高一學生生物圖文轉化能力提升的有效教學策略研究

鄭佩瓊

摘要：《普通高中生物課程標準》倡導探究式學習方式，關注生物模型建構，強調生物繪圖能力及用準確的圖表介紹生物學研究方法和結果。基于《標準》要求，在實施普通高中生物課程中，生物圖的認知、圖文轉換、從生物圖中準確獲取生物學信息的能力，是課堂教學目標達成的落腳點，也是高中學生生物學素養培養的基本要求。筆者針對高一學生對生物圖、生物結構模型識別、辨析難，由直觀的物理模型到抽象的數學模型遷移應用更難的問題，在有效教學策略方面進行積極探索，對人教版高中生物必修一、必修二教材中和練習中常見的生物插圖、圖片、圖像、圖形、圖表進行了歸類總結，并進行拓展提升，特別是對體現動態變化規律的坐標曲線圖指出了解答思路、方法、步驟，對高一學生解答該類信息題有較好的指導作用。筆者認為，以課堂教學為平臺，有效教學策略為依托，長期有意滲透，學生在圖形、圖表的信息表達方面將有較大優勢。且縱觀近幾年的高考試題，與生物圖形有關的試題考查的新穎度、難度和區分度在一定程度上有強化深化。高一學生生物圖文轉化能力提升的有效教學策略研究，可以提升生物學科圖形素養，也可為高三高考生物圖形應試能力打下扎實的基礎。

關鍵詞：生物圖文轉化；能力提升；有效教學策略；物理模型；數學模型

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2016）05-0232-02

1.問題研究的背景和意義

1.1問題的提出：2009年普通高等學校招生全國統一考試福建省高考理科綜合卷生物學科部分的選擇題第五題：某研究小組探究避光條件下生長素濃度對燕麥胚芽鞘生長的影響。胚芽鞘去頂靜置一段時間后，將含有不同濃度生長素的瓊脂塊分別放置在不同的去頂胚芽鞘一側，一段時間后測量并記錄彎曲度（α）。左下圖為實驗示意圖。右下圖曲線中能正確表示實驗結果的是

A. a B. b C. c D. d

當年這個題目得到很多高中生物教師的認可，認為是這份卷子的亮點之一。它考查生長素濃度對植物生長的影響，這是高中生物學科的教學重點也是高考復習重點，早巳廣為學生所熟悉。在平時的訓練中通常利用胚芽鞘的彎曲方向來判斷生長素的影響，但是本次命題利用學生常見的生長圖像，以曲線圖的形式別出心裁地要求用彎曲角度來分析實驗結果，這種逆向考查方式在平時練習中是較少見的，新而不怪，只是在圖文轉換方面有較高層次的要求。這是典型的立足學科基礎知識和基本技能，在學生承受能力范圍內考查學生思維的敏捷性和發散性，以及運用逆向思維去分析問題的能力。其核心是考查學生的圖文轉換能力。在2009年暑假廈門市生物學科培訓中，新高一生物教師對這個題目的難度預測值是0.37，而據參加高考改卷教師提供的數據，根據全省高考考生的答題情況，此題難度僅0.24。說明考生此題完成效果并不理想。而從近幾年高考考查的情況來看，生物圖文的轉換是綜合能力考核的主旋律。

這些都是寶貴的教學資源。而在教學中發現教師和學生往往忽略對這些資源的研究和學習，精美的插圖僅僅是吸引了他們的眼球，專業性較強的老師也不愿意去花時間研究，學生也只懂得欣賞其精美之處，而無法讀懂其內涵。如何通過資源的整合和挖掘、分析，激發學生的興趣，培養學生綜合能力是值得研究的一個課題。

1.2問題研究的意義?？v觀近幾年的高考試題，試題的新穎度、難度和區分度在一定程度上都借助生物圖形的轉換，創新。而對于初始學習階段的學生而言，生物圖的識別、辨析是很難的難點。"冰凍三尺，非一日之寒"，學生生物圖認知能力的提升，要從初始學習階段高一年開始，從點點滴滴做起，打好堅實的基礎。筆者認為，以課堂教學為平臺，以有效教學策略為依托，長期有意滲透，學生在圖形、圖表的信息表達方面將有較大優勢，也能為學生將來的高考這方面的能力打下良好的基礎。學生在生物圖學習能力方面的提升，既能培養其生物學科核心素養，又有利于其高考成績的提高。

布魯納的建構主義理論中，特別強調教育過程中直覺思維的價值，強調學生從具體到抽象的認知規律。在教學過程中，要最大限度地調動學生的積極性，使他們主動地動口、動手、動眼、動耳、動腦，去做、去實際操作、體驗和表現，實現學生學習活動方式的自主、參與和合作。生物學科中生物圖形，是學科知識直觀具體的呈現形式，是對抽象概念的直觀詮釋。筆者在實施生物圖形教學中，試圖借助生物圖形有效教學策略（如生物插圖、圖片、圖像、圖形、圖表等教學策略），一方面通過課堂教學這一途徑開展優化生物圖教學的研究，另一方面設計圖式校本作業，鼓勵學生活學活用"圖形策略"，提高學生對生物知識的認知水平，激發其學習興趣，促進有意義的生物學習。一言以蔽之，本教學策略旨在通過圖形策略學習，將師生的注意力從習慣的教，轉移到感性引導下的自主學習，轉移到學生學習方式變革的主題上，重新調動師生的積極性，實現高中生物教與學的優化。

1.3本問題的理論依據。生命科學雖然是一門以實驗為基礎的學科，高中生物學科中有大量的概括性很高的抽象的理論知識，都是一些高度概括的自然規律。這些知識靠死記硬背是很難記住的，更不要說理解應用了。而且隨著近幾年來國際國內生命科學的快速發展，高中生物又添加了很多的新內容，特別是分子生物學方面以及生物工程方面。這部分內容都是高科技的知識，摸不著看不到，與日常生活相去甚遠，因此很難理解掌握，構成了高中生物學習的難點。如何應用"生物圖"這一教學平臺，化抽象為形象，能幫助學生化難為易，也有利于概念的理解和知識的遷移應用。

普通高中新課程標準的基本理念就是一切為了每一個學生的發展。實施素質教育其目的就是發展每一個學生的智能優勢，挖掘每一個學生的智力潛能，滿足每一個學生的學習需求，促進每一個學生的發展。而這些正是加德納所提出的多元智能理論。本問題的理論基礎之一就是將這一理論與高中生物圖教學結合起來，重在探討如何借高中生物課堂教學的平臺，在識圖讀圖用圖的過程中，開發和發展學生多元智能，反之，學生也可以運用這幾大智能為學習服務，學習的同時促進這幾大智能的發展，使自己成為一個多種智能同時發展的人。

"以問題引導學習學生生物圖。"按照建構主義學習理論，學習者要想完成對所學知識的意義建構，即達到對該知識所反映事物的性質、規律以及該事物與其他事物之間聯系的深刻理解，最好的辦法是讓學習者到現實世界的某個真實情景中去感受、去體驗（即通過獲取直接經驗來學習），以活生生的問題來激活學習者原有的知識結構，并在更高的層次上建構新的知識結構，而不是僅僅聆聽別人（比如教師）關于這種經驗、這種理論的介紹和講解。

生物學中的物理模型、數學模型呈現后，賦予一個有價值、有意義的問題，這看上去就像一個鐵錨、一塊磁石，它能吸引學習者的全部目光、全部身心，牢牢地將學習者"困"在那里，因而可以極大地調動起學習者個體思維的活躍性、獨立性和創造性。

感性的學習道具，能讓學習者獲得豐富的情感體驗，他們的個性品質會得到鍛煉，主體性逐步形成和發展。在課堂教學中，應用有效教學策略，實現全面提升高一學生對于生物圖文的轉化能力的目標。

2.生物圖文轉化能力提升的有效教學策略

2.1本研究涉及的核心概念

2.1.1圖文轉化能力：圖示信息轉換為文字信息的能力。這里的"圖"包含生物結構圖、生物曲線圖，屬生物學科中的數學模型和物理模型的識別和建構，模型生物學含義的解讀。其中，物理模型，就是以實物或圖片形式直觀表達認識對象的特征。如：DNA雙螺旋結構模型，細胞膜的流動鑲嵌模型。而數學模型，是用來描述一個系統或它的性質的數學形式。如：酶活性受溫度（PH值）影響示意圖，不同細胞的細胞周期持續時間等。

2.1.2教學策略是為實現某一教學目標而制定的、付諸于教學過程實施的整體方案，它包括合理組織教學過程，選擇具體的教學方法和材料，制定教師與學生所遵守的教學行為程序。

2.1.3有效教學策略指的是所用教學方法要促進學生基礎知識和基本能力的提高，促進學生思考問題、解決問題能力的提高，同時也要促進學生情感、態度和價值觀的發展。本課題所應用的教學策略，是在新課程理念的正確指導下，科學、有效地進行課堂教學改革，使生物圖的教學過程，真正成為教師與學生之間有機的互動過程，真正成為教師引導學生進行有效學習活動的過程，真正成為師生共同發展的過程。

2.2本研究的有校教學策略——整合生物圖形教學資源，優化生物圖形呈現形式，應用有效的教學策略，引導學生學習和認知。筆者以課堂教學為主要平臺，對教材中所涵概的生物圖形的教學內容，在教學中應用有效的教學策略和學生學習效果評價體系，研發與生物圖形學習內容有關的校本作業（本課題研究的重點任務），引導學生進行生物圖形識別（包含生物結構圖、曲線圖的識別）、說圖（圖文轉換，就是能把圖示信息轉換為文字信息，能說出生物圖中所蘊含的生物學概念、生物學含義）、畫圖（屬最高層次的內容，能自主建構圖形并畫出生物圖）。引導學生在認知直觀生物圖形和模型的基礎上，學生能辨析復雜抽象的數學模型，實現圖示信息轉換為文字信息，并能用生物學知識來解決生物圖形中涉及的問題。而通過畫圖，尤其是曲線圖，學生的識圖能力得到進一步提升。通過識圖、說圖、畫圖，學生的生物科學素養也逐步得到了提高。

2.3拓展對生物圖形有效教學策略的理解。 生物學科具有直觀性、動態的特點。人教版普通高中新課標教材中運用了大量的插圖，有結構圖、生理功能圖、關系圖、發育圖、進化圖、生態圖、研究過程圖、現象圖、概念圖、表格圖等等，練習中也多次出現圖表及體現動態變化規律的坐標曲線。這些眾多的生物學圖，既有形象直觀的一面，又具有概括、濃縮知識的一面，它既能直觀地反映生物的形態、結構和生命的過程，又能高度地概括生物各項生理活動之間的相同點、區別和聯系。而圖形、圖表是表述、概括、拓展、深化生物學知識的重要形式，在信息表達方面有較大優勢。這些圖形使深奧的道理形象化，抽象的概念具體化，枯燥的知識趣味化，繁冗的文字敘述條理化。教師若能正確運用圖形進行有效教學，那將可以更好地培養學生獲取、抽象、歸納信息并進行推理的能力。這也是新課程標準對學生能力提出的新要求。生物圖形策略有助于師生在教學活動中提高教學質量，我國目前若干論文多停留在對個別圖式策略的教學研究，較缺乏嚴格的研究方法和證據支撐，或理論研究不夠系統。本課題研究將對這方面的高中生物圖教學策略作些梳理、總結，闡釋生物圖教學策略的定義、不同策略的特征及其教學實踐應用等，同時還將嘗試從教學原則、教學目標、教學過程、教學反饋與評價設計等方面概括一套以高中生物圖教學策略，優化高中生物課堂教學的理論指導。圖形教學的有效策略可以從識圖、析圖、繪圖三方面入手。

2.4圖形策略啟發"思維"，提升生物課堂的有效性。本研究以學生發展為本，在教學中結合思維圖式，啟發、鼓勵學生開拓思維，利用生物科學語言進行觀察、描述、提問、質疑、比較、分類，以生物圖形為平臺，將知識串點成線，織線成網，組織已有知識結構，進而促進學生頭腦中新知識圖式的形成或發展，培養學生思維的整體性和敏捷性，提升生物課堂的有效性。

2.5依托"圖形策略"建構知識，促成有意義的生物學習。作業是學生鞏固學習的載體，是教師獲得學生反饋的橋梁。因此，本研究將在優化教的基礎上，對"傳統的生物作業"進行新的嘗試，嘗試利用圖式策略設計更具結構性、發展性、開放性等生物圖形校本作業，讓學生習得圖式，自己學會應用思維圖式，建構學習支架，促成有意義的生物學習。

2.6架構形象思維到抽象思維的橋梁，提升圖式思維的層次。根據學生的認知規律，先掌握物理模型這類較具體形象的圖式，然后引導學生掌握數學模型解讀的要領，歸納出解決這類問題的規律，引領學生思維的升華及提升解題能力。

筆者借助行動研究，對自己教學活動進行反思，對學生學習成果進行評價，從中發現問題、解決問題，對自己教學經驗進行總結提升，進而通過實踐調整和優化教學策略，有效地進行課堂教學，向45分鐘課堂要質量；確實做到因材施教，高效地進行課堂操練，有效地進行課后輔導；在教學中，教師善于應用激勵性評價，充分調動學生的內在學習動機，真正做到教學相長。全面提升了高一學生對于生物圖文的轉化能力。

參考文獻：

[1]何克抗《建構主義-革新傳統教學的理論基礎》

[2]加德納《多元智能理論》