插圖在高中生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用建議

張杏娟

(廣東省深圳市福田區(qū)紅嶺中學(xué)高中部 518049)

張海銀

(廣東省深圳市坪山新區(qū)教科研中心 518118)

插圖在高中生物學(xué)教學(xué)中起著重要作用。教學(xué)中配上條理清晰的圖，能幫助學(xué)生掌握細(xì)節(jié)的同時(shí)構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，降低學(xué)習(xí)難度，以此提高學(xué)習(xí)效率。充分利用教材中的插圖能幫助學(xué)生理解概念、解決問題，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)踐的能力[1]。

1 理解不同類型插圖的教學(xué)功能，是提升教學(xué)效率的基礎(chǔ)

插圖的種類多種多樣，不同類型的插圖所承載的教學(xué)功能不同。高中生物學(xué)教材中的插圖按功能可分為結(jié)構(gòu)生理概念插圖(結(jié)構(gòu)圖、形態(tài)圖、生理過程流程圖、生態(tài)模式圖、遺傳圖譜、概念圖)、圖表數(shù)據(jù)曲線插圖(圖形數(shù)據(jù)、表格數(shù)據(jù)、坐標(biāo)曲線)、實(shí)驗(yàn)探究插圖(實(shí)驗(yàn)儀器圖、操作示意圖、探究過程流程圖)、生物技術(shù)發(fā)展插圖(生物學(xué)史、生物學(xué)家肖像、研究過程圖)、生產(chǎn)生活實(shí)踐插圖(生活場(chǎng)景、生態(tài)環(huán)境景觀圖、工作原理圖、宣傳圖、生物學(xué)相關(guān)職業(yè)照片)共五類[2]。其中概念類插圖可將抽象、微觀的事物具體化、形象化；圖表數(shù)據(jù)曲線類插圖可將信息隱藏，讓學(xué)生挖掘有效信息、分析并找出規(guī)律；實(shí)驗(yàn)類插圖可將文字轉(zhuǎn)化為圖像，使得實(shí)驗(yàn)操作步驟一目了然；生物技術(shù)發(fā)展類插圖可還原歷史，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、堅(jiān)持不懈的科學(xué)觀；生產(chǎn)生活實(shí)踐類插圖可將理論知識(shí)聯(lián)系切身實(shí)際。

合理運(yùn)用不同類型的插圖利于提高教學(xué)實(shí)效。例如，在學(xué)習(xí)纖維素相關(guān)內(nèi)容時(shí)，選擇結(jié)構(gòu)圖與形態(tài)圖相結(jié)合(圖1[3])，能讓學(xué)生更形象、系統(tǒng)地了解纖維素從宏觀分布到其微觀分子結(jié)構(gòu)式的知識(shí)。還可將其與同樣屬于多糖類的直鏈淀粉和支鏈淀粉的結(jié)構(gòu)(圖2[3])相比較，認(rèn)識(shí)到纖維素分子是通過連續(xù)并行的分子間的羥基形成的氫鍵而產(chǎn)生緊密的微纖維。

2 調(diào)整插圖的應(yīng)用順序，是達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的途徑之一

插圖的使用順序應(yīng)依據(jù)不同的教學(xué)目的，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，適時(shí)的安排。導(dǎo)入部分可借用章節(jié)圖來(lái)預(yù)測(cè)本章節(jié)將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。用插圖(如漫畫)來(lái)引出將要學(xué)習(xí)的某節(jié)知識(shí)點(diǎn)，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。突破重難點(diǎn)是建立在深入理解核心概念的基礎(chǔ)之上。教學(xué)過程中結(jié)合詳細(xì)的細(xì)節(jié)圖，讓學(xué)生識(shí)圖、分析圖中所蘊(yùn)含的信息，這樣有助于訓(xùn)練學(xué)生獲取信息的能力，并在理解分析中把握細(xì)節(jié)。同時(shí)，利用流程圖了解生物結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系與作用，幫助學(xué)生圍繞核心概念建立起整體性的框架。

圖1 纖維的組成

圖2 淀粉的分子組成示意圖

例如，在“基因的表達(dá)”一章中，學(xué)生在各節(jié)中已經(jīng)掌握了基本的轉(zhuǎn)錄與翻譯知識(shí)后，可借助插圖(圖3[4])，提出問題：“總結(jié)真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄和翻譯的主要步驟，哪些步驟在原核生物中不發(fā)生？”讓學(xué)生表述基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的整個(gè)過程。就初學(xué)的學(xué)生難以獨(dú)立用圖進(jìn)行準(zhǔn)確表述的時(shí)候，可適時(shí)展示基因表達(dá)的各個(gè)階段以降低難度，修正學(xué)生可能存在的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。例如，圖3中，A：一個(gè)特定結(jié)構(gòu)的DNA有啟動(dòng)子序列，作為一個(gè)mRNA前體的模板；B:在轉(zhuǎn)錄mRNA前體時(shí)酶促添加一個(gè)5′端帽子和多聚腺苷酸尾巴，并剪切拼接移除內(nèi)含子序列……F：完成合成的多肽鏈釋放，核糖體大小亞基分開。此外，將真核生物與原核生物相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行比較，找出兩者的異同點(diǎn)。

插圖還可運(yùn)用在整堂課的最后總結(jié)復(fù)習(xí)部分，重溫知識(shí)時(shí)可再現(xiàn)教材中的相關(guān)插圖，但建議覆蓋已有文字僅有箭頭標(biāo)示，或重新選擇涵蓋相同知識(shí)點(diǎn)不含中文字的國(guó)外插圖資源，避免學(xué)生純機(jī)械性地記憶知識(shí)，達(dá)到真正檢測(cè)學(xué)生是否理解概念的目的。

圖3 真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄和翻譯的主要步驟

圖4 光反應(yīng)過程的圖解

3 運(yùn)用插圖補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，是培養(yǎng)學(xué)生思維與能力的重要方法

課堂上補(bǔ)充其他插圖能豐富教材的內(nèi)容，幫助學(xué)生理解完整的知識(shí)過程，更好掌握核心概念。例如，光合作用是高中階段重難點(diǎn)，是培養(yǎng)學(xué)生理性思維的良好材料。學(xué)生在該部分學(xué)習(xí)時(shí)，提出如下問題：葉綠體是怎樣將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能ATP的？葉綠體捕獲光能與水的裂解是同時(shí)進(jìn)行的嗎？為什么光合作用反應(yīng)式不同于化學(xué)方程式，反應(yīng)前后用箭頭表示而不用等號(hào)？針對(duì)這類問題如果一句帶過，加上相關(guān)知識(shí)抽象，學(xué)生不理解其中的深意，只能機(jī)械記憶。為了培養(yǎng)學(xué)生理性思維，通過觀察插圖(圖4[3])，再逐步分析光合作用各個(gè)環(huán)節(jié)，最后概括光合作用的概念。深層次地理解光合作用機(jī)理，有助于學(xué)生建立有關(guān)光合作用核心概念的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)于解決光合作用的影響因素、物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)化方式等難點(diǎn)都迎刃而解。此外，補(bǔ)充較為詳細(xì)的插圖，能避免簡(jiǎn)化圖所造成的誤區(qū)。如圖4能幫助學(xué)生理解在葉綠體中經(jīng)過一系列反應(yīng)產(chǎn)生的H+，造成類囊體薄膜兩側(cè)有質(zhì)子梯度，H+推動(dòng)ATP酶合成ATP。捕獲光能與分解水是不同的階段，并非光能直接裂解了水分子，光能也不是僅參與水的光解過程。光合作用反應(yīng)是經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)，需要葉綠體結(jié)構(gòu)和光能的參與，這不同于化學(xué)反應(yīng)一步到位，借此減少其反應(yīng)式的書寫錯(cuò)誤。

圖5 合成一個(gè)“紙質(zhì)酶”的活動(dòng)步驟

此外，插圖能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，提高學(xué)習(xí)興趣。流程圖形象地將每個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟串聯(lián)起來(lái)，便于操作者較快地掌握整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)拓展，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)直觀體驗(yàn)、深度理解知識(shí)，滿足不同層次學(xué)生的需求。例如，在學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)肽鏈發(fā)生盤曲折疊對(duì)功能的影響時(shí)，通過一個(gè)簡(jiǎn)單的小活動(dòng)即可幫助學(xué)生理解：利用彩色回形針和5 cm × 21.5 cm的紙張，制作一個(gè)“紙質(zhì)酶”。按照?qǐng)D5[3]所示的步驟完成，注意回形針應(yīng)夾上兩層紙。如圖5中步驟d所示，迅速將兩個(gè)標(biāo)簽分開以示激活酶。活動(dòng)中，還可進(jìn)一步拓展解釋“紙質(zhì)酶”的作用原理與真正的酶催化縮合反應(yīng)的相似處。設(shè)計(jì)一個(gè)不同的酶模型(如模擬酶催化水解的過程)，以提高學(xué)習(xí)知識(shí)的應(yīng)用與設(shè)計(jì)能力。

倘若將插圖與文字的結(jié)合，在優(yōu)選的插圖中依據(jù)教學(xué)目的匹配合適的思考題，學(xué)生帶著問題識(shí)圖、深度挖掘圖表背后隱含的內(nèi)容，是培養(yǎng)學(xué)生理性思維，提高分析推理能力的又一策略。