例談高中生物學(xué)教材插圖的再度開發(fā)

鄭世輝（安徽省績溪中學(xué)安徽宣城 245300）

例談高中生物學(xué)教材插圖的再度開發(fā)

鄭世輝（安徽省績溪中學(xué)安徽宣城 245300）

以人教版教材必修模塊為例，淺談對教材插圖的再次開發(fā)。

教材插圖 再次開發(fā) 遷移教學(xué)

文件編號：1003－7586（2017）01－0070－03

插圖是生物學(xué)的第二語言，也是生物學(xué)教材的重要組成部分。烏申斯基曾經(jīng)說過：“把畫片帶進(jìn)教室，就是啞吧也會說話了”?，F(xiàn)行新人教版高中生物新課標(biāo)必修教材中，共引入模式圖、分子結(jié)構(gòu)、人物等插圖572幅，幾乎涵蓋了所有的知識點(diǎn)，既增強(qiáng)了教材的可讀性，也體現(xiàn)了插圖所具有的直觀、趣味、導(dǎo)向、支持的功能。

教材插圖的再度開發(fā)，是指教師在實(shí)施課堂教學(xué)的過程中，依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)，對插圖內(nèi)容進(jìn)行適度增刪、調(diào)整和加工，使之更好地適應(yīng)具體的教學(xué)情景和學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，順利實(shí)現(xiàn)從“教材”向“學(xué)材”的轉(zhuǎn)變。下面以人教版高中生物學(xué)必修教材的若干模式圖為例，淺談對教材插圖的再次開發(fā)和遷移性教學(xué)。

1 細(xì)化標(biāo)注，重構(gòu)插圖，遷移延伸

教材插圖的標(biāo)注具有簡潔性、直觀性強(qiáng)的特點(diǎn)，能讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)明白插圖的含義，但學(xué)生有時(shí)會忽略個(gè)別標(biāo)注的更深層含義，甚至?xí)a(chǎn)生誤解。教學(xué)中，教師需要善于發(fā)現(xiàn)此類問題，并及時(shí)更正細(xì)化。

例如人教版必修3教材中“植物激素調(diào)節(jié)”中的圖3-2詹森實(shí)驗(yàn)示意圖“厚薄程度不同”的“瓊脂塊”的，“物質(zhì)”擴(kuò)散的時(shí)間就不同，最終結(jié)果就不同，需要引起學(xué)生足夠的關(guān)注。教學(xué)中，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考：

①瓊脂薄塊的作用是什么？

②如果尖端確實(shí)產(chǎn)生了物質(zhì)，這種物質(zhì)在瓊脂薄塊中是均勻分布還是不均勻分布？

③如果用瓊脂厚塊代替瓊脂薄塊（重力忽略不計(jì)），會出現(xiàn)相同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嗎？

通過思考一系列的問題串，學(xué)生會加深對“激素在瓊脂塊中的分布會因擴(kuò)散而分布均勻”，正確認(rèn)識到使用“厚塊”后會因“擴(kuò)散時(shí)間延長導(dǎo)致物質(zhì)的均勻分布”從而出現(xiàn)“直立生長”的現(xiàn)象，為日后瓊脂塊在激素類實(shí)驗(yàn)探究中所扮演的真實(shí)角色提供很好的遷移應(yīng)用平臺。

2 合理調(diào)整圖圖順序、圖文內(nèi)容，完善知識認(rèn)知體系

人教版教材在編寫中對于抽象、理論性強(qiáng)的知識體系，往往通過采用多幅插圖的方式，以增加學(xué)生的感性認(rèn)識，從而促進(jìn)師生對生物新知的駕馭和學(xué)習(xí)過程。大量研究表明，將多幅圖文的教學(xué)安排在同一頁面的適當(dāng)位置，往往能促進(jìn)學(xué)生更好地形成知識體系。

圖1 詹森實(shí)驗(yàn)示意圖

例如必修3教材中“神經(jīng)調(diào)節(jié)”內(nèi)容，從學(xué)生認(rèn)知角度來說，“快、電傳導(dǎo)、有專門的路徑”等是學(xué)生對神經(jīng)調(diào)節(jié)的初步認(rèn)識，而對于主干知識點(diǎn)“膜在不同情況下對離子通透性不同、局部電流、神經(jīng)沖動的產(chǎn)生與傳導(dǎo)”等重要概念卻因太抽象而理解困難。從教材提供的組圖示例位置來說，存在認(rèn)知跨度大、擺放位置不適合我們學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律的短板。所以教學(xué)中，教師需要對圖圖順序、圖文互動等環(huán)節(jié)，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知進(jìn)行合理調(diào)整。

教師可將必修1教材中的插圖引入到該內(nèi)容的講解中來，以設(shè)置問題串的方式，層層遞進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生思考：①靜息態(tài)的細(xì)胞內(nèi)外Na+、K+、Cl-濃度大小及差異程度如何？②這種現(xiàn)象的產(chǎn)生主要與細(xì)胞膜對何種離子的通透性高有關(guān)系？③為什么靜息電位的狀態(tài)是外正內(nèi)負(fù)？④有效刺激后，細(xì)胞膜通透性發(fā)生了何種改變？此時(shí)的膜內(nèi)外狀態(tài)如何？⑤和鄰近部位的電位狀態(tài)是否相同？

這樣逐步引入“局部電流的產(chǎn)生與神經(jīng)沖動傳導(dǎo)”這一重要概念的教學(xué)內(nèi)容，通過圖2-1電位差的實(shí)驗(yàn)示意圖（圖2）的重新布局，將理論分析與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合在一起，構(gòu)建出一個(gè)完整的知識鏈體系，從而明確“有效刺激后，神經(jīng)纖維產(chǎn)生了電位變化，從而使指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)”。并通過“改變有效刺激位點(diǎn)或接線柱接線位置”的模型，完善學(xué)生對“神經(jīng)沖動在神經(jīng)纖維上的雙向傳導(dǎo)”重要概念的學(xué)習(xí)遷移過程。

圖2 神經(jīng)活動傳導(dǎo)產(chǎn)生的機(jī)理

3 化靜為動，提升真實(shí)感，提升知識理解和應(yīng)用能力

插圖無疑是靜態(tài)的，是對概念的一種簡化再現(xiàn)與連貫。對于某些生化反應(yīng)過程類的模型圖，教材常以箭頭的形式，嘗試向?qū)W生展現(xiàn)一系列反應(yīng)的流程。但對于缺乏良好想象力的學(xué)生來說，巧妙誘導(dǎo)更顯得尤為重要。教學(xué)中，如果教師能借助動態(tài)演示的方式對這類插圖再度加工，融入動態(tài)效果，化靜為動，必然能起到拋磚引玉、事半功倍的效果。

例如必修1教材“光合作用過程”圖5-15至少包含2個(gè)相互關(guān)聯(lián)的“循環(huán)過程”，即ATP與ADP、卡爾文循環(huán)，它們分別與光反應(yīng)、暗反應(yīng)直接聯(lián)系。教學(xué)中，為了很好突破“光反應(yīng)與暗反應(yīng)間存在著相互依賴的關(guān)系以及光照強(qiáng)度等因素的瞬間改變對各種物質(zhì)含量會產(chǎn)生影響”這些教學(xué)難點(diǎn)，教師可先引入學(xué)生熟悉的傳送帶的傳送視頻，借助模擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)形式，引導(dǎo)學(xué)生思考：

①輪1、2都需要安裝電動機(jī)，才能使整個(gè)傳送帶工作嗎？

②物質(zhì)的正常傳送與兩個(gè)輪盤的轉(zhuǎn)動速度有沒有關(guān)系？

③如果輪1、2的轉(zhuǎn)速分別瞬間突然下降或加速，那么繃緊或松弛分別是那些帶？此時(shí)傳送效果還會像原先那么流暢嗎？（注：輪1的轉(zhuǎn)動會帶動輪2的運(yùn)行，兩輪的運(yùn)轉(zhuǎn)是彼此協(xié)調(diào)的，若輪1突然加速，瞬間會導(dǎo)致帶1松弛，而帶2繃緊）

④如果把輪1、2模擬成光反應(yīng)、暗反應(yīng)，傳送效果模擬成光合作用。你能說說其中的關(guān)聯(lián)性嗎？

⑤如果把帶1、2的繃緊程度想象成相關(guān)物質(zhì)的含量，那么該如何理解發(fā)生變化的含義？（引導(dǎo)學(xué)生從來源、去向角度，分析物質(zhì)含量的變化）

在學(xué)生理解“來源去向”的基礎(chǔ)上，將圖5-15動態(tài)出4個(gè)“輪子”并與“傳送圖”放至同一界面（圖3），進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考：如果光照突然停止，細(xì)胞中ATP、NADPH、C5等物質(zhì)的含量會發(fā)生怎樣的變化？這種動態(tài)模擬循環(huán)路徑的教學(xué)能使學(xué)生將多環(huán)節(jié)的光合作用過程化繁為簡，從關(guān)聯(lián)性、來源去向角度理性分析各種外界因素變化對光合作用影響的長短期效應(yīng)。

圖3 光反應(yīng)，暗反應(yīng)過程模擬

4 運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)資源，開發(fā)、優(yōu)化新插圖

教材插圖的使用具有普遍適用性。但由于生物科學(xué)發(fā)展的時(shí)代性導(dǎo)致教材插圖不能滿足現(xiàn)代教學(xué)的需求，這就需要教師在網(wǎng)絡(luò)上搜集所需的插圖并適當(dāng)修改處理，運(yùn)用于課堂教學(xué)。

例如必修3教材中“高級中樞對低級中樞的控制”，教材旨在通過“資料分析”等純文本的形式，討論“不同神經(jīng)中樞對排尿反射的控制”過程，說明各級中樞也存在分級調(diào)節(jié)的機(jī)制。學(xué)生結(jié)合自身生活實(shí)踐能初步了解：截癱病人為什么會出現(xiàn)尿失禁現(xiàn)象？小孩為什么容易出現(xiàn)尿床現(xiàn)象？……但在涉及到“課后習(xí)題”中提到的“如果支配左腿的傳入神經(jīng)及中樞完整，而傳出神經(jīng)受損，那么左腿能運(yùn)動？有感覺？…”之類問題時(shí)，學(xué)生普遍覺得難度加大。教學(xué)中，如果教師能結(jié)合“神經(jīng)系統(tǒng)的分級調(diào)節(jié)”內(nèi)容，引用網(wǎng)絡(luò)插圖——高級神經(jīng)中樞對排尿反射的分級調(diào)節(jié)模式圖（圖4），引導(dǎo)學(xué)生思考：

①圖中哪些是低級、高級中樞？它們之間有聯(lián)系嗎？

②完整的反射弧包括哪些結(jié)構(gòu)？感覺是在哪里產(chǎn)生的？感覺的產(chǎn)生過程屬于反射嗎？

③結(jié)合你自己的生活經(jīng)歷，說說有些場合有尿意但不能排尿的原因是什么？排尿過程中相關(guān)肌肉各處于什么狀態(tài)？它們和神經(jīng)末梢釋放的遞質(zhì)有沒有關(guān)系？

④如果切斷不同部位的神經(jīng)纖維，則由此產(chǎn)生的反應(yīng)過程將會是怎樣的？為什么截癱病人沒有尿意？

……

通過一系列問題的引導(dǎo)交流，結(jié)合簡明扼要的插圖，不僅能豐富教材知識內(nèi)容，還有助于學(xué)生構(gòu)建比較完整的知識體系，有利于促進(jìn)學(xué)生對系統(tǒng)學(xué)習(xí)法的認(rèn)識和掌握。

再如必修1教材中細(xì)胞核結(jié)構(gòu)模式圖（圖5），教材通過對“細(xì)胞核”的插圖描述，不僅很好地回避了學(xué)生對細(xì)胞核的某些錯(cuò)誤地認(rèn)識，使學(xué)生理解并掌握“細(xì)胞核是代謝與遺傳的控制中心”這一重要的生物學(xué)概念，同時(shí)通過對“核孔”的介紹，達(dá)成“細(xì)胞是一個(gè)完整的基本生命單位，各結(jié)構(gòu)在功能上分工協(xié)作，密切配合”的模塊教學(xué)目標(biāo)。但鑒于插圖本身的簡潔性和時(shí)代性，難免會在細(xì)節(jié)上給教學(xué)帶來一定的障礙，尤其是插圖中“空洞的核孔”的存在。教學(xué)過程中，如果教師能對插圖未涉及到的核孔中存在“核孔復(fù)合物”細(xì)節(jié)內(nèi)容加以優(yōu)化，必然能幫助學(xué)生糾正“核孔可以滿足大分子物質(zhì)自由進(jìn)出”的錯(cuò)誤認(rèn)識，還能進(jìn)一步幫助學(xué)生理解“物質(zhì)的選擇透過性與特殊蛋白質(zhì)間為什么存在結(jié)構(gòu)與功能的辯證統(tǒng)一關(guān)系？”這一重要的核心概念。

圖4 高級中樞對排尿反射的分級調(diào)節(jié)模式圖

圖5 細(xì)胞核結(jié)構(gòu)模式圖

圖6 核孔復(fù)合物示意圖

綜上所述，由于學(xué)生的認(rèn)知水平、知識體系的復(fù)雜程度、生物學(xué)科的發(fā)展進(jìn)程等諸多因素的存在，需要教師圍繞具體的學(xué)情和知識體系展開對教材的再次開發(fā)，但是切不可脫離教材本身的知識體系或超越學(xué)生的認(rèn)知水平。這樣，教師不僅可以提高自己駕馭課堂的能力，而且還能把教材當(dāng)成活生生的案例、情景呈現(xiàn)給學(xué)生。

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