巧用“箭头”模型解题的复习课教学

安徽 刘 琛

师生平时在讲评、习作综合情境类型题目的试题过程中，经常遇到两个至多个对象相互作用关系的判断，常见的有通过运输(流动、传递)方向、调控方向判断对象名称浓度大小，有的还要在此基础上分析生理作用的强弱。很多学生不得其法，根本不知道从什么地方下手，常常一筹莫展。教师可根据这类习题的共同特点组织一节巧用“箭头”模型解题的复习课教学，既总结相关的知识点体系，又贴近真实的解题情境，形成具有操作性的方法步骤，学生易上手，具有极强的实践价值。这里所说的“箭头”模型中的“箭头”就是用来梳理题干中多个对象之间的关系，而其方向则会透露出生物学意义的细节，将题干信息和背景知识模型化，则能快速形成解题的突破口，高效解决对应问题。

通过这样的一节复习课教学，目的是使学生能够通过分析题干、提炼关键词，结合自身基础知识储备构建“箭头”模型，进而通过构建的“箭头”模型分析命题逻辑，找到解题关键词，形成解题思路方法、思维模式。下文介绍几种常见的“箭头”模型，以供师生参考。

1.生理活动强弱变化与物质运输方向关系判断的“箭头”模型

【例1】在不同温度下某植物叶肉细胞间的CO2浓度相对值如图1所示，图中b、d两点的光合作用速率和呼吸作用速率大小关系如何？

【解题思路】本题是典型的通过CO2运输方向判断光合作用和呼吸作用强弱关系的题目，但学生在分析光合作用速率和呼吸作用速率大小关系时，容易与图2混淆，造成理解错误。

之所以提到图2，是因为其所创设的密闭条件下CO2浓度的变化情境是大多数教师复习课内容的“常客”，学生很容易错误地认为图1中b、d两点就是图2中H、D两点，此时光合作用速率等于呼吸作用速率。但殊不知，图2是通过密闭装置中CO2浓度上升、下降或处于二者拐点来判断光合作用速率和呼吸作用速率大小关系，即通过同一对象的CO2浓度大小变化来判断光合作用速率和呼吸作用速率大小关系。而图1是通过不同对象的CO2浓度大小关系，即外界CO2浓度、胞间CO2浓度和细胞内CO2浓度三者关系，依据CO2自由扩散的运输特点，判断CO2运输方向，进而推断光合作用速率和呼吸作用速率的大小关系。那如何简单、清晰地展现浓度关系导致运输方向变化呢？“箭头”模型当之无愧。

具体“箭头”模型如下：

当外界CO2浓度>胞间CO2浓度>细胞内CO2浓度，则CO2运输方向为外界→胞间→细胞内，总体效应表现为吸收CO2，则光合作用速率大于呼吸作用速率；当外界CO2浓度<胞间CO2浓度<细胞内CO2浓度，则CO2运输方向为细胞内→胞间→外界，总体效应表现为释放CO2，则呼吸作用速率大于光合作用速率。当外界CO2浓度=胞间CO2浓度=细胞内CO2浓度，则总体效应表现为既不释放CO2，也不吸收CO2，则呼吸作用速率等于光合作用速率。

由此判断，b点的光合作用速率大于呼吸作用速率，d点的呼吸作用速率大于光合作用速率。

【总结】由于CO2的运输方式是自由扩散，其浓度大小关系就暴露了其运输方向，进而推断不同生理作用强度关系。在学习过程中，这样通过物质运输方向判断浓度大小的问题不胜枚举。

2.体液运输方向与物质运输方向关系判断的“箭头”模型

【例2】图3为人体内肝细胞及其内环境示意图，箭头所示方向为血流方向。

请用图3中字母和箭头表示组成人体内环境各成分之间的物质交换关系。图中的a、b、c处CO2浓度大小的关系是___________________。若a为胰岛B细胞，则其分泌的胰岛素浓度在箭头处和c处中较大的是___________________。

【解题思路】要解答本题，需先确定3个问题，且需要各自构建一个“箭头”模型。

如图3所示，a是细胞内液，b是组织液，c是血浆，d是淋巴液，根据淋巴循环特点，来源和去路均是单向箭头，而血浆和组织液双向交换，二者之间是双向箭头，如图4。

而图3中的a、b、c处CO2浓度大小关系的判断则依赖于CO2的运输方向a→b→c，由于CO2的运输方式是自由扩散，则伴随箭头方向CO2浓度依次降低，得出图3中的a、b、c处CO2浓度大小关系为a>b>c。

血浆流动方向是箭头处→c处，c处处于下游，在这二者之间途经a时，携带其分泌的胰岛素运往全身各处，所以胰岛素浓度关系为箭头处

【总结】“箭头”模型的精髓就是通过不同生物学情境中多个研究对象之间箭头方向的类型、数目等判断各自归属关系。该方法通俗易懂、高效便捷。

3.下丘脑-垂体-靶腺轴调节方向判断的“箭头”模型

【例3】图5是甲状腺激素的调节示意图。其中a、b和c表示人体内的三种内分泌腺，①②③表示三种不同的激素。各自具体表示什么？

【解题思路】本题可以依靠腺体与激素分级调节与负反馈调节的“箭头”模型尝试回答，以箭头的方向及类型突破，效果立竿见影。下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素，同时又受甲状腺激素负反馈调节抑制，则箭头是一出一入；垂体受下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素调控，分泌促甲状腺激素，又受甲状腺激素负反馈调节抑制，则箭头是一出两入；甲状腺受垂体分泌促甲状腺激素调控，分泌甲状腺激素，则箭头是一出一入。箭头方向及类型有明显差异的是垂体，由此判断a是垂体，而同样是一出一入的是下丘脑和甲状腺，可以通过甲状腺分泌甲状腺激素负反馈调节抑制下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素，b分泌③作用c，则可推出b为甲状腺，c为下丘脑。

【总结】未知对象的发出箭头和收回箭头分别表示调节和被调节的关系，涉及由上至下的分级调节和由下至上的负反馈调节，在这个具象的“箭头”模型中已经被形象地标记成了发出和收回的箭头，简单直观，提高了解题效率。

4.生态系统的物质循环、能量流动和信息传递的“箭头”模型

【例4】图6是生态系统的组成成分的关系“箭头”模型。各自具体表示什么？学生可自由讨论，依靠各组成成分，通过箭头方向表示的相互关系尝试回答。

【解题思路】图6甲、乙有异曲同工之处，双向箭头连接的对象应是突破口，只有生产者可以通过光合自养或化能合成自养和呼吸作用与无机环境形成双向联系，建立双向箭头。然后生产者还需向消费者、分解者输送有机物，则除双向箭头外，箭头应都为发出类型。而无机环境还需接收消费者、分解者分解的无机物，除双向箭头外，箭头应都为收回类型。最后分解者和消费者的判断，可根据消费者最终会演变为捕食者的粪便或死亡后的遗体交由分解者分解，则二者之间的箭头方向是消费者指向分解者。

【总结】生态系统的物质循环、能量流动和信息传递构建的“箭头”模型分别如图7甲、乙、丙所示。三者的差异就是箭头的不同，准确地说是双向箭头的不同，物质循环发生在非生物环境和生物群落之间，所以只在非生物环境和生产者之间有一个双向箭头；能量流动不能循环，只能单向传递，所以没有双向箭头；信息传递可以发生在生物之间，也可以发生在生物与非生物环境之间，往往是双向的，所以都用双向箭头表示。

5.其他“箭头”模型

笔者所整理的“箭头”模型类型只是冰山一角，在高中生物学的知识点体系中还有多少可以用“箭头”模型建立的答题模式呢？教师可发动学生在课下讨论思考，构建不同知识点情境下的“箭头”模型。教师应引导学生将一轮复习知识点体系中适宜做“箭头”模型的知识点情境一一筛选，学生若思考存在障碍，教师可适时、适度引导，具体情境示例如下：情境①不同溶液体系水分运输方向或浓度大小判断；情境②细胞免疫和体液免疫类型判断；情境③消化系统、循环系统、呼吸系统、泌尿系统参与内环境与外界环境进行物质交换等。

以上示例也仅仅是参考，重点是让学生体验“箭头”模型是真正称手的工具，是对知识点的二次梳理，不是“花架子”。通过“箭头”模型对知识体系进行二次改造，最终形成解题的思维模式。

6.由“箭头”模型到“箭头”思维

生物学知识点琐碎，很多学生整理起来往往感觉到力不从心，从而丧失学习生物的兴趣，所以教师在教学过程中一定要化繁为简，尽量在纷繁复杂的知识点体系中找到清晰明确的逻辑线条，并指导学生在多个典型情境中反复练习，找到突破口，才能在新情境中类比应用，最终熟练掌握，甚至可以沿用到其他学科领域中去。

“箭头”模型构建的生物学逻辑关系经常出现在高考题、模拟题、质检题等试题中，《中国高考评价体系》也明确说明要求考生能够用生物学术语、图表、图解等表述生物学事实、概念、原理和规律等。例如，用遗传图解表示杂交实验过程，用系谱图表述遗传关系，而用箭头图解所能发挥作用的场景更多元化，甚至可以演变成记笔记、理思路、答题目的一种思维模式，以关键词做支点，以箭头作为逻辑思路，可提高思考判断的效率。

“箭头”模型对知识点的加工要求比较高，建议在一轮复习时，教师可先在典型情境的复习课教学中分别予以介绍，淡化模型本身，强化知识点内容，即淡化技巧，强化知识。而在二轮复习时，则可安排“箭头”模型的专题，甚至是特色化的复习，可以此教学设计为蓝本，安排一课时或两课时的理论版块介绍，然后进行“箭头”模型的专题训练，强化“箭头”模型的解题技巧。若学生学有余力，也可更为细化，设置不同模块背景：如细胞代谢类、遗传图解类、生命调节类等。

综上所述，“箭头”模型构建的思路是建立在模型概念的基础之上的，具象的效果自然为解题提供便利，快速打开思路，寻找到解题的突破口。但如果从抽象的高中知识体系构建的大局来看，这不失为一种绝妙的整理知识点的思路方法，由此上升到“箭头”思维，利用这种箭头关系能快速建立多个生物学术语之间的联系，颇有效率地建立知识点网络，并且在这种知识点网络中可显著突出关键词，即核心概念，而简单的箭头线条也极其醒目地宣扬着这些核心概念的逻辑联系。这种“箭头”思维若使用得当，可提纲挈领地勾勒出生物学知识体系的巍峨山峦，令学生流连忘返，畅享“箭头”思维带来的那旖旎的生物学知识风光！