生物復習課中利用教材插圖發展學生的科學思維

孫艷

摘要 在生物復習課中利用教材插圖，以問題串為牽引，引導學生挖掘插圖背后的信息，對知識進行關聯，幫助學生形成知識網絡，進而提高學生分析與比較、歸納與概括、模型與建模、批判性思維等科學思維能力。

關鍵詞 教材插圖 復習課 科學思維 問題串

中圖分類號 G633.91

文獻標志碼B

在生物學教材中有很多由插圖來表達的知識，或反映某一生物學事實，或展示某一生物體結構，或展示某一生物學過程。這些插圖作為記載、描述、再現生物學知識的一種重要形式和載體，把復雜的生命過程簡明化、抽象的生物概念形象化、微觀的生命結構宏觀化。用圖形表征知識已成為傳達信息最重要的手段之一。教師在復習課教學中利用教材插圖，可引導學生對知識的深度學習，著重培養學生分析與比較、歸納與概括、模型與建模、批判性思維等科學思維能力。

1 教材插圖的活化模擬，提高分析與比較能力

教材中的插圖是對文字難以表達內容的一種高度概括，也是對教材重難點解讀的一種表達形式。如浙科版教材中展現細胞生理過程的被動轉運、主動轉運、胞吞和胞吐、細胞呼吸的3個階段、卡爾文循環、轉錄和翻譯等示意圖。在復習過程中，教師既要讓學生明確圖示中的各結構及其術語，想象過程的起點和終點，理解細胞內動態的生理過程;又讓學生通過不同圖像的比較分析，加深對知識的理解。

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

2 教材插圖的整合完善，提高學生的歸納與概括能力

生物課堂中要學習的概念比較多，有些概念比較抽象，不易理解也容易遺忘。教材中對于核心概念的描述很多都會配以插圖幫助學生理解。學生在學習單個概念的時候相對比較容易記住，但往往顧此失彼，沒有形成系統的知識結構。復習時，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、具有一定關系的插圖重新整合，將各章節中分散的“點”聯系起來，對關鍵性的地方進行認真的比較和辨認，幫助學生理解核心概念以及概念之間的內在邏輯聯系，提高學生的分析與綜合能力，從而使學生形成良好的認知體系。

如“神經系統的結構與功能”部分有很多概念，復習時教師可以將教材中神經元的結構、蛙坐骨神經一腓腸肌標本、神經肌肉接點的結構示意圖、膝反射示意圖等重新組合起來（圖3）。從“膝反射”出發，把神經、神經元、神經纖維、神經中樞、突觸、神經肌肉接點等內容串聯起來，清晰明了。教師可以設置具體情境，設置問題串，加深學生的理解與記憶。如給離體的神經一個適宜刺激，興奮將如何傳導？在反射弧中興奮又是如何傳導？

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，不僅幫助學生建立感性知識，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，化抽象為直觀，在完善學生知識體系的同時，也起到調動學生積極性的作用。

3 動態過程的模型建構，培養模型和建模能力

在教材中有很多數學模型，教師不僅需要正確理解這些數學模型所表達的意思，有時還要在教材沒有給出具體的數學模型時，引導學生根據相應內容自己建立數學模型。如學生對于“動作電位的產生與傳導”這一內容的理解總感覺有難度，原因在于學生缺乏機械波相關的知識，同時這部分知識比較抽象（用靜態圖片描述細胞中的一個動態過程）等。在復習時，教師從教材中的插圖出發，以遞進式問題鏈驅動，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偏轉的方向，引導學生構建數學模型，并分析它們之間的區別和聯系。

在蛙坐骨神經上放置兩個電極（b，c），并且將這兩個電極連接到一個電表上（圖4）。當在坐骨神經一端（a）給予刺激時：①畫出電表指針依次偏轉情況;②根據電表指針的偏轉情況，畫出膜電位隨時間的變化圖;③如果需要測量b點的膜電位變化，電極如何放置？重復上述實驗，電表指針將如何變化？畫出b點膜電位隨時間的變化;④圖5中橫坐標的含義使什么？電表的電極如何放置？

通過分析和比較受到刺激后兩個位點之間的膜電位隨時間的變化，受到刺激后某位點的膜電位隨時間的變化，受到刺激后某時刻不同位點的膜電位變化，教師引導學生建構如圖5所示的3個數學模型。然后，教師引導學生對關鍵點含義的解讀，提高了學生模型和建模等科學思維。

4 實驗現象的提問質疑，提高學生的批判性思維

教材中有很多經典的實驗，且多數附有插圖加以說明。在復習課中，教師可提供一些與教材插圖不完全相同的實驗現象圖，引導學生加以分析，鼓勵學生大膽質疑。

如在學習詹森實驗時，可能會出現如圖6所示的現象：有的組放的瓊脂塊比較薄，幼苗向光彎曲（與教材插圖的實驗現象相似）;有的組瓊脂塊比較厚，幼苗直立生長（與教材插圖的實驗現象不符）。為什么會出現這樣的現象？教師可引導學生思考：如果尖端確實產生了物質，這種物質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對其分布產生什么影響？教師鼓勵學生提出自己的主張與理由。學生討論后，做出假設：瓊脂塊的厚薄會影響生長素在瓊脂塊中擴散的時間，而擴散時間的延長可能會使激素分布比較均勻，從而出現了幼苗直立生長的現象。

教材插圖是教材中的重要的情境資源和學習素材，幫助學生理解重要概念。在生物復習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。教學過程中教師適時地對教材插圖進行整合、補充、活化、變式，幫助學生建立科學的概念，建構良好的知識框架。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，而學生在考試中常常表現為處理信息能力的欠缺。因此教師需要在教學中引導學生捕獲隱于圖背后的信息，并進行分析與比較、歸納與概括、模型與建模等認知過程，讓學生在獲得知識的同時更有科學思維的提升。

參考文獻：

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