2019年版高中生物學必修一的實驗插圖分析

向 蓉 劉志強

(湖南科技大學生命科學學院 411201)

生物學實驗在生物學教學中處于非常重要的地位，科學性和規范性地進行中學生物學實驗教學為學生今后的實驗習慣、思維和技能打下夯實的基礎.教材插圖是教材的第二語言，插圖也叫插畫，指插附在書籍或刊物的文字中間的圖片，起到說明文字內容的輔助作用，教材插圖就是插附在教材中的各種圖片的統稱.教材插圖除了裝飾點綴教材、增加教材的活潑感和生動性，培養學生的審美能力外，更重要的是能夠形象直觀地傳遞知識信息，達到增強學生的理解的效果.在教材的實驗部分設置實驗插圖能夠幫助學生理解實驗原理、實驗方法和實驗步驟等，利于實驗的實施，提高實驗效率.

1 實驗插圖分析

1.1 實驗插圖的類型及數量

在閱讀了人教版2019年版《普通高中教科書·生物學》的必修一教材中“探究·實踐”部分的實驗之后，筆者統計了該部分的實驗類型和數量、實驗插圖類型和數量.發現“探究·實踐”部分共設有12個實驗，包括探究性實驗、觀察類實驗、制作類實驗和驗證類實驗；共有25幅實驗插圖，實驗插圖主要有三種類型，分別是實物照片、模式圖、表格圖.統計結果見表1，對實驗插圖類型及各自所占的比例統計如圖1所示.

表1 “探究·實踐”部分實驗插圖統計表

圖1

1.2 實驗插圖的類型特點分析

1.2.1 實物照片

實物照片即對真實事物拍攝的照片，能夠真實地反映實物的情況，如形狀、大致外貌特征等，如圖2——“大腸桿菌掃描電鏡照片(放大10000倍)”，可以看出大腸桿菌呈短桿狀，兩端呈鈍圓形，多數大腸桿菌有菌毛.實物照片的特點是呈現的內容直接和真實，直觀地傳達重要的生物學信息，給學生的大腦一個直觀的認識和印象，可以起到激發學生的學習興趣的作用.

圖2

1.2.2 模式圖

模式圖是指將具體的實物形象轉換成圖示形象，經過簡化，將實物外表及實物內部結構以最簡明扼要的方式表達出來的圖片，如圖3——“大腸桿菌細胞模式圖”，從圖中能夠很清楚地知道大腸桿菌的形狀、外表和內部結構，以及各結構之間的空間位置關系.模式圖在簡化實物的同時，保證最大化地還原實物結構特征，具有使復雜的生物形態和結構簡明化的特點.模式圖有利于學生從三維空間視角對生物形態和內外部結構特點進行把握.

圖3

1.2.3 表格圖

表格圖以表格的形式來呈現數字、文字和圖片等內容，見表2——“植物細胞吸水和失水的現象記錄表”，對表2進行完整補充后，可以知道植物中央液泡在不同外界溶液中的大小、原生質層在不同外界溶液中與細胞壁的位置關系、植物細胞在不同外界溶液中的大小.當需要了解同一結構在不同條件下的變化并進行比較分析和統計分析時可以采用表格圖，表格圖具有節省大量文字、簡潔和對比清晰的特點，能夠培養學生對不同條件下出現的不同現象的比較分析能力和綜合信息能力.

表2

1.3 實驗插圖的使用特點分析

1.3.1 重視實驗插圖的使用

從表1可以看出，在“分子與細胞”模塊中，“探究·實踐”部分共有12個實驗，實驗插圖共有25幅，平均每個實驗約有2幅實驗插圖，個別實驗多至6幅實驗插圖；小部分實驗的插圖有2種類型.“探究酵母菌細胞呼吸的方式”的實驗插圖有實物照片和模式圖2種類型，“觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂”的實驗插圖有模式圖和表格圖2種類型.多種類型的實驗插圖相配合使用，對實驗文本內容的補充說明會更加清楚，但大部分實驗的插圖類型單一.

1.3.2 重視使用實物照片

從圖1可以看出，在25幅實驗插圖中，實物照片占56%，比重最大；其次是模式圖，占比28%；表格圖末之，占比16%.在“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”實驗中，教材提供了反應試劑的原本顏色與實驗過程中出現實驗現象時的溶液顏色，如圖4所示，學生參照顏色的比對可以把握自己的實驗是否成功.

圖4

1.3.3 實驗插圖的清晰度高

在“使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞”實驗中，與舊教材相比，新教材提供的實物照片像素更高、更加清晰，如圖5所示(上是舊教材，下是新教材)，高清的照片能將大腸桿菌的特征更清楚地體現出來，這也展示出發達的科研設施對科研的重要作用.高清的實物照片有利于學生對生物特征進行直觀認識，展現出生物的多姿多彩和每種生物個體的獨一無二，讓學生感受生物學的魅力.

圖5

1.3.4 實驗插圖的色彩色調柔和

2019年版教材的插圖色彩豐富，色調柔和.實驗插圖的色調整體清淡、高雅、明快，呈現出高級感，柔和的色調能帶來視覺上的愉悅享受，也能培養學生的審美鑒賞能力.如在“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動”實驗中，實物照片如圖6所示.

圖6

2 對實驗插圖的建議

2.1 借用插圖對實驗文本進行補充

部分實驗的“方法與步驟”中僅有文字描述，鮮少采用插圖與文字描述相配合的方式對實驗方法和步驟進行詳細介紹，如：

(1)在“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”實驗中，制作花生子葉臨時裝片前，要求學生徒手切片，實驗中只有文字描述——“切片：用刀片在花生子葉的橫斷面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培養皿中待用”.

(2)在“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動”實驗中，同樣只有文字描述——“用鑷子取一片蘚類的小葉(或者取菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮)放入盛有清水的培養皿中”.

只有純文字描述的實驗方法和步驟，在一定程度上增加了學生的理解難度，不利于學生的操作，如“徒手切片”怎么操作？在實際的實驗過程中，大多數學生像切菜一樣“切花生子葉”，這是不規范的.若能增加相關的插圖，如徒手切片的實物照片、用鑷子撕取的小葉照片等，則能降低學生的理解難度，提高學生在實驗操作過程的規范性和實驗效率.

2.2 巧用插圖引導實驗安全教育

實驗安全是實驗實施過程中的重中之重.2019年版高中生物學必修一教材對實驗過程中的安全提示僅是以簡單文字的形式展現，如在“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗中會用到化學試劑，教材給出的安全提示是純文字描述的，如圖7所示.

圖7

如果插入安全警示圖片效果會更好，因為圖片能帶來直接的視覺沖擊效果，一目了然的同時能更加引起學生的注意.對安全警示圖片的認識，不但能讓學生直觀地知曉實驗中的安全事項，也有利于學生在公共場合和以后的生活中識別一些危險物品，如有毒的標志、有腐蝕性標志、當心中毒標志等.

在高中生物學教學中，實驗教學處于重中之重的地位.實驗插圖蘊含著的生物學信息十分豐富，除了起到點綴裝飾教材、增添活潑感和生動性的作用，實驗插圖更重要的是能夠形象直觀地傳遞生物學知識信息、規范學生的實驗操作方法，達到增加學生對生物學知識的理解的效果.

借助實驗插圖直觀形象、一目了然的特點，將實驗插圖蘊含的信息作為對實驗文本的補充，將實驗中難以用文字描述清楚透徹的原理、細節或者重點內容展示出來，在幫助學生理解實驗、高效率地完成實驗操作等方面起到無可比擬的效果.

應用安全警示圖片輔助“警示”的純文字描述內容，更加能引起學生的注意，同時也有利于學生在公共場合和以后的生活中識別一些危險物品.