生物复习课中利用教材插图发展学生的科学思维

孙艳

摘要 在生物复习课中利用教材插图，以问题串为牵引，引导学生挖掘插图背后的信息，对知识进行关联，帮助学生形成知识网络，进而提高学生分析与比较、归纳与概括、模型与建模、批判性思维等科学思维能力。

关键词 教材插图 复习课 科学思维 问题串

中图分类号 G633.91

文献标志码B

在生物学教材中有很多由插图来表达的知识，或反映某一生物学事实，或展示某一生物体结构，或展示某一生物学过程。这些插图作为记载、描述、再现生物学知识的一种重要形式和载体，把复杂的生命过程简明化、抽象的生物概念形象化、微观的生命结构宏观化。用图形表征知识已成为传达信息最重要的手段之一。教师在复习课教学中利用教材插图，可引导学生对知识的深度学习，着重培养学生分析与比较、归纳与概括、模型与建模、批判性思维等科学思维能力。

1 教材插图的活化模拟，提高分析与比较能力

教材中的插图是对文字难以表达内容的一种高度概括，也是对教材重难点解读的一种表达形式。如浙科版教材中展现细胞生理过程的被动转运、主动转运、胞吞和胞吐、细胞呼吸的3个阶段、卡尔文循环、转录和翻译等示意图。在复习过程中，教师既要让学生明确图示中的各结构及其术语，想象过程的起点和终点，理解细胞内动态的生理过程;又让学生通过不同图像的比较分析，加深对知识的理解。

如在复习“遗传信息的传递和表达”时，若教师只是重复讲一遍转录和翻译的过程，无法促进学生思考，学生只是机械地记忆。教师可以充分利用教材中插图（图1）的信息，让学生活化插图所示的生理过程，从图中找出转录和翻译的条件，并比较它们的不同。同时，教师用一系列问题串引导学生深入读图：RNA聚合酶催化的是什么化学键？如何判断它移动的方向？RNA聚合酶是从DNA的什么部位开始结合又走向哪里？核糖体如何移动？……教师还可以提供原核细胞的转录和翻译过程图（图2），引导学生与真核细胞的转录和翻译进行比较，促进学生对知识的迁移和应用。

2 教材插图的整合完善，提高学生的归纳与概括能力

生物课堂中要学习的概念比较多，有些概念比较抽象，不易理解也容易遗忘。教材中对于核心概念的描述很多都会配以插图帮助学生理解。学生在学习单个概念的时候相对比较容易记住，但往往顾此失彼，没有形成系统的知识结构。复习时，教师可以利用这些插图，打破教材的编排顺序，把易于混淆的、具有一定关系的插图重新整合，将各章节中分散的“点”联系起来，对关键性的地方进行认真的比较和辨认，帮助学生理解核心概念以及概念之间的内在逻辑联系，提高学生的分析与综合能力，从而使学生形成良好的认知体系。

如“神经系统的结构与功能”部分有很多概念，复习时教师可以将教材中神经元的结构、蛙坐骨神经一腓肠肌标本、神经肌肉接点的结构示意图、膝反射示意图等重新组合起来（图3）。从“膝反射”出发，把神经、神经元、神经纤维、神经中枢、突触、神经肌肉接点等内容串联起来，清晰明了。教师可以设置具体情境，设置问题串，加深学生的理解与记忆。如给离体的神经一个适宜刺激，兴奋将如何传导？在反射弧中兴奋又是如何传导？

教师把很多文字难以描述的抽象概念用图的形式组合在一起，不仅帮助学生建立感性知识，而且可以将教材中的一些难懂不易理解的概念简化，化虚为实，化抽象为直观，在完善学生知识体系的同时，也起到调动学生积极性的作用。

3 动态过程的模型建构，培养模型和建模能力

在教材中有很多数学模型，教师不仅需要正确理解这些数学模型所表达的意思，有时还要在教材没有给出具体的数学模型时，引导学生根据相应内容自己建立数学模型。如学生对于“动作电位的产生与传导”这一内容的理解总感觉有难度，原因在于学生缺乏机械波相关的知识，同时这部分知识比较抽象（用静态图片描述细胞中的一个动态过程）等。在复习时，教师从教材中的插图出发，以递进式问题链驱动，采用分层次由浅入深的提问方式，逐一分析教材图片，如先通过直观判断画出电流计偏转的方向，引导学生构建数学模型，并分析它们之间的区别和联系。

在蛙坐骨神经上放置两个电极（b，c），并且将这两个电极连接到一个电表上（图4）。当在坐骨神经一端（a）给予刺激时：①画出电表指针依次偏转情况;②根据电表指针的偏转情况，画出膜电位随时间的变化图;③如果需要测量b点的膜电位变化，电极如何放置？重复上述实验，电表指针将如何变化？画出b点膜电位随时间的变化;④图5中横坐标的含义使什么？电表的电极如何放置？

通过分析和比较受到刺激后两个位点之间的膜电位随时间的变化，受到刺激后某位点的膜电位随时间的变化，受到刺激后某时刻不同位点的膜电位变化，教师引导学生建构如图5所示的3个数学模型。然后，教师引导学生对关键点含义的解读，提高了学生模型和建模等科学思维。

4 实验现象的提问质疑，提高学生的批判性思维

教材中有很多经典的实验，且多数附有插图加以说明。在复习课中，教师可提供一些与教材插图不完全相同的实验现象图，引导学生加以分析，鼓励学生大胆质疑。

如在学习詹森实验时，可能会出现如图6所示的现象：有的组放的琼脂块比较薄，幼苗向光弯曲（与教材插图的实验现象相似）;有的组琼脂块比较厚，幼苗直立生长（与教材插图的实验现象不符）。为什么会出现这样的现象？教师可引导学生思考：如果尖端确实产生了物质，这种物质在琼脂块中是均匀分布还是不均匀分布？琼脂块的厚薄程度会对其分布产生什么影响？教师鼓励学生提出自己的主张与理由。学生讨论后，做出假设：琼脂块的厚薄会影响生长素在琼脂块中扩散的时间，而扩散时间的延长可能会使激素分布比较均匀，从而出现了幼苗直立生长的现象。

教材插图是教材中的重要的情境资源和学习素材，帮助学生理解重要概念。在生物复习课中要用好各类插图，即使简单的插图也包含着丰富的信息。教学过程中教师适时地对教材插图进行整合、补充、活化、变式，帮助学生建立科学的概念，建构良好的知识框架。还有，高中生物的各类考试都比较注重信息获取能力的检测，而学生在考试中常常表现为处理信息能力的欠缺。因此教师需要在教学中引导学生捕获隐于图背后的信息，并进行分析与比较、归纳与概括、模型與建模等认知过程，让学生在获得知识的同时更有科学思维的提升。

参考文献：

[1]舒尔曼.实践智慧：论教学、学习与学会教学[M].王艳玲，译.上海：华东师范大学出版社，2014：138.

[2]赵瑞芬.学习金字塔在生物教学中的应用[J].中学生物教学，2014，（3）：23-21.