高中生物教材插图的有效运用策略

第1页共6页高中生物教材插图的有效运用策略新登中学覃世柱摘要：高中生物教材插图丰富，是与文字叙述并重的教材表述手段，是生物教材的第二语言，是课堂教学的好素材。对教材插图按教学功能和育人功能进行科学分类，并根据教学实践总结不同类型教学插图的有效运用策略，充分发挥插图的教学功能和育人功能；激发学生学习生物学的兴趣，培养学生的识图能力和综合分析能力，最终实现提高学生生物学素养的目的。关键词：高中生物教材插图科学分类运用策略普通高中课程标准实验教科书以其崭新的面貌出现在人们面前,使人耳目一新。图文并茂是各版本教科书共同的特点。各版本教科书不仅重视文字的表述,如语言生动活泼,通俗易懂,并具有启发性。而且还重视图画的作用，生物教材通过大量的插图，形象、生动、直观地说明了一些生物体结构、生命现象和生命活动规律。一幅插图贮存了和浓缩了大量的时空信息，图中所包括的知识内容远远超过了文字的叙述，它能形象、直观、生动、简明、概括地表达一些生物学知识。在生物课堂教学中，如能注重对教材插图的教法研究，充分发挥教材插图的教学功能和育人功能，不仅有利于学生理解和掌握许多较为抽象的生物学知识，更能有效地培养和提高学生的观察、识图能力，分析、综合能力和图文转换能力。这也是近年高考《考试大纲》的明确要求：“能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容。”生物课本中大量丰富多彩的插图是根据学生感觉和知觉的一般规律，在保证科学性、思想性和教育性的基础上，把许多似乎零散的生物知识加以必要的艺术加工绘制而成的，其内容具有很大的灵活性和创造性，是与文字叙述并重的教材表述手段，是生物教材的第二语言，是课堂教学的好素材。而由教材插图引申的图表题，则具有概括性强、知识容量大、隐含信息多、简单明了等许多特点，是表达、概括、拓展和深化生物学知识的重要形式，因此也就成了近几年的高考的热点。对于浙江科技出版社（以下简称浙科版）《普通高中生物实验教科书》书中的教材插图也较丰富，是与文字叙述并重的教材表述手段。本文以浙科版高中生物必修教材为对象，对教材插图按教学功能和育人功能进行科学分类，并根据教学实践总结不同类型教学插图的有效运用策略。1高中生物教材插图的科学分类根据《浙江省普通高中生物学科教学指导意见》的教学要求，对浙科版《普通高中生物实验教科书》必修1、2、3的教材插图分类统计，共175幅（已去掉书中不作要求的教学内容的有关插图）。再根据每幅教材插图所承载的教学功能和育人功能，可将这些教材插图分为六类，其具体类型和教学功能和育人功能见表1。第2页共6页表1浙科版《普通高中生物实验教科书》必修教材插图分类统计表类型组成必修1必修2必修3合计教学和育人功能形态结构图生物体的微观、宏观结构图、群落、生态结构图等20162056识别生物体的结构，为理解生理功能奠定基础生命活动图生理过程图、生命活动调节图等18152154掌握生物学的核心概念和生命活动过程及调节过程遗传图遗传图解、遗传图谱等014014掌握生物学的核心概念和理解遗传现象图表曲线图表格数据图、图形数据图、坐标曲线图等671427培养学生分析、处理图表数据的能力实验活动图实验材料、装置、过程和结果图等5409激发学习兴趣，培养实验和探究能力科学发展图生物学家肖像、成果图、生物学史图等66315培养学生的科学情感、态度和价值观2高中生物教材插图的有效运用策略2．1形态结构图的运用策略2．1．1引导观察法。在引导学生观察时，首先要明确观察的目的，可以用问题的形式让学生明确观察的目的，让学生带着问题去观察，才能保证观察的正确性和有效性，从而避免观察的盲目性。如学习植物细胞的亚显微结构时，可提出下列问题：①图中具有双层膜结构的细胞器有哪些？②图中具有单层膜结构的细胞器有哪些？③图中不具有膜结构的细胞器有哪些？其次要根据生物体形态结构特点，选择相应的识图顺序。如学习线粒体的结构时，可从外向内依次识别外膜、内膜、嵴和基质等结构。第3页共6页2．1．2指导转化法。生物体的立体结构图不容易绘图，也难以观察清楚和记忆落实，在学习过程中可转化为相应的平面结构模式图，既能使学生容易观察和记忆，又能培养学生的图形转换能力。如上述图1植物细胞的亚显微结构图可转化为图2，其中1叶绿体、2线粒体、3细胞核、4高尔基体、5细胞膜、6细胞壁、7细胞溶胶、8核糖体、9液泡、10内质网。还可让学生将教材中线粒体、高尔基体和叶绿体等的立体结构图转化为如图3所示平面结构模式图。2．2生命活动图的运用策略2．2．1理解再现法。教材中的生命活动过程图有些比较抽象难懂，如光合作用过程、有丝分裂和减数分裂过程、DNA的复制和基因的表达过程等。对于这些生命活动过程图首先要在教师的引导下分析、讨论，使学生理解生命活动的过程，再让学生画出相关生命活动过程图，并由学生相互评价，教师点拨指导，使学生加深对相关生命活动过程的理解。如学习光合作用时，教师可以边讲解边板画下图4，使学生理解光反应和碳反应的场所、条件、物质变化和能量变化及光反应与碳反应的关系。并对该图作适当修改，使光合作用过程更完善。再如学习有丝分裂过程时，教师可以边板画边与学生讨论每个时期的特点，使学生形成有丝分裂的动态变化过程；再让学生根据每个时期的特点，再现该时期简图，并由学生相互评价，教师点拨指导，加深对有丝分裂各时期特点的理解。2．2．2应用提升法。对生物学中的基本生命活动过程首先要通过图形的变式训练，加深学生对相关生命活动过程的理解，其次再联系生产生活实际，提高学生运用生物学知识解决实际问题的能力。如上图4可进行下列变式训练。图5是叶绿体的结构和功能示意图，请据图回答（在[]内填写相应的编号，在上填写适当内容的文字）。第4页共6页（1）光反应是在[]上进行的，这里分布着；碳反应是在[]。（2）光反应产生的[]和[]是碳反应必须的条件；光反应过程中光能转换为能。（3）图中⑦大部分被运至叶绿体外，并转变成，供植物体所有细胞利用。（4）在温室栽培中，长期阴雨天气时植物的光合作用会减弱，其原因主要是减弱，生成的⑤⑥会，使碳反应减慢。2．3遗传图的运用策略2．3．1规范例析法。遗传知识的学习，画出规范的遗传图解是基本要求之一，在实际教学中画遗传图解也是教学的难点之一，因此，教学中规范示例是解决上述问题的好办法。如学习杂交育种和单倍育种时，可选取下列实例讲解杂交育种和单倍育种的一般流程。实例：现有纯合的有芒抗病（AARR）水稻和纯合的无芒不抗病（aarr）水稻，已知有芒对无芒、抗病对不抗病为显性，且两对等位基因位于两对同源染色体上。请利用杂交育种和单倍体育种的方法分别培育出无芒抗病新品种。杂交育种的一般流程：遗传图解见图解1。①用纯合的有芒抗病水稻和纯合的无芒不抗病水稻杂交，得F1为有芒抗病（AaRr）；②让F1自交，得到F2有四种表现型；③从F2选出无芒抗病（aaRR或aaRr）植株，分别自交，其后代中不发生性状分离的无芒抗病类型为所需新品种（aaRR）。单倍体育种的一般流程：遗传图解见图解2。①用纯合的有芒抗病水稻和纯合的无芒不抗病水稻杂交，得F1为有芒抗病（AaRr）；②取F1植株的花药进行花药离体培养，得到单倍体幼苗；③用秋水仙素处理单倍体幼苗，得到纯合二倍体植株，从中选出无芒抗病（aaRR）新品种。第5页共6页2．3．2精练落实法。此类插图主要与孟德尔的分离定律和自由组合定律的推导及应用有关。要求掌握的知识点主要集中在以下几方面：一是显性或隐性性状的判定；二是常染色体或性染色体遗传的判定；三是亲代或子代表现型或基因型的推导；四是遗传病发生几率的分析及预测。根据要掌握的知识点，精选部分练习题，让学生在练中进一步理解遗传知识及遗传知识在生产实践中的运用，并掌握规范的遗传图解。2．4图表曲线图的运用策略2．4．1正确读图法。图表曲线图中最重要的是曲线图，对曲线图，首先要读懂横、纵坐标表达的生物学含义，理解其所反映的自变量与因变量之间的关系；其次是看懂曲线的变化趋势和特殊“点”的生物学含义；同时，还要注意图形旁边的注释，它对整个图形的理解有一定的提示作用。如图5光强度对光合速率的影响，横坐标代表光强度，纵坐标代表光合速率，该曲线表示在一定的范围内，随光强度（自变量）的增强，光合速率（因变量）逐渐增强，达到一定光强度后，光合速率不在增大。其中达到最大光合速率所需要的光强度称为光饱和点。对表格数据图，首先要使学生理清行、列的相关性，确定其自变量和因变量；其次比较表格中数据的大小，把握自变量随因变量变化的趋势与特点，学生就能做出正确分析。2．4．2综合分析法。先要求学生读懂横、纵坐标表达的生物学含义，并看懂每条曲线的环境条件，再根据相关问题进行综合分析。如分析图6中A和C点影响光合作用的主要因素分别是什么？若A点的光强度增大，光合速率随着增大，且在高温与低温条件下（或高二氧化碳浓度与低二氧化碳浓度条件下）A点时的光合速率相同，则A点影响光合作用的主要因素是光强度。若D点的光强度增大，光合速率不再增大，但当二氧化碳浓度由低变高时，光合速率增大，则D点影响光合作用的主要因素是二氧化碳浓度。2．5实验活动图的运用策略2．5．1实验预习法。在学生实验活动前，让学生利用教材插图和文字信息进行充分预习，能使实验活动顺利进行，并对实验方法、实验过程、实验结果和注意事项有更直接和深刻的理解。如制作并观察植物细胞有丝分裂的第6页共6页临时装片时，先让学生预习教材中洋葱根尖的细胞分裂照片（图7）和活动中的方法步骤，为活动中正确操作和找到有丝分裂各时期的细胞图像奠定基础。2．5．2变式训练法。在学生实验活动后，让学生针对相关实验的目的，改进实验方法，提升学生的实验设计能力，培养学生的创新意识。2．6科学发展图的运用策略生物学家肖像、成果图、生物学史图等是对学生渗透情感态度和价值观教育的最好载体之一，采用讨论法可使这类教材插图的育人功能最大化。如学习分离定律时，先通过观察孟德尔的工作图，并阅读孟德尔的生平简介，再组织学生讨论。学生在讨论中记住科学家的名字和形象，感动于他们孜孜不倦、严谨求实的科学精神。3高中生物教材插图的有效运用的思考3．1教师要高度重视插图的教学功能和育人功能在教学实践中必须高度重视插图教学功能和育人功能，树立插图教学与教学目标的统一原则，紧紧围绕教育目的、培养目标，研究插图在教材中的地位、作用和特点，挖掘插图的知识内涵和外延，寻求插图教学与其他教学手段的最优化组合，全面提高生物教学质量。3．2教师要准确把握教材插图的设置目的在教学实践中只有吃透教材，才能准确把握教材插图的设置目的。备课时对教材插图要仔细观察，认真分析，弄清插图的画面内容，把握住插图的真实含义，释清图意，才能找准插图有效运用的切入点和落脚点。教师备课时还需从学生的认知、观察、理解水平和能力的角度出发，依据一定的教学目标、要求，采取合理的教学方法、手段，使学生很好地完成对插图的观察、分析和应用过程。总之，教材插图的有效运用，不仅能加强生物教学的直观性，促进学生理解生物学知识，并掌握科学的学习方法，提高生物学知识记忆的准确性和持久性；同时还能激发学生学习生物学的兴趣，培养学生的识图能力和综合分析能力，最终实现提高学生生物学素养的目的。主要参考文献[1]蔡留忠，高中生物学教材插图的功能分类和使用策略，生物学教学2011，第1期[2]皮连生《教学设计——心理学的理论与设计》，高等教育出版社（2000年）