例谈基于生物图信息加工的重难点突破方法——以“生物膜系统”教学为例

（江苏省南京市第十三中学 江苏南京 210008）

高中生物很多内容是生物体内或者细胞内物质变化和生理过程，比较微观。所以，不仅教材上有大量的图片，教师在教学时常常会添加一些相关生物图，帮助学生学习和理解生物知识。生物图在高中生物学习中必不可少，以生物图作为知识的基础和依托，学生会不容易遗忘和出错，使思维更加系统化和具体化。而思维的系统化和具体化也是科学思维高层次的表现。生物图具有形象和直观的特点，同时还可以概括和凝练知识，所以学生在生物学习中比较愿意使用。但是实际教学中，教师却发现，学生喜欢看图，但对图中的知识常常一知半解，甚至会有理解偏差。要避免这些情况，教师需要引导学生科学地分割生物图，细致地剖析，挖掘出图中所包含的内涵和外延，从而促进认知的综合和深化。学生加工生物图，从中获取和掌握信息，最终运用知识解决实际问题的过程就是一个信息传递、接收、储存、加工、输出的过程。基于生物图信息加工的学习方式强调学生自主看图，并在教师的引导下从图中提炼出信息。在实际教学中，为了突破教学重难点，教师会利用教材中的生物图，或者补充一些生物图，采用不同的教学活动组织方法，以达成相应的目的。

1 替换相似图片，降低难度

如果教材中的图片内容比较复杂，教师发现学生分析获得图片信息的难度较大时，就可以根据教授对象的发展水平，采用补充相关图片，降低难度的方法，有步骤地提高所呈示的知识和经验的结构化程度，组织好从简单到复杂的有序累积过程。

例如，不少学生无法理解苏教版必修1生物膜系统的分泌蛋白的运输和释放过程示意图（图1）。这主要因为这张图囊泡比较多，学生第一眼看过去感觉细胞中的结构相对比较复杂，需要认出各部分结构，回忆前面学习的细胞器功能，然后结合文字说明，分析出这张图中箭头的意义，推测出这些膜结构之间功能上的联系。并且很多学生因为实验知识的缺乏和思维能力的限制，没有仔细分析教材中这一部分文字内容，或者不清楚标记亮氨酸的作用，不能分析提炼出教材中实验包含的信息，做不到图文结合。

图1 教材中的分泌蛋白的运输和释放过程示意图

针对此情况，教师可以利用相似的图2，该图中囊泡数量少，箭头的指向和路径更加明确，学生比较容易看到“内质网→小囊泡→高尔基体→小囊泡→细胞膜”这样的路径。教师再提出问题，引导学生理解教材内容：什么是同位素示踪法？亮氨酸进入细胞之后的去向是什么？实验中标记先后出现在不同的结构上说明什么？最后，让学生结合细胞器的功能，用文字和箭头，构建对应的流程图。

图2 教师选取的替换图

2 用一系列图展现一个动态变化的过程

用一系列图展现一个动态变化的过程是高中生物学教学中比较常用的方法。高中生物学知识包含很多生理过程，信息集中在一张图上时，学生不容易抓住关键。教师若能将一张图分成几张对比图，学生通过观察和比较，能很快地找到几幅图的区别和联系，抓住关键信息。

例如，教师可以通过引导学生比较3幅图（图3）中放射性在不同细胞结构上出现的先后顺序，引导学生归纳出对应的流程：内质网→高尔基体→囊泡→细胞膜。再引导学生观察图中内质网和高尔基体的膜结构之间没有直接相连，推测出二者之间也由囊泡间接联系，并完善流程图。接着，学生回顾细胞器的知识，将核糖体、内质网、高尔基体等细胞器在蛋白质合成和分泌方面的功能进行梳理、构建流程图，并将这两个流程图整合在一起形成如图4所示的流程图，以挖掘生物图中图文信息的内涵和外延，从而理解生物膜系统在分泌蛋白的合成和分泌过程中所起的重要作用，在原有知识的结构基础上完成新信息整合。

图3 放射性在细胞结构上出现示意图

图4 细胞器在蛋白质合成和分泌方面发挥的作用

3 创设情境，举一反三

新课程要求学生要能够运用所学知识来解决实际问题，因此，教师可以从不同角度考查学生对知识的掌握情况。

例如，考查生物膜系统知识的常见题：实验中用35S标记一定量的氨基酸，来培养某哺乳动物的乳腺细胞，测得与合成和分泌乳蛋白相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如图5甲所示，以及在此过程中有关的生物膜面积的变化曲线如图5乙所示。图中曲线所指代的细胞结构相同的是 （ ）

图5 合成和分泌蛋白质过程的曲线

A.c和f B.c和d C.a和e D.a和d

题目中的两张图和平时教学时书本上的图片以及前两个例子中的图片差异很大，但是几张图中只是从不同的角度呈现了相同的内容，问题实质都是一样的。相比之下，题目中的两张图分析起来难度更大一些，需要学生已经基本掌握教材中的知识，并将其进行内化。题目中的甲图和乙图看起来差异也比较大，但是变化的原因其实是一样的，考查角度不同。在前面信息图学习的基础上，教师根据学生理解和分析这两张图的情况，就可以检验学生对生物膜系统在分泌蛋白合成分泌过程中所起作用这个知识点的掌握情况，强化学生对生物膜系统知识的理解和应用。

4 引导学生自主进行知识的同化

当教材知识点不复杂，为了让学生能自主概括出相关内容，避免枯燥地照本宣科，体现教学的连贯性和知识的迁移，引发学生发散思维，利于学生更深刻的理解知识的时候，教师常常也会用一些生物图。例如，在学习生物膜系统的概念的时候，教材上明确了生物膜系统的组成，学生也很容易接受细胞中所有的膜结构共同组成生物膜系统。但是，在生物膜系统相关知识的考查中，教师发现学生对这个概念并没有仔细思考过，认知层面比较浅。这时，教师可以利用学生已经学过的细胞结构的相关知识，引导学生比较常见的真核细胞亚显微结构模式图，归纳出细胞中的膜结构，得出生物膜系统的组成；再通过让学生识别给定的图，指出哪些膜结构是直接连在一起的，结合已经学过的细胞器的功能，推测生物膜相连的作用。接着，教师可以设问：很多膜结构没有直接相连，那么它们之间是不是没有功能上的联系呢？学生阅读书本上的实验，结合原有的知识来得出结论，概括出生物膜系统的概念，理解生物膜系统不仅是在结构上有联系，在功能上也有联系，从而利于形成结构和功能观。最后，教师还可以通过一个问题“原核细胞有没有生物膜系统？”来加深学生对生物膜概念的认知。