生物插圖對概念教學(xué)的作用及注意事項

【摘 要】本文闡述生物插圖對概念教學(xué)中的作用，即主要體現(xiàn)在概念引入、理解概念和運用概念這三個方面。闡明在教學(xué)中插圖的選擇要注意突顯概念的重要性、概念間問題設(shè)計的遞進(jìn)性、概念形成的自然性三個環(huán)節(jié)，提出若遇不易理解的曲線圖或表格插圖時，可采用“曲線與數(shù)據(jù)”互換的形式來加深學(xué)生對插圖的理解，指出插圖既能多形式地呈現(xiàn)生物學(xué)知識，又能提高學(xué)生獲取抽象知識、歸納學(xué)習(xí)并進(jìn)行推理的能力。

【關(guān)鍵詞】概念教學(xué) 生物插圖的作用 插圖應(yīng)用

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）09B-0077-02

生物教學(xué)的基本原則之一，就是直觀性。在課堂上展示與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的生物標(biāo)本、掛圖、模型、動畫、多媒體課件等教具，使學(xué)生獲得新知識或鞏固舊知識的教學(xué)方法，均可稱之為直觀教學(xué)法，它有助于學(xué)生更加形象地理解所學(xué)的內(nèi)容、發(fā)展學(xué)生的感性思維、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和提高教學(xué)效率。隨著現(xiàn)代多媒體技術(shù)的發(fā)展，直觀教學(xué)法的范圍、深度、效率都有了大幅的提高，但在利用現(xiàn)代多媒體的同時，對于用傳統(tǒng)教具進(jìn)行的直觀教學(xué)也要給予足夠的重視，因為各種教具都有其不同的價值和功能，只有合理使用，才能促進(jìn)直觀教學(xué)的發(fā)展。下面就以例闡述生物插圖對概念教學(xué)的作用及注意事項，以供參考。

一、生物插圖的作用

教學(xué)中以插圖來刺激學(xué)生的感官，挖掘其中的有效信息，直觀性強，學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)的積極性都較高。插圖概念教學(xué)是直觀教學(xué)的一種形式，特別是針對概念的教學(xué)，它具有極其重要的作用。

（一）生物概念引入。如《細(xì)胞分化》一節(jié)，對“細(xì)胞分化”和“基因選擇性表達(dá)”這兩個概念。首先讓學(xué)生一起觀察分析討論：必修1的插圖6-8“紅細(xì)胞（上）心肌細(xì)胞（下）”和插圖6-9“葉肉細(xì)胞、表皮細(xì)胞和貯藏細(xì)胞”。對于動物體來說，紅細(xì)胞和心肌細(xì)胞都來源于早期胚胎細(xì)胞；對于植物體來說：來源于早期的胚細(xì)胞，他們的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能都不同。這兩個例子就是細(xì)胞分化引起的，學(xué)生自然會得出：在個體發(fā)育中，來源相同的細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細(xì)胞分化。那么生物發(fā)育的過程中為什么會發(fā)生細(xì)胞分化現(xiàn)象呢？思考討論：（1）細(xì)胞的生理功能一般是由細(xì)胞中的哪種物質(zhì)來承擔(dān)？（2）紅細(xì)胞和心肌細(xì)胞中承擔(dān)相應(yīng)生理功能的蛋白質(zhì)分別是哪一種？（3）蛋白質(zhì)的生物合成依據(jù)的藍(lán)圖是細(xì)胞中那種物質(zhì)？（4）同一個生物體的不同細(xì)胞中這種物質(zhì)相同嗎？為什么？（5）DNA上脫氧核苷酸的排列順序代表了什么？請看以下資料：（1）人類基因組計劃研究了人類的24個DNA分子，這24個DNA分子上有3萬多個基因，思考DNA與基因間的數(shù)量關(guān)系是怎樣的？（2）生長在太平洋北部的一種海蜇能發(fā)出綠色熒光，細(xì)胞中有綠色熒光蛋白，這是因為海蜇的DNA上有一個綠色熒光蛋白基因。思考：你能根據(jù)這個實例說出基因的功能嗎？有了上述的基礎(chǔ)知識，拋出最后一個問題：在有絲分裂和細(xì)胞分化的過程中，遺傳物質(zhì)沒有改變，那么相同的遺傳信息如何控制不同蛋白質(zhì)的合成呢？這說明不同的細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況是不同的，即基因的選擇性表達(dá)是細(xì)胞分化的實質(zhì)。那么分化后的細(xì)胞去向是什么呢？請看必修1的插圖6-10“結(jié)腸黏膜上皮、骨、神經(jīng)組織和腎小體”。學(xué)生自然得出：分化的細(xì)胞可形成不同的組織和器官。通過這3個插圖就完成了細(xì)胞分化和基因選擇性表達(dá)概念的教學(xué)。細(xì)胞分化會使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。

（二）理解生物概念。如《DNA分子的結(jié)構(gòu)》一節(jié)，以插圖引入新課探討DNA分子結(jié)構(gòu)。簡潔而獨特的雙螺旋造型的DNA分子是怎樣儲存遺傳信息的？又是怎樣決定生物性狀的？閱讀資料，并思考與討論：（1）沃森和克里克在構(gòu)建模型的過程中，利用了他人的哪些經(jīng)驗和成果？（2）在建構(gòu)模型的過程中出現(xiàn)過哪些錯誤？他們是如何對待和糾正這些錯誤的？（3）上述資料中涉及哪些學(xué)科的知識和方法？這對你理解生物科學(xué)發(fā)展有什么啟示？（4）沃森和克里克默契配合，發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的過程，在工作方式上給予你哪些啟示？（5）根據(jù)資料回答有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)方面的問題：① DNA是由幾條鏈構(gòu)成的？它具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？②DNA的基本骨架是由哪些物質(zhì)構(gòu)成的？它們分別位于DNA的什么部位？③DNA中兩鏈之間的堿基是如何配對的？它們位于DNA的什么部位？如必修2的DNA分子的結(jié)構(gòu)模式圖（圖3-11）可使學(xué)生全面了解雙鏈DNA分子的單體、一條鏈的形成、兩條鏈的方向、堿基配對的形式以及主要的化學(xué)鍵。這些有助于對復(fù)雜概念的理解、空間想象力的培養(yǎng)以及知識體系的構(gòu)建。模式圖的解讀可通過5個問題來進(jìn)行：（1）DNA分子的單體是什么，它的三個部分是如何連接的？（2）單體是怎樣連接成一條鏈的，單體之間所形成的化學(xué)鍵叫什么？（3）DNA分子兩條鏈上的堿基之間有什么關(guān)系、幾種形式和形成的化學(xué)鍵叫什么？（4）DNA分子中兩條鏈的方向又是怎樣的？（5）雙螺旋結(jié)構(gòu)的DNA分子中外側(cè)的組成和堿基的分布情況怎樣？可讓學(xué)生閱讀教材中的文字資料，形成DNA分子結(jié)構(gòu)概念的第二步認(rèn)識?？勺寣W(xué)生畫DNA的概念圖即模型的結(jié)構(gòu)：脫氧核糖核苷酸→脫氧核糖核苷酸單鏈→脫氧核糖核苷酸雙鏈→DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)，從而形成有關(guān)的知識體系。在DNA分子的雙鏈中嘌呤堿基與嘧啶堿基的總數(shù)有怎樣的關(guān)系？用數(shù)學(xué)方式來表達(dá)的話該怎么表示？根據(jù)這種關(guān)系能否判斷DNA分子是雙鏈還是單鏈？（A+T）/（G+C）的比值在不同的雙鏈DAN中也相等嗎？運用數(shù)學(xué)語言幫助對DNA分子結(jié)構(gòu)概念的理解，并增強對科學(xué)方法的學(xué)習(xí)，使生物科學(xué)的教育價值得以提升。分析資料、模式圖解讀、畫概念圖建構(gòu)模型和用數(shù)學(xué)語言表達(dá)幾個環(huán)節(jié)形成教學(xué)過程的主線，逐步學(xué)習(xí)雙鏈DNA分子相關(guān)的知識以及建構(gòu)的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，最終建構(gòu)起DNA分子結(jié)構(gòu)的基本概念。在新課標(biāo)中對學(xué)生學(xué)習(xí)和終身發(fā)展的能力培養(yǎng)作了強調(diào)，我們一定要清醒地意識到教師的主要任務(wù)是如何指導(dǎo)學(xué)而不在于教。

（三）運用生物概念。頂端優(yōu)勢的產(chǎn)生所示的插圖（如圖1所示）。知識背景：植物的頂芽優(yōu)先生長，而側(cè)芽生長受到抑制的現(xiàn)象。

二、使用生物插圖的注意事項

插圖教學(xué)一般是從識圖、析圖和繪圖三方面入手。識圖、析圖一般采用傳統(tǒng)的講授方式。但在教學(xué)中選擇插圖時應(yīng)注意突顯概念的重要性、概念間問題設(shè)計的遞進(jìn)性、概念形成的自然性三個環(huán)節(jié)。如必修3教材中頂端優(yōu)勢及其解除的插圖（圖3-7），若換成“頂端優(yōu)勢示意圖”學(xué)生就容易理解。對一些教學(xué)難點，教科書往往采用插圖形式來呈現(xiàn)，較為直觀，旨在幫助學(xué)生理解，但有些插圖（如曲線圖或表格）就比較難理解，這時可采用“曲線與數(shù)據(jù)”互換的形式加深對插圖的理解。如人教版介紹生長素的作用與特點——“兩重性”的時候采用的坐標(biāo)曲線圖（如圖2所示）。

用好這個插圖可提高學(xué)生抽象、歸納、推理的能力。但這個圖的解讀一直以來是教學(xué)過程中的難點，尤其是對在曲線遞減區(qū)間所示的促進(jìn)生長部位的認(rèn)識，不少學(xué)生都存在認(rèn)識困難，不能通過讀圖理解生長素作用的兩重性。這時就可以把曲線圖轉(zhuǎn)換成表格數(shù)據(jù)，進(jìn)而加深對插圖的理解。在處理生長素的兩重性時，首先，展現(xiàn)“呈現(xiàn)不同濃度的生長素對小麥種子根和芽生長的影響實驗結(jié)果”，如下表1所示。

讓其思考與討論：（1）該實驗的設(shè)計中遵循了哪些實驗設(shè)計的原則？（2）據(jù)實驗結(jié)果，請你處理數(shù)據(jù)，建構(gòu)數(shù)學(xué)模型來分析生長素濃度和根的生長關(guān)系？（3）據(jù)生長素濃度與根的關(guān)系，請你分析根向地生長的原因？引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考得出結(jié)論。其次，請同學(xué)們結(jié)合自己的知識將表格中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)曲線圖，與教材中圖片進(jìn)行比較。這樣處理的目的旨在：一是引導(dǎo)學(xué)生通過對數(shù)據(jù)的處理和分析，自己繪制生長素濃度和根生長之間關(guān)系的曲線圖，從而得出生長素兩重性的特點；二是通過使用“曲線與數(shù)據(jù)”互換的這一形式，提高學(xué)生快速處理圖表試題的能力。表格形式的優(yōu)點在于能夠準(zhǔn)確反映數(shù)據(jù)之間的精確對應(yīng)關(guān)系，常用于記錄實驗結(jié)果，其不足之處在于對于數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律不能直觀地反映，曲線圖雖反映不了數(shù)據(jù)之間的精確對應(yīng)關(guān)系，但能直觀地反映數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律。圖表是高中生物的第二語言，合理運用圖表可以使深奧的道理形象化、抽象概念具體化、枯燥知識趣味化和繁冗的文字?jǐn)⑹鰲l理化。用好插圖可以提高學(xué)生獲取抽象知識、歸納學(xué)習(xí)并進(jìn)行推理的能力，使學(xué)生多形式地學(xué)習(xí)生物學(xué)知識。

【基金項目】貴州省教育科學(xué)規(guī)劃重點課題“高中生物插圖高效性教學(xué)的實踐研究”（課題批準(zhǔn)號：2015A019）的階段成果

【作者簡介】陳瑞強（1966— ），男，漢族，貴州鳳岡人，中學(xué)高級教師，現(xiàn)就職于貴州省鳳岡縣第二中學(xué)，研究方向：高中生物教育教學(xué)。

（責(zé)編 盧建龍）