利用PowerPoint繪制生物學(xué)圖形的實(shí)踐與體會

王苗苗

(浙江省杭州市臨安中學(xué) 311300) 朱云波

(湖北省武漢市黃陂區(qū)第一中學(xué) 430300)

教師在生物學(xué)教學(xué)中，經(jīng)常需要使用各種生物學(xué)圖形來制作課件、命制試題和撰寫論文等，而這些圖形往往來自于互聯(lián)網(wǎng)搜索，或者由教師利用拍照工具直接對書籍報刊拍攝獲得。但是，這樣的圖片往往清晰度不高，不夠完整，內(nèi)容與論文的需求不匹配。雖然利用Photoshop、光影魔術(shù)手等圖形編輯軟件，可對圖形進(jìn)行加工、修改，但技術(shù)難度相對較大，并不適合大多數(shù)教師。因此，掌握一種簡單易學(xué)的圖形繪制技術(shù)顯得非常必要。PowerPoint 2013是教師制作課件幾乎都會使用到的一款軟件，可滿足生物學(xué)教學(xué)中常用圖形的繪制需求，如輔以特定的擴(kuò)展插件還能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜圖形的制作。

1 PowerPoint繪制生物學(xué)圖形的優(yōu)勢

利用PowerPoint繪制的圖形為矢量圖式，拉伸放大后圖像絲毫不會失真，而且還可與Word無縫對接，直接復(fù)制到Word中使用。另外，PowerPoint繪制的圖形包含多個獨(dú)立的圖形元件，可根據(jù)需要隨時修改、自由組合。教師可將繪制的圖形存儲于PowerPoint文檔中形成資源庫，以后繪制類似圖形，可直接使用原圖中元件進(jìn)行編輯。

2 幾類常見生物學(xué)圖形的繪制方法

2.1 坐標(biāo)圖的繪制 生物學(xué)中常用坐標(biāo)圖來呈現(xiàn)實(shí)驗結(jié)果，使自變量與因變量的關(guān)系一目了然。圖1為筆者編制試題時繪制的坐標(biāo)圖，下面對具體繪圖方法進(jìn)行簡要闡述。

圖1 生物學(xué)坐標(biāo)圖

此圖只需通過插入箭頭、直線、橢圓和文本框即可繪制，圖中除了縱軸刻度線顏色設(shè)置為“灰色”外，其他形狀的線條屬性均設(shè)置為“實(shí)線”“黑色”“1.75磅”。在PowerPoint文檔中插入箭頭、直線構(gòu)建橫和縱軸時，為保證箭頭和直線垂直或水平，在插入形狀的同時按住Shift鍵，當(dāng)箭頭和直線垂直或水平時松開Shift鍵即可。然后，再移動箭頭和直線組合成坐標(biāo)系。橫、縱軸的刻度也可通過插入直線的方式繪制。可先插入一條直線，拉伸至適宜長短，然后復(fù)制多條分別移動使之均勻分布在橫縱軸上。若要使刻度之間的間隔更加均等準(zhǔn)確，可在文檔空白處單擊右鍵，在“網(wǎng)格和參考線”選項中選擇“網(wǎng)格線”，并可根據(jù)需要設(shè)置網(wǎng)格間隔，文檔背景中的網(wǎng)格線即可為刻度間隔的設(shè)置提供精確參考。圖中圓點(diǎn)可直接通過插入橢圓的方式得到，橢圓大小屬性可設(shè)置為“高度”和“寬度”均為“0.2 cm”，“填充”設(shè)置為“純色填充”，“顏色”選擇為“黑色”，即可得到黑色實(shí)心圓點(diǎn)；“填充”設(shè)置為“無填充”則得空心圓點(diǎn)。將圓點(diǎn)各復(fù)制多個，根據(jù)已知數(shù)據(jù)將每個圓點(diǎn)移至橫、縱軸對應(yīng)的坐標(biāo)位置，然后插入直線將相鄰圓點(diǎn)連接，即可得到連續(xù)折線。要得到虛線，只需將選中直線的“短劃線類型”設(shè)置為“虛線”即可。圖中文本需在插入文本框時將線條屬性設(shè)置為“無線條”，然后再輸入相應(yīng)文字即可。值得注意的是縱軸上“甲數(shù)量(×102頭)”和“乙數(shù)量(頭)”這兩個文本可通過先插入“橫排文本框”，再在文本框 “大小屬性”設(shè)置中將“旋轉(zhuǎn)”設(shè)置為“-90°”即可。

生物學(xué)中常見的坐標(biāo)圖除了圖1的折線模式外，還有曲線圖和柱形圖。繪制曲線圖時需注意，利用Power Point“形狀”菜單中的“曲線”難以繪制走勢不規(guī)則的曲線，建議利用菜單中“任意多邊形”繪制。柱形圖可通過插入“矩形”繪制，要區(qū)別不同柱形，只需在“矩形”中插入“直線”繪制陰影，或者選擇顏色填充即可。

2.2 流程圖的繪制 高中生物學(xué)中常用流程圖來呈現(xiàn)實(shí)驗、生產(chǎn)的操作步驟，而多數(shù)流程圖采用文本框和箭頭的組合即可繪制出來。

圖2 生物學(xué)流程圖

圖2為“利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)單克隆抗體”的流程圖，圖中文本框、直線和箭頭的插入方法上文已介紹，不再贅述。唯一需要說明的是，圖右側(cè)的弧形箭頭繪制方法為：先插入“弧形”，然后將其拉伸至所需的弧度和長度，再設(shè)置“箭頭末端類型”為弧形添加箭頭。為使圖形整齊美觀，時常需要將多個形狀對齊。如若要將同一橫排的文本框?qū)R，可將它們選中后再依次選擇“格式→對齊→上下居中”即可。

只要熟練掌握直線、弧線、箭頭和文本框的插入、編輯和組合方法，生物學(xué)中許多常見圖形(如生理過程圖、遺傳系譜圖等)都可用上述方法繪制。

2.3 裝置圖的繪制 高中生物學(xué)教學(xué)中涉及的實(shí)驗很多，實(shí)驗裝置類型也比較豐富，無論是課堂教學(xué)還是習(xí)題編制的過程中都少不了要用到實(shí)驗裝置圖，而這些圖形皆可利用PowerPoint軟件繪制。

“乙醇發(fā)酵實(shí)驗”裝置圖的繪制，在圖中直角玻璃導(dǎo)管無非是通過插入一些直線然后拼接組裝而成，唯一值得注意地方是，直接用鼠標(biāo)拖動直線進(jìn)行位移時通常難以精確控制位置，可同時按住Alt鍵實(shí)現(xiàn)微調(diào)。圖中錐形瓶的繪制則是由“填充”為“無填充”“線條顏色”為“黑色”“寬度”為“1.5磅”的直線、橢圓和圓柱形3種形狀經(jīng)編輯和組合而成，大致操作方法如下：①插入“圓柱形”，將其拉伸至適宜大小(圖3中1)；②插入一個橢圓，將其拉伸至適宜大小(圖3中2)，然后將橢圓移至圓柱形下方合適位置，選擇兩者并設(shè)置“左右居中對齊”，再設(shè)置橢圓“置于底層”，即可得到圖3中3；③復(fù)制圖3中1圓柱形，并拉伸至適宜長度，然后鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊圖形，選擇“編輯頂點(diǎn)”，即顯示出形狀的各個頂點(diǎn)(圖3中4)。然后，通過“刪除頂點(diǎn)”和“刪除線段”的方式將圓柱形上方曲線刪除，得到圖3中5，再將5和3組合并起來得到6；④插入兩個橢圓，分別拉伸至適宜大小并移至上下合適距離，設(shè)置“左右居中對齊”，即得到圖3中7；⑤將圖3中6移至7上方適宜位置并“左右居中對齊”，然后插入兩條直線并調(diào)整直線的長短和位置將6和7連接即得到8。將所有形狀組合，一個完整的錐形瓶便繪制出來了。倘若需要多個，只需復(fù)制、粘貼即可。

圖3 錐形瓶繪制過程圖解

其他實(shí)驗裝置如試管、酒精燈和培養(yǎng)皿等，均可采用將各種形狀編輯、疊放、組合的方式繪制而成。裝置的繪制過程雖稍顯復(fù)雜，但一次繪制后將其作為一個圖形元件保存下來，在以后繪制其他圖形時需要使用類似裝置直接復(fù)制即可。

2.4 結(jié)構(gòu)圖的繪制 結(jié)構(gòu)模式圖是一種先把具體形象轉(zhuǎn)化成圖示形象，再將圖示形象進(jìn)行比較，找出圖示形象所表示的實(shí)物各部分結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的方式。高中生物學(xué)中常用模式圖來呈現(xiàn)生物體分子水平、細(xì)胞水平和個體水平的各種結(jié)構(gòu)組成，這些結(jié)構(gòu)模式圖是如何繪制的呢？以高中生物學(xué)中常用的“細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模式圖”為例，簡要作一介紹。

繪制方法：①插入“橢圓”，設(shè)置為“純色填充”，填充色為“茶色”，大小屬性中“長度”和“寬度”均為“0.4 cm”，三維格式設(shè)置為“頂部棱臺”的“長度”和“寬度”均“6磅”，“底部棱臺”的“長度”和“寬度”均“0磅”，便得到三維立體小球(圖4中1)。然后插入“任意多邊形”，拖動鼠標(biāo)繪制彎曲線(圖4中2)。復(fù)制彎曲線，并和小球組裝成磷脂分子圖形(圖4中3)。②復(fù)制一個磷脂分子圖形，并在“大小屬性”菜單中將“旋轉(zhuǎn)”設(shè)置為“3°”，然后兩個磷脂分子圖形組合在一起得到圖4中4；將4復(fù)制一份，并設(shè)置“旋轉(zhuǎn)”角度為“6°”，和4組合起來得到5；再將5復(fù)制一份，設(shè)置“旋轉(zhuǎn)”角度為“9°”，并與5組合。以此類推，每次將“旋轉(zhuǎn)”角度增加3°，并與之前圖形組合，最終可得到圖6中6。③將圖4中6復(fù)制一份，選中復(fù)制出的圖形并將其旋轉(zhuǎn)至與6對稱的角度，然后將兩者對稱拼接并組合，即繪制出了單層磷脂分子(圖4中7)。④同上述做法，繪制出另一層磷脂分子，并與7組合成脂雙層(圖4中8)。⑤插入“圓角矩形”，然后選擇“編輯頂點(diǎn)”，通過移動各個頂點(diǎn)將其修改為所需的不規(guī)則形狀。將形狀設(shè)置為“純色填充”，填充色為“白色”，線條設(shè)置為“實(shí)線”“黑色”“0.5磅”，并適當(dāng)設(shè)置三維效果，即可得到蛋白質(zhì)分子圖形(圖4中9)。利用同樣方法，可繪制出每個蛋白質(zhì)分子。⑥插入“橢圓”，設(shè)置為“純色填充”，填充色為“灰色”，大小屬性為“長度”和“寬度”均“0.2cm”，再適當(dāng)設(shè)置三維效果即可得到立體小球，將小球復(fù)制多個并按照需要組合起來，即可繪出糖鏈圖形(圖4中10)。⑦將脂雙層、蛋白質(zhì)和糖鏈圖形按教材模式圖進(jìn)行組合，即繪制出細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模式圖。

圖4 細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模式圖繪制過程圖解

3 擴(kuò)展插件繪制復(fù)雜的生物學(xué)圖形

PowerPoint雖可滿足高中生物學(xué)中多數(shù)圖形繪制的需要，但其畢竟不是專業(yè)繪圖軟件，用其來繪制比較復(fù)雜的圖形尤其是彩圖，則顯得費(fèi)時費(fèi)力。其實(shí)只需安裝某些特定的PowerPoint擴(kuò)展插件即可解決這一難題。Science Slides是一款簡單的PowerPoint插圖軟件，內(nèi)置數(shù)千張各種類型的精美生物學(xué)圖片，且這些圖片都是可編輯格式。將該插件下載安裝到電腦C盤，PowerPoint工具欄中便會出現(xiàn)Science Slides選項，點(diǎn)擊后在展開菜單中根據(jù)需要選擇自己所需的圖形即可(圖5)，使用非常方便。

4 利用PowerPoint繪制生物學(xué)圖形的體會

圖5 Science Slides圖形選擇菜單

筆者認(rèn)為，在繪圖過程中工具和技術(shù)是其次，圖形設(shè)計才是關(guān)鍵：教師在繪制一幅圖形之前，可先用紙筆繪制草圖，再觀察圖中包含哪些圖形元素，并分析其中哪些是可以直接插入的，哪些可以通過插入近似形狀再編輯修改獲得，再思考這些形狀如何疊放和組合才能得到最終圖形。當(dāng)心中有數(shù)之后，再動手繪制則事半功倍。