生物教材配圖教學(xué)：培養(yǎng)高中生理性思維
——基于《神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能》的案例

■鐘 慧

一、問題的提出

2015年3月30日，在教育部印發(fā)的《教育部關(guān)于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)的意見》中，首次出現(xiàn)“核心素養(yǎng)”的概念。自此“核心素養(yǎng)”被置于深化課程改革、落實立德樹人目標的基礎(chǔ)地位。今天，這個概念體系正在成為新一輪課程改革深化的方向。理性思維是“核心素養(yǎng)”中對學(xué)生認知世界、內(nèi)化能力最關(guān)鍵的一環(huán)，它包括崇尚并形成科學(xué)思維的習(xí)慣；能夠運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法探討生命現(xiàn)象及規(guī)律，審視或論證生物學(xué)社會議題等。學(xué)生不再是被動地接受知識，而應(yīng)處于主動、積極的知識構(gòu)建狀態(tài)，教師需要根據(jù)不同學(xué)生的個體學(xué)習(xí)經(jīng)驗與知識結(jié)構(gòu)，進行有針對性的引導(dǎo)，幫助學(xué)生逐步形成理性思維的能力和習(xí)慣。

教育形勢的改變，必將帶來教育理念和方式的變革。然而我們的教材沒有變，知識本身沒有變。我們教師該如何利用教材整合知識，將“核心素養(yǎng)”的要求與每一個知識模塊、每一節(jié)課堂教學(xué)緊密聯(lián)系起來？如何讓教材中的知識煥發(fā)出新的活力，將“核心素養(yǎng)”的形成滲透到每一節(jié)課堂、每一位學(xué)生？來自學(xué)生的一組問題給我?guī)砹诵碌膯⑹荆骸罢n本這一頁上為什么會有這樣一張圖片？它要說明什么問題？我們要把上面的所有信息都記背下來嗎？有什么辦法讓我更好地認識這幅圖呢？這對我認知其他的生物圖像有什么幫助嗎？試題中會以什么形式考查呢?筆者認為，能提出這些問題的學(xué)生一定善于思考，他們對圖形的敏感性與這一素材本身的特點是有關(guān)聯(lián)的，利用教材中的配圖對學(xué)生進行理性思維的培養(yǎng)，是一個良好的突破口。

圖表作為生物學(xué)的第二語言,有著語言文字無法比擬的直觀、簡潔以及信息量大等特點。浙江科學(xué)技術(shù)出版社出版的《普通高中課程標準實驗教科書生物學(xué)》是目前我們正在使用的高中生物教材,與之前使用過的人教版教材相比，這套教材運用了更為豐富的教材配圖。然而在日常教學(xué)中，師生對教材配圖的解讀和利用不夠深入、全面，特別是對教材配圖的研究不重視，缺乏系統(tǒng)和高效的解讀方法。

掌握教材配圖的一般研究方法并在教學(xué)中靈活應(yīng)用配圖的優(yōu)勢，是提高教學(xué)有效性的重要途徑之一。利用好教材配圖這一教學(xué)資源，有效培養(yǎng)學(xué)生在知識聯(lián)系、模型構(gòu)建、歸納概括、變式思維等方面的能力，崇尚并養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣等，值得我們深入研究。

二、生物教材配圖教學(xué)的內(nèi)涵和內(nèi)容

在教學(xué)過程中，研究教材十分重要，在關(guān)注教材文字內(nèi)容的同時，不能忽視對教材配圖的研究。教材配圖一般包括圖片、照片、圖標、圖例等。教學(xué)中應(yīng)研究配圖的來源、邏輯、分類及特點，深入挖掘配圖中的知識要素，思考配圖的來龍去脈，尋找配圖間的關(guān)聯(lián)，探索配圖的諸多變式；收集教材配圖的教學(xué)設(shè)計及實施案例，進行個案研究、經(jīng)驗總結(jié)等。借助課堂觀察技術(shù)對教材配圖的教學(xué)設(shè)計和實施進行檢驗和反思，形成螺旋式上升的積累，提煉出分析和利用教材配圖的一般方法和規(guī)律?；诮滩呐鋱D的教學(xué)設(shè)計和實施研究，幫助學(xué)生解讀教材，理解生物學(xué)基本概念、過程、邏輯關(guān)系等，形成科學(xué)思維的習(xí)慣。對容易混淆的知識進行分析和比較，鍛煉學(xué)生進行演繹、推理、變式思維的能力。通過教學(xué)實驗和課堂觀察，應(yīng)用教材配圖的教學(xué)設(shè)計，在培養(yǎng)學(xué)生識圖析圖能力的同時，增強其由整體到局部、由宏觀到微觀等歸納與概括的理性思維能力。通過課例研究，對觀察示意圖的一般方法進行歸納和提煉。

三、生物教材配圖教學(xué)實踐——以《神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能》為例

《神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能》是必修三課本第二章第二節(jié)的內(nèi)容，是學(xué)生了解動物生命活動調(diào)節(jié)的重要知識環(huán)節(jié)。神經(jīng)調(diào)節(jié)不僅對于內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持具有舉足輕重的作用，而且具有協(xié)調(diào)身體的運動、語言等功能，是動物生命活動的主要調(diào)節(jié)形式。從知識本身和學(xué)生學(xué)習(xí)的特點來看，神經(jīng)調(diào)節(jié)不但知識抽象，還存在不少易于混淆的知識內(nèi)容。這使得該模塊的學(xué)習(xí)成為重點和難點。教材對該章節(jié)的編排格局清晰，層層遞進，符合認知規(guī)律。以教材配圖為突破口，在解讀教材知識的同時，幫助學(xué)生構(gòu)建圖文、圖圖聯(lián)系，形成科學(xué)思維的習(xí)慣。

配圖為認知神經(jīng)元的基本結(jié)構(gòu)提供了具體的案例，在學(xué)習(xí)這類細胞結(jié)構(gòu)示意圖時，可以先讓學(xué)生通過自主閱讀、觀察等掌握一部分信息，通過小組討論、匯報小結(jié)的方式交流信息。將知識信息匯總并結(jié)構(gòu)化形成概念圖可以深化知識理解，并培養(yǎng)學(xué)生從模型到建模的能力，同時不要忽視對觀察示意圖的一般方法的歸納和提煉：按照一定的邏輯順序，如從上到下、從左到右、從外到內(nèi)、由主到次，按照箭頭順序等進行觀察，形成總分關(guān)系、平行關(guān)系等。通過多次有意識地識圖訓(xùn)練，幫助學(xué)生形成科學(xué)思維的習(xí)慣。

從運動神經(jīng)元的配圖出發(fā)，還能聯(lián)系接下來學(xué)習(xí)的多幅教材配圖，對整個神經(jīng)調(diào)節(jié)的知識進行推進。如神經(jīng)細胞的極化狀態(tài)配圖，通過該配圖引導(dǎo)學(xué)生描述極化狀態(tài)的電荷分布特點，思考產(chǎn)生極化狀態(tài)的原因，而后讓學(xué)生通過自主構(gòu)建對應(yīng)的反極化模型圖，理解受刺激后的膜電位變化，能動態(tài)地理解去極化、反極化過程，并描述出反極化狀態(tài)的電荷分布特點和形成原因。在這一過程中，不但培養(yǎng)了學(xué)生識圖析圖的能力，并且培養(yǎng)了學(xué)生歸納與概括、演繹與推理、模型與建模的理性思維能力。

在神經(jīng)肌肉接點的結(jié)構(gòu)示意圖中，第一個神經(jīng)元的軸突末梢在第二個神經(jīng)元的胞體、樹突或軸突處組成突觸。在學(xué)習(xí)反射弧及神經(jīng)沖動的傳遞時，聯(lián)系這三幅教材配圖進行學(xué)習(xí)，能讓學(xué)生通過圖文結(jié)合、圖圖結(jié)合的方式，構(gòu)建神經(jīng)系統(tǒng)、神經(jīng)元、突觸之間的結(jié)構(gòu)層次關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生由整體到局部、由宏觀到微觀的理性思維素養(yǎng)。

神經(jīng)沖動的產(chǎn)生和傳導(dǎo)是學(xué)生經(jīng)?；煜膬蓚€概念，如何利用教材配圖落實學(xué)生對知識要素的理解，并培養(yǎng)學(xué)生還原實驗情景、構(gòu)建模型、分析概括的能力。學(xué)生經(jīng)常將動作電位產(chǎn)生過程的膜電位變化圖與動作電位傳導(dǎo)示意圖混淆，主要原因是兩者的變化趨勢十分相似。但實際上兩者對應(yīng)的實驗情境和研究主題完全不同。此外，課本配圖2-5蛙坐骨神經(jīng)的動作電位示意圖以具體的實驗對象、流程和結(jié)果的形式展現(xiàn)了神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)過程，為我們充分理解并區(qū)別神經(jīng)沖動的產(chǎn)生和傳導(dǎo)提供了依據(jù)。通過思考曲線模型的構(gòu)建過程，還原實驗情景，通過分析比較三幅圖，概括出動作電位產(chǎn)生和傳導(dǎo)的區(qū)別，幫助學(xué)生對容易混淆的知識進行整理和比較，打好運用知識的基礎(chǔ)。在完成以上學(xué)習(xí)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，我們再以新的圖像模型來考查學(xué)生對知識的掌握情況，同時也能鍛煉學(xué)生進行演繹、推理、變式思維的能力。

四、成效與思考

通過對教材配圖的教學(xué)應(yīng)用及對諸多案例的分析反思，利用課堂觀察技術(shù)進行的測量和評價，我們發(fā)現(xiàn)：合理利用教材配圖在發(fā)掘?qū)W生思維潛力，培養(yǎng)學(xué)生理性思維能力方面有很大幫助。主要表現(xiàn)在：歸納、概況能力的提升，演繹、推理能力的提升，分析、比較能力的提升，批判性思維的鍛煉等多個方面。

取得成效的同時，也帶來了更多的問題和思考：

第一，教材配圖的利用怎樣才能更合理和高效？這首先要求教師對教材配圖進行深入剖析、拆解。因此對學(xué)習(xí)目標的研究應(yīng)置于首位，在研究目標的過程中，除了要思考“是什么、為什么、怎么辦”，還應(yīng)該關(guān)注“怎樣利用教材資源才能更好地達成目標”等問題。

第二，教學(xué)資源利用效度的信息獲取可以借助課堂觀察、課堂檢測、師生對話、課后作業(yè)等多種途徑獲得。教師如何在這些動態(tài)的評價信息里準確獲取有效內(nèi)容，并迅速給出合理反饋？考驗的恐怕不僅是教學(xué)機制或教學(xué)經(jīng)驗，更重要的是對信息的預(yù)設(shè)。正所謂“運籌帷幄，決勝千里”。

第三，課堂觀察技術(shù)能為諸多教學(xué)行為進行測評，但在專門針對教材配圖的利用情況方面的量表開發(fā)還十分有限。如果能建立專門針對這一主題的研究課題，一定能將教材配圖在學(xué)生“核心素養(yǎng)”落實方面的研究推進得更為有效，為我們提供更多、更好的測量和使用工具。

新的教育改革形勢讓我們重新認識生物學(xué)核心素養(yǎng)的重要性。如何將生命觀念、科學(xué)探究、理性思維、社會責(zé)任的培養(yǎng)滲透到日常教學(xué)，是擺在我們面前最切實際的問題。深入研究豐富多彩的教學(xué)資源，讓這些來自我們觸手可及的教材信息煥發(fā)出奪目的光彩，為我們帶來新的思維挑戰(zhàn)。

（作者單位：杭州市余杭高級中學(xué)，浙江杭州311100）

（編輯：李延旭 校對：高 原）