依托教材配圖 提高二輪復(fù)習(xí)效率
——以“人體的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)”和“神經(jīng)沖動在神經(jīng)纖維上的產(chǎn)生和傳導(dǎo)”為例

馮愛云

(重慶市黔江中學(xué))

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱“新課標(biāo)”)強調(diào):生物學(xué)的教學(xué)應(yīng)基于以生物學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)而制訂教學(xué)目標(biāo)。這就要求教師無論是在新授課還是高三復(fù)習(xí)課中,均應(yīng)圍繞培養(yǎng)核心素養(yǎng)而制訂教學(xué)計劃。

“二輪復(fù)習(xí)”是基于“一輪復(fù)習(xí)”的突破和升華,復(fù)習(xí)目標(biāo)是建立知識網(wǎng)絡(luò),提高學(xué)生的綜合分析及歸納能力,更加切實地培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)。

高考命題以“新課標(biāo)”為綱,以教材為據(jù),因此,在“二輪復(fù)習(xí)”時也必須以教材為主要依托,讓教材物盡其用。教材上的配圖、課后練習(xí)等非正文內(nèi)容往往容易被輕視,本文謹(jǐn)以“人體的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)”和“神經(jīng)沖動在神經(jīng)纖維上的產(chǎn)生和傳導(dǎo)”為例,淺析如何圍繞教材[人教版教材(2019版)]圖形和教材課后練習(xí)題,組織單元復(fù)習(xí),以期真正落實學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)。

1.圍繞教材圖形構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò),提升學(xué)生識圖能力與歸納能力

教材在主體知識以外,配備了大量的立體圖形。在二輪復(fù)習(xí)中,利用教材圖片來綜合復(fù)習(xí),通常會事半功倍。

1.1 圍繞教材圖片構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)——以“人體的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)”為例

“人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)”這一教學(xué)內(nèi)容,對應(yīng)生物學(xué)大概念“生命個體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng),各結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)統(tǒng)一共同完成復(fù)雜的生命活動,并通過一定的調(diào)節(jié)機制保持穩(wěn)定”之下的兩個重要概念:(1)內(nèi)環(huán)境為機體細(xì)胞提供適宜的生存環(huán)境,機體細(xì)胞通過內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換;(2)內(nèi)環(huán)境的變化會引發(fā)機體的自動調(diào)節(jié),以維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。這一內(nèi)容在教材中所占篇幅較小,但在整個高中生物知識體系中占據(jù)著重要位置,對之后的神經(jīng)、體液、免疫調(diào)節(jié)等內(nèi)容起著引領(lǐng)作用。在考試中常以客觀題的方式呈現(xiàn)。本章內(nèi)容知識框架如圖1:

圖1

在二輪復(fù)習(xí)時,可以結(jié)合教材第3頁“思考·討論”中配圖(圖2)進行單元復(fù)習(xí):

圖2 血漿、組織液、淋巴液之間的關(guān)系示意圖

可以利用以下“問題串”讓學(xué)生思考分析:

(1)由圖可知,機體有兩大管道系統(tǒng),請觀察回答,兩大管道結(jié)構(gòu)有什么區(qū)別,它們分別是什么?

此問題可使學(xué)生得出淋巴管與血管結(jié)構(gòu)上的區(qū)別,強化解題時通過是否有盲端判斷淋巴管與血管,同時可以構(gòu)建結(jié)構(gòu)與功能觀的生命觀念。

(2)該圖中血管中的液體、淋巴管中的液體、組織細(xì)胞之間的液體分別是什么?任一個細(xì)胞內(nèi)的液體是什么?

由圖總結(jié)體液的概念,強調(diào)概念中“體內(nèi)”二字,說明凡是與外界環(huán)境相通的液體均不屬于體液,如尿液、汗液、消化液、淚液等。通過此問題讓學(xué)生構(gòu)建內(nèi)環(huán)境這一次位概念,同時深化學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能的生命觀念。

(3)請說出毛細(xì)血管壁細(xì)胞、毛細(xì)淋巴管壁細(xì)胞、血細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、組織細(xì)胞生活的直接環(huán)境是什么?

通過此問題可以讓學(xué)生提煉出“機體的絕大多數(shù)細(xì)胞生活在內(nèi)環(huán)境,并且可以和內(nèi)環(huán)境直接進行物質(zhì)交換”這一概念。此問題可以構(gòu)建次位概念“說明血漿、組織液和淋巴液等細(xì)胞外液共同構(gòu)成高等動物細(xì)胞賴以生存的內(nèi)環(huán)境”。

(4)請根據(jù)圖中的箭頭指向,說明體液具體成分之間的內(nèi)在聯(lián)系(用文字和箭頭表示)。

通過識圖構(gòu)建內(nèi)環(huán)境三大組成成分之間聯(lián)系的概念圖,復(fù)習(xí)相關(guān)知識的同時,深化學(xué)生內(nèi)環(huán)境組成的生命觀念并培養(yǎng)學(xué)生識別物理模型與構(gòu)建概念模型的科學(xué)思維。

(5)細(xì)胞內(nèi)液是細(xì)胞代謝主要的場所,請據(jù)圖回答,細(xì)胞代謝需要物質(zhì)和能量,從哪里來?細(xì)胞代謝會產(chǎn)生代謝廢物,到哪里去?

補充問題(4)中構(gòu)建的概念圖。總結(jié)內(nèi)環(huán)境的化學(xué)成分,歸納總結(jié)營養(yǎng)物質(zhì)與氧氣的來源途徑,代謝廢物的排出途徑,引入教材第6頁“練習(xí)與應(yīng)用”題中配圖(如圖3),分析該問題時,學(xué)生還可總結(jié)出內(nèi)環(huán)境是細(xì)胞與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的媒介這一結(jié)論。

圖3

(6)細(xì)胞代謝還離不開正常的細(xì)胞形態(tài)、離不開酶的催化,由圖可知,作為絕大多數(shù)細(xì)胞生活的直接環(huán)境,內(nèi)環(huán)境必須維持相對穩(wěn)定的滲透壓、pH和溫度,以及相對穩(wěn)定的化學(xué)成分。請據(jù)圖分析組織水腫的原因。

復(fù)習(xí)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)概念的同時,通過識圖,學(xué)生自行分析組織水腫(組織液水分增多)的原因。此處可以點撥學(xué)生關(guān)注根據(jù)問題(5)完成的概念圖,關(guān)注組織液的來源與去路:來源增多或去路減少,均可引起組織水腫。此問題可培養(yǎng)學(xué)生將物理模型、概念模型用于實際解題過程,同時培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決生活實際問題的社會責(zé)任。

(7)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)維持的機制是什么?

以上問題串幾乎覆蓋了“人體內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”這一章節(jié)的所有重點內(nèi)容,通過以配圖為基礎(chǔ)的系統(tǒng)復(fù)習(xí),可在短時間內(nèi)將大量知識呈現(xiàn),并構(gòu)建整章知識網(wǎng)絡(luò)。復(fù)習(xí)之后可搭配練習(xí)題鞏固復(fù)習(xí),提高實際解題能力。

1.2 結(jié)合經(jīng)典例題,鞏固復(fù)習(xí)

例:血漿滲透壓可分為膠體滲透壓和晶體滲透壓,其中,由蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)形成的滲透壓稱為膠體滲透壓,由無機鹽等小分子物質(zhì)形成的滲透壓稱為晶體滲透壓?；卮鹣铝袉栴}:

(1)某種疾病導(dǎo)致人體血漿蛋白含量顯著降低時,血漿膠體滲透壓降低,水分由________(填結(jié)構(gòu))進入組織液,可引起組織水腫等。

(2)正常人大量飲用清水后,胃腸腔內(nèi)的滲透壓下降,經(jīng)胃腸吸收進入血漿的水量會________,從而使血漿晶體滲透壓________。

(3)在人體中,內(nèi)環(huán)境的作用主要為①細(xì)胞生存的直接環(huán)境,②________________。

分析:本題圍繞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的相關(guān)知識展開,(1)題需分析內(nèi)環(huán)境中滲透壓的維持機制和內(nèi)環(huán)境三大成分之間的聯(lián)系,血漿中的化學(xué)成分可通過毛細(xì)血管動脈端滲入組織液,若血漿滲透壓降低,則會導(dǎo)致血漿中水分子從低滲溶液血漿中大量進入高滲溶液組織液中,引起組織水腫,此題對應(yīng)上述問題串中問題(4)和問題(6);(2)題需結(jié)合題干信息,首先讀懂血漿晶體滲透壓的概念,其次,胃腸可將外界環(huán)境中的食物消化后吸收進體內(nèi),包括水分,吸收后首先進入血液循環(huán)系統(tǒng)即血漿中,通過循環(huán)系統(tǒng)的運輸?shù)竭_(dá)全身,因此,正常人大量飲用清水后會經(jīng)過胃腸吸收進血漿,導(dǎo)致血漿中水分含量增多,滲透壓降低,包括晶體滲透壓和膠體滲透壓,此題對應(yīng)上述問題串中問題(5)和問題(6);(3)題則在總結(jié)內(nèi)環(huán)境的兩大作用:①細(xì)胞生存的直接環(huán)境,對應(yīng)上述問題串中問題(3),②是細(xì)胞與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換的媒介,對應(yīng)上述問題串中問題(5)。

2.以教材拓展應(yīng)用練習(xí)題為基石,建立微專題——以“神經(jīng)沖動在神經(jīng)纖維上的產(chǎn)生和傳導(dǎo)”為例

該內(nèi)容對應(yīng)“新課標(biāo)”中次位概念“闡明神經(jīng)細(xì)胞膜內(nèi)外在靜息狀態(tài)具有電位差,受到外界刺激后形成動作電位,并沿神經(jīng)纖維傳導(dǎo)”,與此相關(guān)的知識也頻繁出現(xiàn)在高考試卷中。“神經(jīng)沖動在神經(jīng)纖維上的產(chǎn)生與傳導(dǎo)”這一知識點,不僅與生物教材必修1的知識“物質(zhì)跨膜運輸”聯(lián)系緊密,同時還結(jié)合了物理、化學(xué)知識,很具有學(xué)科融合性。鑒于此,可以在課堂上利用課后練習(xí)中的信息,指導(dǎo)學(xué)生建立微專題。

2.1 微專題建立過程教學(xué)實例

槍烏賊的神經(jīng)元是研究神經(jīng)興奮的好材料,研究表明,當(dāng)改變神經(jīng)元軸突外Na+濃度時,靜息電位并不受影響,但動作電位的幅度會隨著Na+濃度的降低而降低。請對上述實驗現(xiàn)象作出解釋。(選擇性必修1第31頁,練習(xí)與應(yīng)用環(huán)節(jié),拓展應(yīng)用1)

靜息電位產(chǎn)生機理:K+協(xié)助擴散外流導(dǎo)致膜內(nèi)外電位表現(xiàn)為內(nèi)負(fù)外正;受刺激后膜電位發(fā)生變化,產(chǎn)生動作電位。動作電位產(chǎn)生機理:Na+協(xié)助擴散內(nèi)流導(dǎo)致膜內(nèi)外電位表現(xiàn)為內(nèi)正外負(fù)。

基于此,可展開相關(guān)知識的復(fù)習(xí),以表格的形式呈現(xiàn),如表:

電位類型離子基礎(chǔ)產(chǎn)生機理電位特點協(xié)助擴散特點影響電位峰值的主要因素影響趨勢靜息電位膜內(nèi)K+較多K+協(xié)助擴散外流外正內(nèi)負(fù)動作電位膜外Na+較多Na+協(xié)助擴散內(nèi)流外負(fù)內(nèi)正順濃度梯度不消耗能量需要轉(zhuǎn)運蛋白膜內(nèi)外K+濃度差在一定范圍內(nèi),膜內(nèi)外K+濃度差越大,電位峰值越高;反之越低膜內(nèi)外Na+濃度差在一定范圍內(nèi),膜內(nèi)外Na+濃度差越大,電位峰值越高;反之越低

組織學(xué)生自主完成上述表格后,結(jié)合題干,從原因——過程——結(jié)果三個層面作出解釋。

(原因)Na+與動作電位相關(guān),K+與靜息電位相關(guān);(過程)細(xì)胞外Na+濃度降低,在膜外Na+較多的基礎(chǔ)上,降低了膜內(nèi)外Na+的濃度差,導(dǎo)致Na+內(nèi)流減少。(結(jié)果)靜息電位未受影響,動作電位幅度降低。

2.2 結(jié)合例題講解,鞏固復(fù)習(xí)

例:將槍烏賊的巨大軸突置于體內(nèi)組織液的模擬環(huán)境中,下列分析錯誤的是

( )

A.減小模擬環(huán)境中Na+濃度,動作電位的峰值變小

B.電刺激槍烏賊巨大軸突,不一定會產(chǎn)生動作電位

C.若細(xì)胞膜對K+通透性變大,則靜息電位的絕對值不變

D.增大模擬環(huán)境中K+濃度,靜息電位的絕對值變小

分析:此題考查學(xué)生對靜息電位和動作電位的掌握程度,基于動作電位與靜息電位產(chǎn)生的原理,改變某一條件后,分析離子流動的變化趨勢,進而分析電位峰值的變化趨勢。A選項,環(huán)境中Na+濃度降低,在細(xì)胞外Na+濃度較多的基礎(chǔ)上,細(xì)胞膜內(nèi)外Na+濃度差減小,Na+內(nèi)流數(shù)量減小,動作電位峰值變小;B選項,刺激強度太低,無法導(dǎo)致神經(jīng)纖維上對離子的通透性改變,無法產(chǎn)生動作電位,同樣,刺激強度過大,可能導(dǎo)致神經(jīng)纖維遭到破壞,也無法產(chǎn)生動作電位;C選項,細(xì)胞膜對K+通透性增加,K+外流數(shù)量會增加,由此導(dǎo)致的外正內(nèi)負(fù)的靜息電位差值應(yīng)變大;D選項,細(xì)胞外K+濃度增大,在膜外K+濃度相對較小的基礎(chǔ)上,降低了膜內(nèi)外K+濃度差,K+外流數(shù)量減少,由此導(dǎo)致的外正內(nèi)負(fù)的靜息電位峰值變小。

學(xué)生經(jīng)過自主構(gòu)建興奮在神經(jīng)纖維上的產(chǎn)生和傳導(dǎo)的微專題,深入理解動作電位和靜息電位產(chǎn)生的原理,在頭腦中形成了興奮產(chǎn)生與消退這一生理過程的動態(tài)模型,并實現(xiàn)舉一反三。

3.小結(jié)

二輪復(fù)習(xí)是考試之前最后一次綜合復(fù)習(xí),旨在提高學(xué)生的綜合解題能力,一線教師通常是半復(fù)習(xí)半訓(xùn)練的方式進行授課,在正課上科學(xué)引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)或微專題,在之后的消化落實環(huán)節(jié)學(xué)生只需按照教材上相關(guān)資料再次獨立完成知識網(wǎng)絡(luò)或微專題,就會得到很好的復(fù)習(xí)效果。當(dāng)然,在復(fù)習(xí)過程中,難免存在細(xì)小知識遺漏的情況,此時教師可歸納總結(jié)后以習(xí)題特別是判斷題的形式進行查漏補缺,這樣可以在提高學(xué)生解決非選擇題的同時,亦提高其解決選擇題的能力。