例談基于生物圖信息加工的重難點突破方法
——以“生物膜系統”教學為例

（江蘇省南京市第十三中學 江蘇南京 210008）

高中生物很多內容是生物體內或者細胞內物質變化和生理過程，比較微觀。所以，不僅教材上有大量的圖片，教師在教學時常常會添加一些相關生物圖，幫助學生學習和理解生物知識。生物圖在高中生物學習中必不可少，以生物圖作為知識的基礎和依托，學生會不容易遺忘和出錯，使思維更加系統化和具體化。而思維的系統化和具體化也是科學思維高層次的表現。生物圖具有形象和直觀的特點，同時還可以概括和凝練知識，所以學生在生物學習中比較愿意使用。但是實際教學中，教師卻發現，學生喜歡看圖，但對圖中的知識常常一知半解，甚至會有理解偏差。要避免這些情況，教師需要引導學生科學地分割生物圖，細致地剖析，挖掘出圖中所包含的內涵和外延，從而促進認知的綜合和深化。學生加工生物圖，從中獲取和掌握信息，最終運用知識解決實際問題的過程就是一個信息傳遞、接收、儲存、加工、輸出的過程?；谏飯D信息加工的學習方式強調學生自主看圖，并在教師的引導下從圖中提煉出信息。在實際教學中，為了突破教學重難點，教師會利用教材中的生物圖，或者補充一些生物圖，采用不同的教學活動組織方法，以達成相應的目的。

1 替換相似圖片，降低難度

如果教材中的圖片內容比較復雜，教師發現學生分析獲得圖片信息的難度較大時，就可以根據教授對象的發展水平，采用補充相關圖片，降低難度的方法，有步驟地提高所呈示的知識和經驗的結構化程度，組織好從簡單到復雜的有序累積過程。

例如，不少學生無法理解蘇教版必修1生物膜系統的分泌蛋白的運輸和釋放過程示意圖（圖1）。這主要因為這張圖囊泡比較多，學生第一眼看過去感覺細胞中的結構相對比較復雜，需要認出各部分結構，回憶前面學習的細胞器功能，然后結合文字說明，分析出這張圖中箭頭的意義，推測出這些膜結構之間功能上的聯系。并且很多學生因為實驗知識的缺乏和思維能力的限制，沒有仔細分析教材中這一部分文字內容，或者不清楚標記亮氨酸的作用，不能分析提煉出教材中實驗包含的信息，做不到圖文結合。

圖1 教材中的分泌蛋白的運輸和釋放過程示意圖

針對此情況，教師可以利用相似的圖2，該圖中囊泡數量少，箭頭的指向和路徑更加明確，學生比較容易看到“內質網→小囊泡→高爾基體→小囊泡→細胞膜”這樣的路徑。教師再提出問題，引導學生理解教材內容：什么是同位素示蹤法？亮氨酸進入細胞之后的去向是什么？實驗中標記先后出現在不同的結構上說明什么？最后，讓學生結合細胞器的功能，用文字和箭頭，構建對應的流程圖。

圖2 教師選取的替換圖

2 用一系列圖展現一個動態變化的過程

用一系列圖展現一個動態變化的過程是高中生物學教學中比較常用的方法。高中生物學知識包含很多生理過程，信息集中在一張圖上時，學生不容易抓住關鍵。教師若能將一張圖分成幾張對比圖，學生通過觀察和比較，能很快地找到幾幅圖的區別和聯系，抓住關鍵信息。

例如，教師可以通過引導學生比較3幅圖（圖3）中放射性在不同細胞結構上出現的先后順序，引導學生歸納出對應的流程：內質網→高爾基體→囊泡→細胞膜。再引導學生觀察圖中內質網和高爾基體的膜結構之間沒有直接相連，推測出二者之間也由囊泡間接聯系，并完善流程圖。接著，學生回顧細胞器的知識，將核糖體、內質網、高爾基體等細胞器在蛋白質合成和分泌方面的功能進行梳理、構建流程圖，并將這兩個流程圖整合在一起形成如圖4所示的流程圖，以挖掘生物圖中圖文信息的內涵和外延，從而理解生物膜系統在分泌蛋白的合成和分泌過程中所起的重要作用，在原有知識的結構基礎上完成新信息整合。

圖3 放射性在細胞結構上出現示意圖

圖4 細胞器在蛋白質合成和分泌方面發揮的作用

3 創設情境，舉一反三

新課程要求學生要能夠運用所學知識來解決實際問題，因此，教師可以從不同角度考查學生對知識的掌握情況。

例如，考查生物膜系統知識的常見題：實驗中用35S標記一定量的氨基酸，來培養某哺乳動物的乳腺細胞，測得與合成和分泌乳蛋白相關的一些細胞器上放射性強度的變化曲線如圖5甲所示，以及在此過程中有關的生物膜面積的變化曲線如圖5乙所示。圖中曲線所指代的細胞結構相同的是 （ ）

圖5 合成和分泌蛋白質過程的曲線

A.c和f B.c和d C.a和e D.a和d

題目中的兩張圖和平時教學時書本上的圖片以及前兩個例子中的圖片差異很大，但是幾張圖中只是從不同的角度呈現了相同的內容，問題實質都是一樣的。相比之下，題目中的兩張圖分析起來難度更大一些，需要學生已經基本掌握教材中的知識，并將其進行內化。題目中的甲圖和乙圖看起來差異也比較大，但是變化的原因其實是一樣的，考查角度不同。在前面信息圖學習的基礎上，教師根據學生理解和分析這兩張圖的情況，就可以檢驗學生對生物膜系統在分泌蛋白合成分泌過程中所起作用這個知識點的掌握情況，強化學生對生物膜系統知識的理解和應用。

4 引導學生自主進行知識的同化

當教材知識點不復雜，為了讓學生能自主概括出相關內容，避免枯燥地照本宣科，體現教學的連貫性和知識的遷移，引發學生發散思維，利于學生更深刻的理解知識的時候，教師常常也會用一些生物圖。例如，在學習生物膜系統的概念的時候，教材上明確了生物膜系統的組成，學生也很容易接受細胞中所有的膜結構共同組成生物膜系統。但是，在生物膜系統相關知識的考查中，教師發現學生對這個概念并沒有仔細思考過，認知層面比較淺。這時，教師可以利用學生已經學過的細胞結構的相關知識，引導學生比較常見的真核細胞亞顯微結構模式圖，歸納出細胞中的膜結構，得出生物膜系統的組成；再通過讓學生識別給定的圖，指出哪些膜結構是直接連在一起的，結合已經學過的細胞器的功能，推測生物膜相連的作用。接著，教師可以設問：很多膜結構沒有直接相連，那么它們之間是不是沒有功能上的聯系呢？學生閱讀書本上的實驗，結合原有的知識來得出結論，概括出生物膜系統的概念，理解生物膜系統不僅是在結構上有聯系，在功能上也有聯系，從而利于形成結構和功能觀。最后，教師還可以通過一個問題“原核細胞有沒有生物膜系統？”來加深學生對生物膜概念的認知。