基于學生思維品質發展的科學插圖教學策略
——以泌尿系統插圖為例

壽柏生

（浙江諸暨榮懷學校初中部 浙江諸暨 311813）

科學插圖是指插在教材文字之間，輔以說明或補充文字內容，起到概括、強化、促進文本理解作用的圖畫。其既可激發學生學習科學的興趣，也可把深刻、抽象的理性知識形象化、直觀化、具體化。據初步統計，浙教版六冊《科學》教材共有1 400多幅插圖。研究表明，培養學生的思維品質是發展其智能的突破口。然而，在實際教學中，許多教師往往把插圖功能局限在促進學生對知識的理解掌握上，很少基于學生思維品質的發展開展顯性教育。教學實踐表明，插圖也可作為發展學生思維品質的一大重要資源。下面以初中科學泌尿系統的插圖為例，作一實踐與探索。

1 構建知識框架，發展學生敏捷性思維

知識框架是指以圖形形式來描述知識的內在邏輯或層次結構，它由相關聯的知識點構成，通過構建框架可使生物學知識結構化、系統化。敏捷性思維是指思維活動的速度，表現為一種正確而迅速的特征，反映了智力的敏銳程度。為了發展學生的敏捷性思維，教師可在限定時間內引導學生在閱讀教材文本的基礎上，結合插圖，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，讓學生根據插圖完成腎單位各結構組成知識框架的建構，如圖2所示。然后用多媒體呈現，讓學生體驗到成功的喜悅。

圖1 腎單位的教材插圖

知識框架的構建既能幫助學生理清插圖的層次、內涵和外延，也能促進學生迅速理解并獲取科學插圖的關鍵信息、核心知識，有效地發展了學生的敏捷性思維品質。

2 模擬尿液形成，發展學生靈活性思維

模擬實驗是科學教學中常用的一種方法，一般是指在難以直接用研究對象做實驗時，用模型來代替做實驗的一種思維方法。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”。尿液形成的模擬實驗中，就要求學生靈活運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，為此可做模擬實驗處理。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難點。而且不同思維方法的結合運用也有助于發展學生靈活性的思維品質。

3 鼓勵學生提問，發展學生批判性思維

批判性是思維活動中獨立分析和批判的程度，是思維活動中善于嚴格估計思維材料和精細地檢查思維過程的智力品質。教師在插圖教學中，要引導學生用質疑的、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生提出自己的觀點和解決問題的方案。

如在進行圖1腎單位的插圖教學中，有學生提出：為什么腎單位的結構中毛細血管兩端連著的都是小動脈呢？原來學生已學過人體其他部位的毛細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生答案，而是以作業形式，要求學生課后搜索資料，下節課討論交流。最終，學生通過討論，得出結論是：由于血液通過入球小動脈進入腎小球，在流經腎小球過程中，由于腎小球具有濾過作用，除大分子的蛋白質和血細胞之外，其他小分子如水、無機鹽、葡萄糖、尿液等物質被過濾到腎小囊腔內形成原尿，剩下的物質則通過出球小動脈流出。但在腎小球的濾過作用中，沒有發生氣體交換，故血液中紅細胞運輸的氧沒有減少，故出球小動脈血液仍是動脈血。

在插圖教學時，教師要善于調動學生積極思考，鼓勵學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。這樣既能培養學生獲取信息、解決問題的能力，也有助于發展學生批判性思維。

4 分析化驗數據，發展學生深刻性思維

深刻性是指思維活動的廣度、深度和難度，表現為智力活動中深入思考問題，善于概括歸類，邏輯抽象性強，善于透過現象抓住事物的本質和規律。在科學教學中，教師應加強與生活實際的聯系，如利用與泌尿系統密切相關的化驗單，把化驗單分析與教材插圖聯系起來，則有助于發展學生深刻性思維品質。

表1是某醫院提供的有關原尿和尿液化驗數據的幾個樣本。請分析并回答有關問題。

表1 某醫院提供的有關原尿和尿液化驗的數據

在呈現并分析該數據的基礎上，教師要求學生聯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了問題？

教師通過引導學生對化驗數據的分析，揭示其本質原因，既踐行了生活與科學相聯系的理念，培養了學生分析問題的能力，也有助于發展學生深刻性的思維品質。

5 聯系人工腎透析，發展學生創造性思維

創造性是指個體思維活動的創新精神或創造性特征。在實踐中，除善于發現問題、思考問題外，更重要的是要創造性地解決問題。當腎功能衰竭時，體內的代謝廢物無法及時排出，人就會中毒而導致死亡，該怎么解決呢？人工腎就是一種創造性解決該問題的機器。

圖4是人工腎透析過程插圖。利用此插圖，教師使學生明確：裝置中的管子相當于血管，當病人的血液通過管子時，其中的廢物就會通過透析膜進入到膜外的透析液中。此過程與原尿形成過程中的腎小球濾過作用相類似，遷移運用了腎小球濾過作用的原理，但又與腎小球的濾過作用有區別，即透過物質不同，是在腎小球濾過作用基礎上的進一步創新。另外，教師使學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，是一種與創造性思維品質密切相關的能力。教師還可結合人工腎向微型化和便捷化的發展趨勢，強調指出現代科技發展離不開創造性思維品質。

在科學教學實踐中，教師要充分挖掘科學插圖的思維資源，將插圖資源與思維培養相融合，引導學生積極思考，使學生不僅會讀圖、析圖、用圖，而且更要會思圖。要把在插圖教學中發展學生思維品質的舉措顯性化，成為一種教學常態。把插圖開發成為發展學生思維的載體，進而促使學生思維品質的發展真正落到實處，發展學生科學思維，提升學生的核心素養。