生物插圖對概念教學的作用及注意事項

【摘 要】本文闡述生物插圖對概念教學中的作用，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。闡明在教學中插圖的選擇要注意突顯概念的重要性、概念間問題設計的遞進性、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生對插圖的理解，指出插圖既能多形式地呈現(xiàn)生物學知識，又能提高學生獲取抽象知識、歸納學習并進行推理的能力。

【關鍵詞】概念教學 生物插圖的作用 插圖應用

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）09B-0077-02

生物教學的基本原則之一，就是直觀性。在課堂上展示與教學內容相關的生物標本、掛圖、模型、動畫、多媒體課件等教具，使學生獲得新知識或鞏固舊知識的教學方法，均可稱之為直觀教學法，它有助于學生更加形象地理解所學的內容、發(fā)展學生的感性思維、激發(fā)學生學習興趣和提高教學效率。隨著現(xiàn)代多媒體技術的發(fā)展，直觀教學法的范圍、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)教具進行的直觀教學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，才能促進直觀教學的發(fā)展。下面就以例闡述生物插圖對概念教學的作用及注意事項，以供參考。

一、生物插圖的作用

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

（一）生物概念引入。如《細胞分化》一節(jié)，對“細胞分化”和“基因選擇性表達”這兩個概念。首先讓學生一起觀察分析討論：必修1的插圖6-8“紅細胞（上）心肌細胞（下）”和插圖6-9“葉肉細胞、表皮細胞和貯藏細胞”。對于動物體來說，紅細胞和心肌細胞都來源于早期胚胎細胞；對于植物體來說：來源于早期的胚細胞，他們的形態(tài)、結構和功能都不同。這兩個例子就是細胞分化引起的，學生自然會得出：在個體發(fā)育中，來源相同的細胞在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細胞分化。那么生物發(fā)育的過程中為什么會發(fā)生細胞分化現(xiàn)象呢？思考討論：（1）細胞的生理功能一般是由細胞中的哪種物質來承擔？（2）紅細胞和心肌細胞中承擔相應生理功能的蛋白質分別是哪一種？（3）蛋白質的生物合成依據(jù)的藍圖是細胞中那種物質？（4）同一個生物體的不同細胞中這種物質相同嗎？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？有了上述的基礎知識，拋出最后一個問題：在有絲分裂和細胞分化的過程中，遺傳物質沒有改變，那么相同的遺傳信息如何控制不同蛋白質的合成呢？這說明不同的細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況是不同的，即基因的選擇性表達是細胞分化的實質。那么分化后的細胞去向是什么呢？請看必修1的插圖6-10“結腸黏膜上皮、骨、神經(jīng)組織和腎小體”。學生自然得出：分化的細胞可形成不同的組織和器官。通過這3個插圖就完成了細胞分化和基因選擇性表達概念的教學。細胞分化會使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高各種生理功能的效率。

（二）理解生物概念。如《DNA分子的結構》一節(jié)，以插圖引入新課探討DNA分子結構。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科的知識和方法？這對你理解生物科學發(fā)展有什么啟示？（4）沃森和克里克默契配合，發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結構的過程，在工作方式上給予你哪些啟示？（5）根據(jù)資料回答有關DNA結構方面的問題：① DNA是由幾條鏈構成的？它具有怎樣的立體結構？②DNA的基本骨架是由哪些物質構成的？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分子的結構模式圖（圖3-11）可使學生全面了解雙鏈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鍵。這些有助于對復雜概念的理解、空間想象力的培養(yǎng)以及知識體系的構建。模式圖的解讀可通過5個問題來進行：（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鍵叫什么？（3）DNA分子兩條鏈上的堿基之間有什么關系、幾種形式和形成的化學鍵叫什么？（4）DNA分子中兩條鏈的方向又是怎樣的？（5）雙螺旋結構的DNA分子中外側的組成和堿基的分布情況怎樣？可讓學生閱讀教材中的文字資料，形成DNA分子結構概念的第二步認識。可讓學生畫DNA的概念圖即模型的結構：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分子雙螺旋結構，從而形成有關的知識體系。在DNA分子的雙鏈中嘌呤堿基與嘧啶堿基的總數(shù)有怎樣的關系？用數(shù)學方式來表達的話該怎么表示？根據(jù)這種關系能否判斷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)學語言幫助對DNA分子結構概念的理解，并增強對科學方法的學習，使生物科學的教育價值得以提升。分析資料、模式圖解讀、畫概念圖建構模型和用數(shù)學語言表達幾個環(huán)節(jié)形成教學過程的主線，逐步學習雙鏈DNA分子相關的知識以及建構的雙螺旋結構模型，最終建構起DNA分子結構的基本概念。在新課標中對學生學習和終身發(fā)展的能力培養(yǎng)作了強調，我們一定要清醒地意識到教師的主要任務是如何指導學而不在于教。

（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。但在教學中選擇插圖時應注意突顯概念的重要性、概念間問題設計的遞進性、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”學生就容易理解。對一些教學難點，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”的時候采用的坐標曲線圖（如圖2所示）。

用好這個插圖可提高學生抽象、歸納、推理的能力。但這個圖的解讀一直以來是教學過程中的難點，尤其是對在曲線遞減區(qū)間所示的促進生長部位的認識，不少學生都存在認識困難，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換成表格數(shù)據(jù)，進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果”，如下表1所示。

讓其思考與討論：（1）該實驗的設計中遵循了哪些實驗設計的原則？（2）據(jù)實驗結果，請你處理數(shù)據(jù)，建構數(shù)學模型來分析生長素濃度和根的生長關系？（3）據(jù)生長素濃度與根的關系，請你分析根向地生長的原因？引導學生觀察、思考得出結論。其次，請同學們結合自己的知識將表格中的數(shù)據(jù)轉換成坐標曲線圖，與教材中圖片進行比較。這樣處理的目的旨在：一是引導學生通過對數(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)點在于能夠準確反映數(shù)據(jù)之間的精確對應關系，常用于記錄實驗結果，其不足之處在于對于數(shù)據(jù)的內在規(guī)律不能直觀地反映，曲線圖雖反映不了數(shù)據(jù)之間的精確對應關系，但能直觀地反映數(shù)據(jù)的內在規(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敘述條理化。用好插圖可以提高學生獲取抽象知識、歸納學習并進行推理的能力，使學生多形式地學習生物學知識。

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

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

（責編 盧建龍）