类的分类

关于“糖类”知识可绘制2 个韦恩图。这2 个图都包含各种糖类，具有相互重叠部分。教师提出问题：能否将图4 和图6 合并成一个图？学生积极思考、讨论，并尝试合二为一（图7）。该图化繁为简，高度概括，一目了然。这样的训练，可提高学生分析问题和归纳概括的能力，培养其创新意识，发展其理性思维。

图7 糖类的分类和分布

4 以流程图强化理解专题实验，掌握基本实验技能

生物学是以实验为基础的学科，本专题涉及的2 个实验教材主要以文字的形式表述，复习时可采用流程图的形式呈现。流程图（flow chart）是由特定的图形和流程线组成的表征活动过程和思路的框图，其将冗长的文字图示化，抽象的实验形象化。例如，还原糖的鉴定可概括为如下流程图（图8）。

图8 还原糖的鉴定

流程图的绘制培养学生用图代文、以图释文的能力。图8 简明扼要、脉络清晰，学生可参照图示重做实验，强化对实验原理、步骤、条件及实验现象的理解。学生还可主动构建脂肪、蛋白质、淀粉的鉴定，以及观察DNA 和RNA 在细胞中分布的流程图，掌握各种物质的鉴定方法等基本的实验技能。

除上述所举的图示法以外，还有结构图、坐标图、阶梯图、饼状图等。在高中生物学复习阶段，教师可根据教材内容的编排和学生的认知特点，采用不同的图示进行表征。图示对生物学知识高度概括凝练，使枯燥乏味的复习生动化，抽象繁杂的知识系统化。教师还应鼓励学生自主构建各种图示，培养其综合素质和学科素养，以期取得良好的复习效果。