“思維導圖”在“20+20”教學模式中的應用
——《細胞的能量“通貨”—ATP》案例

□廣東省廣州市增城區第一中學 姚美玲 王嘉華

思維導圖又叫心智圖，是1970年由英國心理學家托尼·博贊所創建的應用于記憶、學習、思考等的一種將放射性思維具體化的方法。它常常使用關鍵詞、線條、圖形、色彩等，強調和呈現出圖形內部概念層級關系，能夠將學生的邏輯思維轉化為直觀、簡明、層次的圖形。利用思維導圖的教學方式在“20+20”教學模式的“探究”環節中，引導學生主動參與探究過程，快速在問題導向下收集處理科學信息、有效形成知識層次、掌握重難點，實現知識之間的聯系遷移，形成科學規律，解決生活問題。以下以《細胞的能量“通貨”——ATP》一課為例，探討思維導圖如何促進學生在課堂學習中自主探究理解知識。

一、問題導學，確立核心概念下的一級知識

該節課主要圍繞ATP展開探究，教師在導入中利用ATP導致魚心臟復跳的實驗已經為學生直觀構建了ATP能直接提供能量這一概念，但是學生不清楚為什么ATP能直接供能，此時采用思維導圖的方式引導學生自主探究。

高一學生已經學習了糖類、脂肪等物質能儲存能量、細胞的結構等知識，為學習ATP奠定了基礎。但是ATP與ADP是學生接觸的新概念，若不進行適當引導就布置學生圍繞ATP構建思維導圖，學生往往因不明確學習任務導致無從下手。所以選用問題串形式解決該難題，教師先提出第一個大問題：ATP能直接供能取決于其特殊的結構，那ATP的結構有什么特點?第二個大問題：生物體中ATP含量少，但是ATP時刻在利用，如何解決該矛盾？第三大問題：你能舉例說出哪些細胞代謝需要消耗ATP嗎？教師提出的三個問題已經引導學生在ATP該核心概念下形成三個子概念并完出思維導圖的一級支線：ATP的結構特點、ATP與ADP的相互轉化、ATP的利用。

二、模型建構，完善二級知識

探究ATP的結構這一重點知識，教師應該引導學生發現規律、主動掌握ATP的結構，在本節課中運用概念模型的方式可以有效達到該目的。首先教師展示ATP的結構式，提出問題，學生閱讀書本，解決問題。問題如下：1.寫出ATP的中文名稱、元素組成及結構簡式。2.簡式中“—”和“～”的區別。3.指出圖中堿基A和ATP中的A，并分別寫出名稱。有目的地看書，可以讓學生快速找出該環節的基礎知識，先簡單在ATP結構的一級概念下發展二級知識點：ATP的名稱、元素組成及結構簡式、結構特點，這樣培養學生自主學習能力，使學生成為學習的主人，自主理解ATP的基礎知識。但是高考要求還需要掌握ATP與其他物質的結構相似點，所以教師需要深化知識，先將ATP復雜的結構式簡化成三部分：腺嘌呤、核糖、磷酸基團。然后引導學生回憶什么物質也含有腺嘌呤、核糖、磷酸呢？最后利用長方形、五邊形、圓圈等圖形構建ATP模型。這樣學生有效地利用已學過的RNA的模型圖，學生構建ATP的模型就迎刃而解。

在探究ATP與ADP的相互轉化這一難點知識時，教師展示相關資料，引導學生獲取到關鍵信息：ATP轉化成ADP釋放能量，滿足運動之需。ATP能直接供能是因為ATP轉化成ADP，那如何轉化就成為學生非常好奇的問題，這樣由課外知識激發學生探索知識的欲望，有利于培養學生積極思考能力，符合20+20課堂教學模式的要求。那如何引導學生理解ATP轉化成ADP呢？此時需要教師引導學生關注ATP的化學性質，然后在ATP的結構模型基礎上，，快速構建ADP、AMP的模型。縱向比較ATP、ADP、AMP模型，學生可以直觀認識到三者的結構差別，有利于學生寫出ATP水解與合成的反應式，這樣就由點到線幫助學生構建ATP與ADP的相互轉化的模型，最后回顧葉綠體與線粒體的作用、主動運輸條件，從本質上認識兩者相互轉化的生物學意義。學生從ATP的結構模型中有意遷移到ATP與ADP的相互轉化中，理解具體轉化過程發生的場所、消耗的原料、需要的酶、生成的產物等。這樣學生在相互轉化這一級知識下繼續構建分支知識，并且有效聯系舊知，同時為后續學習光合作用與呼吸作用做出良好鋪墊。

三、思維導圖網絡體系的建構

此時，學生眼中的ATP已經轉化成一個實體對象，學生先自主建構ATP的結構模型，理解ATP的結構特點，再找出ATP與ADP的模型的差別，理解ATP水解提供能量的機制，這樣教師通過問題、材料等引導學生思考，自主發現知識、掌握知識、對新舊知識有機聯系，同時運用新知解釋相關的生命現象，構建一份屬于學生自我的思維導圖，形成一個完整的知識網絡，體現了課堂的高效性，學生成為教學的主體，符合“20+20”課堂教學模式的要求。在高中生物課堂中利用思維導圖引導學生思考是有其必要性，將知識以圖像形態表達，將內隱的知識轉化外顯的知識。通過研究教材、學情、考情等，選用不同的教學方式上好一節課，達到高效課堂的目的。