生物復(fù)習(xí)課中利用教材插圖發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維

孫艷

摘要 在生物復(fù)習(xí)課中利用教材插圖，以問題串為牽引，引導(dǎo)學(xué)生挖掘插圖背后的信息，對(duì)知識(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，幫助學(xué)生形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而提高學(xué)生分析與比較、歸納與概括、模型與建模、批判性思維等科學(xué)思維能力。

關(guān)鍵詞 教材插圖 復(fù)習(xí)課 科學(xué)思維 問題串

中圖分類號(hào) G633.91

文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

在生物學(xué)教材中有很多由插圖來表達(dá)的知識(shí)，或反映某一生物學(xué)事實(shí)，或展示某一生物體結(jié)構(gòu)，或展示某一生物學(xué)過程。這些插圖作為記載、描述、再現(xiàn)生物學(xué)知識(shí)的一種重要形式和載體，把復(fù)雜的生命過程簡明化、抽象的生物概念形象化、微觀的生命結(jié)構(gòu)宏觀化。用圖形表征知識(shí)已成為傳達(dá)信息最重要的手段之一。教師在復(fù)習(xí)課教學(xué)中利用教材插圖，可引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深度學(xué)習(xí)，著重培養(yǎng)學(xué)生分析與比較、歸納與概括、模型與建模、批判性思維等科學(xué)思維能力。

1 教材插圖的活化模擬，提高分析與比較能力

教材中的插圖是對(duì)文字難以表達(dá)內(nèi)容的一種高度概括，也是對(duì)教材重難點(diǎn)解讀的一種表達(dá)形式。如浙科版教材中展現(xiàn)細(xì)胞生理過程的被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、胞吞和胞吐、細(xì)胞呼吸的3個(gè)階段、卡爾文循環(huán)、轉(zhuǎn)錄和翻譯等示意圖。在復(fù)習(xí)過程中，教師既要讓學(xué)生明確圖示中的各結(jié)構(gòu)及其術(shù)語，想象過程的起點(diǎn)和終點(diǎn)，理解細(xì)胞內(nèi)動(dòng)態(tài)的生理過程;又讓學(xué)生通過不同圖像的比較分析，加深對(duì)知識(shí)的理解。

如在復(fù)習(xí)“遺傳信息的傳遞和表達(dá)”時(shí)，若教師只是重復(fù)講一遍轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，無法促進(jìn)學(xué)生思考，學(xué)生只是機(jī)械地記憶。教師可以充分利用教材中插圖（圖1）的信息，讓學(xué)生活化插圖所示的生理過程，從圖中找出轉(zhuǎn)錄和翻譯的條件，并比較它們的不同。同時(shí)，教師用一系列問題串引導(dǎo)學(xué)生深入讀圖：RNA聚合酶催化的是什么化學(xué)鍵？如何判斷它移動(dòng)的方向？RNA聚合酶是從DNA的什么部位開始結(jié)合又走向哪里？核糖體如何移動(dòng)？……教師還可以提供原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程圖（圖2），引導(dǎo)學(xué)生與真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯進(jìn)行比較，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移和應(yīng)用。

2 教材插圖的整合完善，提高學(xué)生的歸納與概括能力

生物課堂中要學(xué)習(xí)的概念比較多，有些概念比較抽象，不易理解也容易遺忘。教材中對(duì)于核心概念的描述很多都會(huì)配以插圖幫助學(xué)生理解。學(xué)生在學(xué)習(xí)單個(gè)概念的時(shí)候相對(duì)比較容易記住，但往往顧此失彼，沒有形成系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。復(fù)習(xí)時(shí)，教師可以利用這些插圖，打破教材的編排順序，把易于混淆的、具有一定關(guān)系的插圖重新整合，將各章節(jié)中分散的“點(diǎn)”聯(lián)系起來，對(duì)關(guān)鍵性的地方進(jìn)行認(rèn)真的比較和辨認(rèn)，幫助學(xué)生理解核心概念以及概念之間的內(nèi)在邏輯聯(lián)系，提高學(xué)生的分析與綜合能力，從而使學(xué)生形成良好的認(rèn)知體系。

如“神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能”部分有很多概念，復(fù)習(xí)時(shí)教師可以將教材中神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)、蛙坐骨神經(jīng)一腓腸肌標(biāo)本、神經(jīng)肌肉接點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖、膝反射示意圖等重新組合起來（圖3）。從“膝反射”出發(fā)，把神經(jīng)、神經(jīng)元、神經(jīng)纖維、神經(jīng)中樞、突觸、神經(jīng)肌肉接點(diǎn)等內(nèi)容串聯(lián)起來，清晰明了。教師可以設(shè)置具體情境，設(shè)置問題串，加深學(xué)生的理解與記憶。如給離體的神經(jīng)一個(gè)適宜刺激，興奮將如何傳導(dǎo)？在反射弧中興奮又是如何傳導(dǎo)？

教師把很多文字難以描述的抽象概念用圖的形式組合在一起，不僅幫助學(xué)生建立感性知識(shí)，而且可以將教材中的一些難懂不易理解的概念簡化，化虛為實(shí)，化抽象為直觀，在完善學(xué)生知識(shí)體系的同時(shí)，也起到調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性的作用。

3 動(dòng)態(tài)過程的模型建構(gòu)，培養(yǎng)模型和建模能力

在教材中有很多數(shù)學(xué)模型，教師不僅需要正確理解這些數(shù)學(xué)模型所表達(dá)的意思，有時(shí)還要在教材沒有給出具體的數(shù)學(xué)模型時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)相應(yīng)內(nèi)容自己建立數(shù)學(xué)模型。如學(xué)生對(duì)于“動(dòng)作電位的產(chǎn)生與傳導(dǎo)”這一內(nèi)容的理解總感覺有難度，原因在于學(xué)生缺乏機(jī)械波相關(guān)的知識(shí)，同時(shí)這部分知識(shí)比較抽象（用靜態(tài)圖片描述細(xì)胞中的一個(gè)動(dòng)態(tài)過程）等。在復(fù)習(xí)時(shí)，教師從教材中的插圖出發(fā)，以遞進(jìn)式問題鏈驅(qū)動(dòng)，采用分層次由淺入深的提問方式，逐一分析教材圖片，如先通過直觀判斷畫出電流計(jì)偏轉(zhuǎn)的方向，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，并分析它們之間的區(qū)別和聯(lián)系。

在蛙坐骨神經(jīng)上放置兩個(gè)電極（b，c），并且將這兩個(gè)電極連接到一個(gè)電表上（圖4）。當(dāng)在坐骨神經(jīng)一端（a）給予刺激時(shí)：①畫出電表指針依次偏轉(zhuǎn)情況;②根據(jù)電表指針的偏轉(zhuǎn)情況，畫出膜電位隨時(shí)間的變化圖;③如果需要測(cè)量b點(diǎn)的膜電位變化，電極如何放置？重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，電表指針將如何變化？畫出b點(diǎn)膜電位隨時(shí)間的變化;④圖5中橫坐標(biāo)的含義使什么？電表的電極如何放置？

通過分析和比較受到刺激后兩個(gè)位點(diǎn)之間的膜電位隨時(shí)間的變化，受到刺激后某位點(diǎn)的膜電位隨時(shí)間的變化，受到刺激后某時(shí)刻不同位點(diǎn)的膜電位變化，教師引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)如圖5所示的3個(gè)數(shù)學(xué)模型。然后，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)含義的解讀，提高了學(xué)生模型和建模等科學(xué)思維。

4 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的提問質(zhì)疑，提高學(xué)生的批判性思維

教材中有很多經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)，且多數(shù)附有插圖加以說明。在復(fù)習(xí)課中，教師可提供一些與教材插圖不完全相同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象圖，引導(dǎo)學(xué)生加以分析，鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑。

如在學(xué)習(xí)詹森實(shí)驗(yàn)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)如圖6所示的現(xiàn)象：有的組放的瓊脂塊比較薄，幼苗向光彎曲（與教材插圖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相似）;有的組瓊脂塊比較厚，幼苗直立生長（與教材插圖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不符）。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？教師可引導(dǎo)學(xué)生思考：如果尖端確實(shí)產(chǎn)生了物質(zhì)，這種物質(zhì)在瓊脂塊中是均勻分布還是不均勻分布？瓊脂塊的厚薄程度會(huì)對(duì)其分布產(chǎn)生什么影響？教師鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的主張與理由。學(xué)生討論后，做出假設(shè)：瓊脂塊的厚薄會(huì)影響生長素在瓊脂塊中擴(kuò)散的時(shí)間，而擴(kuò)散時(shí)間的延長可能會(huì)使激素分布比較均勻，從而出現(xiàn)了幼苗直立生長的現(xiàn)象。

教材插圖是教材中的重要的情境資源和學(xué)習(xí)素材，幫助學(xué)生理解重要概念。在生物復(fù)習(xí)課中要用好各類插圖，即使簡單的插圖也包含著豐富的信息。教學(xué)過程中教師適時(shí)地對(duì)教材插圖進(jìn)行整合、補(bǔ)充、活化、變式，幫助學(xué)生建立科學(xué)的概念，建構(gòu)良好的知識(shí)框架。還有，高中生物的各類考試都比較注重信息獲取能力的檢測(cè)，而學(xué)生在考試中常常表現(xiàn)為處理信息能力的欠缺。因此教師需要在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生捕獲隱于圖背后的信息，并進(jìn)行分析與比較、歸納與概括、模型與建模等認(rèn)知過程，讓學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)更有科學(xué)思維的提升。

參考文獻(xiàn)：

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