基于學(xué)生思維品質(zhì)發(fā)展的科學(xué)插圖教學(xué)策略
——以泌尿系統(tǒng)插圖為例

壽柏生

（浙江諸暨榮懷學(xué)校初中部 浙江諸暨 311813）

科學(xué)插圖是指插在教材文字之間，輔以說明或補(bǔ)充文字內(nèi)容，起到概括、強(qiáng)化、促進(jìn)文本理解作用的圖畫。其既可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，也可把深刻、抽象的理性知識形象化、直觀化、具體化。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，浙教版六冊《科學(xué)》教材共有1 400多幅插圖。研究表明，培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)是發(fā)展其智能的突破口。然而，在實(shí)際教學(xué)中，許多教師往往把插圖功能局限在促進(jìn)學(xué)生對知識的理解掌握上，很少基于學(xué)生思維品質(zhì)的發(fā)展開展顯性教育。教學(xué)實(shí)踐表明，插圖也可作為發(fā)展學(xué)生思維品質(zhì)的一大重要資源。下面以初中科學(xué)泌尿系統(tǒng)的插圖為例，作一實(shí)踐與探索。

1 構(gòu)建知識框架，發(fā)展學(xué)生敏捷性思維

知識框架是指以圖形形式來描述知識的內(nèi)在邏輯或?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)，它由相關(guān)聯(lián)的知識點(diǎn)構(gòu)成，通過構(gòu)建框架可使生物學(xué)知識結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化。敏捷性思維是指思維活動的速度，表現(xiàn)為一種正確而迅速的特征，反映了智力的敏銳程度。為了發(fā)展學(xué)生的敏捷性思維，教師可在限定時間內(nèi)引導(dǎo)學(xué)生在閱讀教材文本的基礎(chǔ)上，結(jié)合插圖，列出知識框架。

圖1為腎單位的教材插圖，教師可在限定時間內(nèi)，讓學(xué)生根據(jù)插圖完成腎單位各結(jié)構(gòu)組成知識框架的建構(gòu)，如圖2所示。然后用多媒體呈現(xiàn)，讓學(xué)生體驗(yàn)到成功的喜悅。

圖1 腎單位的教材插圖

知識框架的構(gòu)建既能幫助學(xué)生理清插圖的層次、內(nèi)涵和外延，也能促進(jìn)學(xué)生迅速理解并獲取科學(xué)插圖的關(guān)鍵信息、核心知識，有效地發(fā)展了學(xué)生的敏捷性思維品質(zhì)。

2 模擬尿液形成，發(fā)展學(xué)生靈活性思維

模擬實(shí)驗(yàn)是科學(xué)教學(xué)中常用的一種方法，一般是指在難以直接用研究對象做實(shí)驗(yàn)時，用模型來代替做實(shí)驗(yàn)的一種思維方法。思維靈活性是指思維活動的靈活程度，特點(diǎn)是思維過程靈活，善于綜合分析，能從分析到綜合，從綜合到分析，靈活地作“綜合性的分析”。尿液形成的模擬實(shí)驗(yàn)中，就要求學(xué)生靈活運(yùn)用分析與綜合兩種思維方法。

圖3為腎過濾過程的插圖，其包含的腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收作用較為抽象，為此可做模擬實(shí)驗(yàn)處理。教師可用大小顏色不同的磁貼來表示血液的成分，把插圖放大投影到磁性屏幕上。然后，請學(xué)生上臺分析模擬哪些成分可以透過腎小球形成原尿，哪些成分可以被腎小管吸收；再通過綜合思維，把腎小球的濾過和腎小管的重吸收作用綜合起來，得出尿液的成分。

圖3 腎過濾過程的教材插圖

學(xué)生用磁貼模擬腎小球的濾過作用和腎小管重吸收作用，較好地滲透了模擬、分析、綜合的思維方法，突破了尿液形成的教學(xué)難點(diǎn)。而且不同思維方法的結(jié)合運(yùn)用也有助于發(fā)展學(xué)生靈活性的思維品質(zhì)。

3 鼓勵學(xué)生提問，發(fā)展學(xué)生批判性思維

批判性是思維活動中獨(dú)立分析和批判的程度，是思維活動中善于嚴(yán)格估計(jì)思維材料和精細(xì)地檢查思維過程的智力品質(zhì)。教師在插圖教學(xué)中，要引導(dǎo)學(xué)生用質(zhì)疑的、批判性的眼光去分析和提出插圖中存在的問題，同時也要積極鼓勵學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和解決問題的方案。

如在進(jìn)行圖1腎單位的插圖教學(xué)中，有學(xué)生提出：為什么腎單位的結(jié)構(gòu)中毛細(xì)血管兩端連著的都是小動脈呢？原來學(xué)生已學(xué)過人體其他部位的毛細(xì)血管是一端連著動脈、一端連著靜脈。為此，筆者沒有直接告訴學(xué)生答案，而是以作業(yè)形式，要求學(xué)生課后搜索資料，下節(jié)課討論交流。最終，學(xué)生通過討論，得出結(jié)論是：由于血液通過入球小動脈進(jìn)入腎小球，在流經(jīng)腎小球過程中，由于腎小球具有濾過作用，除大分子的蛋白質(zhì)和血細(xì)胞之外，其他小分子如水、無機(jī)鹽、葡萄糖、尿液等物質(zhì)被過濾到腎小囊腔內(nèi)形成原尿，剩下的物質(zhì)則通過出球小動脈流出。但在腎小球的濾過作用中，沒有發(fā)生氣體交換，故血液中紅細(xì)胞運(yùn)輸?shù)难鯖]有減少，故出球小動脈血液仍是動脈血。

在插圖教學(xué)時，教師要善于調(diào)動學(xué)生積極思考，鼓勵學(xué)生把自己心中的疑惑說出來，并且通過搜索資料、交流討論等方式予以解決。這樣既能培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、解決問題的能力，也有助于發(fā)展學(xué)生批判性思維。

4 分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)展學(xué)生深刻性思維

深刻性是指思維活動的廣度、深度和難度，表現(xiàn)為智力活動中深入思考問題，善于概括歸類，邏輯抽象性強(qiáng)，善于透過現(xiàn)象抓住事物的本質(zhì)和規(guī)律。在科學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)加強(qiáng)與生活實(shí)際的聯(lián)系，如利用與泌尿系統(tǒng)密切相關(guān)的化驗(yàn)單，把化驗(yàn)單分析與教材插圖聯(lián)系起來，則有助于發(fā)展學(xué)生深刻性思維品質(zhì)。

表1是某醫(yī)院提供的有關(guān)原尿和尿液化驗(yàn)數(shù)據(jù)的幾個樣本。請分析并回答有關(guān)問題。

表1 某醫(yī)院提供的有關(guān)原尿和尿液化驗(yàn)的數(shù)據(jù)

在呈現(xiàn)并分析該數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，教師要求學(xué)生聯(lián)系腎的過濾過程的插圖，回答：樣本A是什么？指出A在插圖中哪個位置；樣本B是什么？指出B在插圖中哪個位置？樣本C是否正常，為什么？指出是插圖中什么部位出現(xiàn)了問題？

教師通過引導(dǎo)學(xué)生對化驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，揭示其本質(zhì)原因，既踐行了生活與科學(xué)相聯(lián)系的理念，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題的能力，也有助于發(fā)展學(xué)生深刻性的思維品質(zhì)。

5 聯(lián)系人工腎透析，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造性思維

創(chuàng)造性是指個體思維活動的創(chuàng)新精神或創(chuàng)造性特征。在實(shí)踐中，除善于發(fā)現(xiàn)問題、思考問題外，更重要的是要創(chuàng)造性地解決問題。當(dāng)腎功能衰竭時，體內(nèi)的代謝廢物無法及時排出，人就會中毒而導(dǎo)致死亡，該怎么解決呢？人工腎就是一種創(chuàng)造性解決該問題的機(jī)器。

圖4是人工腎透析過程插圖。利用此插圖，教師使學(xué)生明確：裝置中的管子相當(dāng)于血管，當(dāng)病人的血液通過管子時，其中的廢物就會通過透析膜進(jìn)入到膜外的透析液中。此過程與原尿形成過程中的腎小球?yàn)V過作用相類似，遷移運(yùn)用了腎小球?yàn)V過作用的原理，但又與腎小球的濾過作用有區(qū)別，即透過物質(zhì)不同，是在腎小球?yàn)V過作用基礎(chǔ)上的進(jìn)一步創(chuàng)新。另外，教師使學(xué)生注意在人工腎透析過程中沒有重吸收作用。

遷移能力是一種將新的、要解決的問題納入到已有的問題解決的圖式中的能力，是一種與創(chuàng)造性思維品質(zhì)密切相關(guān)的能力。教師還可結(jié)合人工腎向微型化和便捷化的發(fā)展趨勢，強(qiáng)調(diào)指出現(xiàn)代科技發(fā)展離不開創(chuàng)造性思維品質(zhì)。

在科學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，教師要充分挖掘科學(xué)插圖的思維資源，將插圖資源與思維培養(yǎng)相融合，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，使學(xué)生不僅會讀圖、析圖、用圖，而且更要會思圖。要把在插圖教學(xué)中發(fā)展學(xué)生思維品質(zhì)的舉措顯性化，成為一種教學(xué)常態(tài)。把插圖開發(fā)成為發(fā)展學(xué)生思維的載體，進(jìn)而促使學(xué)生思維品質(zhì)的發(fā)展真正落到實(shí)處，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。