插圖在高中生物學教學中的應用建議

張杏娟

(廣東省深圳市福田區紅嶺中學高中部 518049)

張海銀

(廣東省深圳市坪山新區教科研中心 518118)

插圖在高中生物學教學中起著重要作用。教學中配上條理清晰的圖，能幫助學生掌握細節的同時構建知識網絡，降低學習難度，以此提高學習效率。充分利用教材中的插圖能幫助學生理解概念、解決問題，培養理論聯系實踐的能力[1]。

1 理解不同類型插圖的教學功能，是提升教學效率的基礎

插圖的種類多種多樣，不同類型的插圖所承載的教學功能不同。高中生物學教材中的插圖按功能可分為結構生理概念插圖(結構圖、形態圖、生理過程流程圖、生態模式圖、遺傳圖譜、概念圖)、圖表數據曲線插圖(圖形數據、表格數據、坐標曲線)、實驗探究插圖(實驗儀器圖、操作示意圖、探究過程流程圖)、生物技術發展插圖(生物學史、生物學家肖像、研究過程圖)、生產生活實踐插圖(生活場景、生態環境景觀圖、工作原理圖、宣傳圖、生物學相關職業照片)共五類[2]。其中概念類插圖可將抽象、微觀的事物具體化、形象化；圖表數據曲線類插圖可將信息隱藏，讓學生挖掘有效信息、分析并找出規律；實驗類插圖可將文字轉化為圖像，使得實驗操作步驟一目了然；生物技術發展類插圖可還原歷史，培養學生嚴謹、堅持不懈的科學觀；生產生活實踐類插圖可將理論知識聯系切身實際。

合理運用不同類型的插圖利于提高教學實效。例如，在學習纖維素相關內容時，選擇結構圖與形態圖相結合(圖1[3])，能讓學生更形象、系統地了解纖維素從宏觀分布到其微觀分子結構式的知識。還可將其與同樣屬于多糖類的直鏈淀粉和支鏈淀粉的結構(圖2[3])相比較，認識到纖維素分子是通過連續并行的分子間的羥基形成的氫鍵而產生緊密的微纖維。

2 調整插圖的應用順序，是達成教學目標的途徑之一

插圖的使用順序應依據不同的教學目的，結合教學內容，適時的安排。導入部分可借用章節圖來預測本章節將要學習的內容。用插圖(如漫畫)來引出將要學習的某節知識點，以激發學生的學習興趣。突破重難點是建立在深入理解核心概念的基礎之上。教學過程中結合詳細的細節圖，讓學生識圖、分析圖中所蘊含的信息，這樣有助于訓練學生獲取信息的能力，并在理解分析中把握細節。同時，利用流程圖了解生物結構與結構之間的聯系與作用，幫助學生圍繞核心概念建立起整體性的框架。

圖1 纖維的組成

圖2 淀粉的分子組成示意圖

例如，在“基因的表達”一章中，學生在各節中已經掌握了基本的轉錄與翻譯知識后，可借助插圖(圖3[4])，提出問題：“總結真核細胞轉錄和翻譯的主要步驟，哪些步驟在原核生物中不發生？”讓學生表述基因指導蛋白質合成的整個過程。就初學的學生難以獨立用圖進行準確表述的時候，可適時展示基因表達的各個階段以降低難度，修正學生可能存在的錯誤觀點。例如，圖3中，A：一個特定結構的DNA有啟動子序列，作為一個mRNA前體的模板；B:在轉錄mRNA前體時酶促添加一個5′端帽子和多聚腺苷酸尾巴，并剪切拼接移除內含子序列……F：完成合成的多肽鏈釋放，核糖體大小亞基分開。此外，將真核生物與原核生物相關內容進行比較，找出兩者的異同點。

插圖還可運用在整堂課的最后總結復習部分，重溫知識時可再現教材中的相關插圖，但建議覆蓋已有文字僅有箭頭標示，或重新選擇涵蓋相同知識點不含中文字的國外插圖資源，避免學生純機械性地記憶知識，達到真正檢測學生是否理解概念的目的。

圖3 真核細胞轉錄和翻譯的主要步驟

圖4 光反應過程的圖解

3 運用插圖補充教學內容，是培養學生思維與能力的重要方法

課堂上補充其他插圖能豐富教材的內容，幫助學生理解完整的知識過程，更好掌握核心概念。例如，光合作用是高中階段重難點，是培養學生理性思維的良好材料。學生在該部分學習時，提出如下問題：葉綠體是怎樣將光能轉變為活躍的化學能ATP的？葉綠體捕獲光能與水的裂解是同時進行的嗎？為什么光合作用反應式不同于化學方程式，反應前后用箭頭表示而不用等號？針對這類問題如果一句帶過，加上相關知識抽象，學生不理解其中的深意，只能機械記憶。為了培養學生理性思維，通過觀察插圖(圖4[3])，再逐步分析光合作用各個環節，最后概括光合作用的概念。深層次地理解光合作用機理，有助于學生建立有關光合作用核心概念的知識網絡。在此基礎上，對于解決光合作用的影響因素、物質與能量的轉化方式等難點都迎刃而解。此外，補充較為詳細的插圖，能避免簡化圖所造成的誤區。如圖4能幫助學生理解在葉綠體中經過一系列反應產生的H+，造成類囊體薄膜兩側有質子梯度，H+推動ATP酶合成ATP。捕獲光能與分解水是不同的階段，并非光能直接裂解了水分子，光能也不是僅參與水的光解過程。光合作用反應是經過一系列的化學反應，需要葉綠體結構和光能的參與，這不同于化學反應一步到位，借此減少其反應式的書寫錯誤。

圖5 合成一個“紙質酶”的活動步驟

此外，插圖能培養學生的動手操作能力，提高學習興趣。流程圖形象地將每個實驗步驟串聯起來，便于操作者較快地掌握整個實驗過程。可進行實驗拓展，讓學生通過實驗直觀體驗、深度理解知識，滿足不同層次學生的需求。例如，在學習蛋白質肽鏈發生盤曲折疊對功能的影響時，通過一個簡單的小活動即可幫助學生理解：利用彩色回形針和5 cm × 21.5 cm的紙張，制作一個“紙質酶”。按照圖5[3]所示的步驟完成，注意回形針應夾上兩層紙。如圖5中步驟d所示，迅速將兩個標簽分開以示激活酶。活動中，還可進一步拓展解釋“紙質酶”的作用原理與真正的酶催化縮合反應的相似處。設計一個不同的酶模型(如模擬酶催化水解的過程)，以提高學習知識的應用與設計能力。

倘若將插圖與文字的結合，在優選的插圖中依據教學目的匹配合適的思考題，學生帶著問題識圖、深度挖掘圖表背后隱含的內容，是培養學生理性思維，提高分析推理能力的又一策略。