利用簡易繪圖優化高中生物教學

楊琦

【摘 要】本文闡明利用簡易繪圖輔助高中生物教學的原理，論述利用簡易繪圖輔助理解生物概念、梳理生物知識、注釋生物本質、擴展生物外延的方法，指出簡易繪圖不等同于簡單畫圖，也不等同于強調系統性的思維導圖，它本質上是一種高中生物教學資源的“圖文互換”信息處理模式，可作為高中生物知識傳授的“過程量”。

【關鍵詞】高中生物 簡易繪圖 圖文轉換 信息素養

【中圖分類號】G? 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）26-0123-02

生物課程標準提出：“生物學課程要求學生主動地參與學習，在親歷提出問題、獲取信息、尋找證據、檢驗假設、發現規律等過程中習得生物知識。”這既是高中生物課程目標的基本要求，又是高中生物教學實踐的組織依據。通過對高中生物教材的解讀，不難發現它所包含的信息種類多樣性，如果僅以文字、符號等抽象形式呈現，那么學生很難理解，從而導致知識的意義建構能力受損。而簡易繪圖可以有效彌補文字、符號等抽象形式的不足，它通過直觀的圖案、線條、形象等元素，配合文字元素呈現，能夠快速構建生物學概念的內涵、要素關系，梳理知識體系中所包含的知識點以及各知識點之間的關系，對激活學生“最近發展區”有積極作用。需要特別指出的是，簡易繪圖不等同于簡單畫圖，也應和過于強調系統性的思維導圖相區分開來，利用簡易繪圖工具可助力高中生物教學。它本質上是一種高中生物教學資源的“圖文互換”信息處理模式，可作為高中生物知識傳授的“過程量”。

一、利用簡易繪圖助力高中生物教學的原理

簡易繪圖的最大特色是簡潔性、易得性，一旦繪圖行為超出這兩個標準，則所繪圖樣就會傾向于思維導圖模式。誠然，這同樣可以發揮助力高中生物教學的功能，但助力的方向出現了偏差。簡易繪圖的助力效果主要體現在生物學知識的理解、轉化層面，而思維導圖的助力效果主要體現在生物學知識的總結、歸納層面。因此高中生物教師在運用簡易繪圖的教學方法之前，必須明確這一點，將繪圖功能的使用控制在實效性檢驗范圍之內。

從“圖文互換”信息處理模式出發，簡易繪圖下所表達的信息與對應的文本信息內容是等價的，那么它在高中生物教學中發揮助力的原理是什么呢？結合信息加工理論分析，人類大腦對新信息的加工能力是一個循序漸進的過程。從最初的元信息到不同的信息、信號，其識別的難易程度是截然不同的。美國教育心理學家 Gagne·Robert 將其劃分為八個學習層次，層次越高、學習難度就越大。而其中位于第一層次的為“信號學習”，即通過直觀、形象、具體的信號刺激，能夠進行最快的信息“瞬時記憶”。事實上，這也反映出視覺信號越具象，對于學習者而言理解越容易的特點。同時，瑞士心理學家皮亞杰創設的建構主義理論認為，知識并不具有傳授的可能性，即教師作為知識的所有者，無法直接將其傳授給學生。學生必須借助一定的媒介、自身的知識經驗，對新知識（新信息）進行意義建構，才能將之轉化為屬于自己的“知識庫存”。綜合以上分析，利用簡易繪圖的方式助力高中生物教學，本質上就是利用視覺優勢完成信息轉化，將抽象的文字信息轉變為具象的圖像信息，從而有效降低理解難度、提高教學有效性。

二、利用簡易繪圖助力高中生物教學的策略

簡易繪圖可表達的文本對象十分廣泛，在具體應用過程中，可根據高中生物知識體系進行規律化處理，構建不同領域的應用范式，本文篩選了其中的四個主要范式。

（一）利用簡易繪圖助力高中生物概念理解

概念是一門學科的基礎部分，尤其在高中生物學科中，生物學概念繁多、同質性強，且概念通常又包括多種延伸定義，因此學生在學習過程中容易產生混淆。生物課程標準明確提出，生物教學應“通過大概念的學習，幫助學生形成生命觀念”。從這一點出發，在利用簡易繪圖助力高中生物概念理解的過程中，就可以將“大概念”作為一個參考范圍，將多種“小概念”作為簡易繪圖的表達內容。例如，人教版高中生物必修一中《走進細胞》，它就可以將“細胞”作為一個大概念，將細胞的統一性、多樣性、組裝細胞等作為小概念，簡明地表示彼此之間的概念關系。

更多的情況下，利用簡易繪圖助力高中生物概念的理解是從“小概念”入手的，這樣能突顯“便于理解”的價值。例如，教師需要向學生闡述一種或一類生物特點、結構、性質時，文字的表達較為繁瑣，包括了“并”“和”“且”等多層解釋關系。面對抽象的表達，難以全面呈現生物特征，簡易繪圖的形式可以輕松地將一個“小概念”所包含的屬性呈現出來。以人教版高中生物必修二第四章《種群和群落》為例，其中“種群”的概念文本表達形式為“某一生態環境中同一種生物的總和”，具體表達形式如圖 1 所示（見下頁）。

在圖 1 中，利用一個外圍的圓代表某一生態環境。為了突出種群的多樣性，同時提供了五角星、方塊兩種簡易符號（分別代表羊和狼）。至于究竟采取何種符號，以及符號大小、顏色等并沒有實際意義，只需要突顯“狼”和“羊”種群差異即可。學生能識別數量就達到了簡易繪圖的目的。通過這種表達方式，教師可以進一步引導學生加深理解，明白種群的概念中并不包括物種的體積、大小、年齡、性別等。

（二）利用簡易繪圖助力高中生物知識梳理

一般情況下，對高中生物知識的梳理，如果謀求“全民性”“系統性”，那么應以表格、思維導圖等為首選。簡易繪圖在高中生物知識梳理方面的應用，要注意規避知識體系過于龐大的部分，側重知識點相關度較高的部分梳理。尤其是一些與常規邏輯相違背的知識點，鑒于生物學屬于自然科學的范疇，它的知識也源自生命現實現象的歸納總結，理論上不可能完全符合人類社會的標準規則。以人教版高中生物必修二第四章《基因的表達》為例，其中有關“密碼子”和“反密碼子”數量的知識關系，就很容易出現認知迷惑。以“正反”的對立邏輯判斷，如果密碼子的數量為 64 個，那么反密碼子的數量理所應也是 64 個。只有這樣，才能形成“正—反”的對應關系。但學生通過學習之后，了解到密碼子中包含三個“終止密碼子”，而它們是沒有對應的“反密碼子”的。因此，兩個知識點的關系就可以用圖 2 的簡易繪圖形式表達出來。

圖 2 中利用方塊代表密碼子，用菱形代表反密碼子，將三個終止密碼子單獨列出，其余 61 種形成一一對應的關系，這樣的表達方式一目了然，遠比文字敘述更加直觀有效。

（三）利用簡易繪圖助力高中生物本質注釋

任何一種自然科學都是建立在實驗、觀察、總結等思想方法基礎上，生物學也不例外。但由此所匯總的高中生物課程知識，在本體論及方法論之間就容易發生信息不對稱的情況。簡單說，通過一定的方法實踐，學生可以了解生物學知識的表現形態，但它的本質是怎樣的呢？尤其是涉及細胞、遺傳因子等微觀生物學范疇，文字、數字等符號描述顯得更加蒼白無力。越想要將其表述清楚，所需要的文本規模越大、語料成分越復雜，這反而增加了學生的理解難度。

利用簡易繪圖助力高中生物本質注釋，可以將復雜的問題簡單化。例如，在人教版高中生物必修二第二章《基因和染色體的關系》的教學中，涉及減數分裂的問題，這是教學大綱提出的難點部分。如果采用文字敘述方式，那么從“精原細胞”到“精子”的注釋過程至少要分為四個階段，解釋過程會變得非常繁瑣。而簡易繪圖的方式只需要將過程模擬出來即可，還可以通過不同的形狀強化學生的記憶，如圖 3 所示。

通過簡易繪圖的方式，重點讓學生了解減數分裂的本質，縮減的“數”是指染色體的數量（2N 分解為 N×2），而不是“細胞”的數量，避免學生認知混淆。

（四）利用簡易繪圖助力高中生物外延擴展

通過一定周期內的生物學知識積累，學生會很清晰地認識到生物學并不是一個純粹的線性知識體系。很多生物學理念、問題存在復雜多變的動態性，如果僅圍繞“內涵”范圍展開教學，那么學生就無法認識到生物學知識的完整性。通過教學實踐，也不難發現試圖利用文本表述的方式闡述復雜多變的動態過程，結果通常只會使學生一知半解、模糊不清。通過簡易繪圖的方式，學生能夠跳出高中生物知識的“內涵”約束，更深入、全面地了解知識外延。例如，人教版高中生物必修二第一章《遺傳因子的發現》，圍繞遺傳因子概念內涵的重要外延，就是遺傳分離定理，需要學生能夠正確辨別顯性基因和隱性基因的特征。教材中采用“Dd”的雜交組合形式進行說明，但這種形式又過于簡化、抽象，教師可以將其轉化為簡易繪圖模式，如長耳兔、短耳兔等較容易繪制的圖畫，更能增強直觀性。

利用簡易繪圖形式優化高中生物教學，一個基本原則是要有利于學生對生物學知識的理解，要注意“簡易”的度的把握。過于全面會升級到思維導圖的形態，其作用就會從“易于理解”升級為“總結歸納”;而過于簡易（如遺傳“Dd ”符號形式），又會減損直觀性、形象性，不利于學生理解和掌握。在課堂教學過程中，教師可以多引導學生進行實踐。教師在黑板或多媒體上構建對應生物知識的簡易繪圖范式時，學生則可以根據自己的個性化特征進行豐富、加工，使之更容易理解和接受。

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（責編 盧建龍）