高一学生生物图文转化能力提升的有效教学策略研究

郑佩琼

摘要：《普通高中生物课程标准》倡导探究式学习方式，关注生物模型建构，强调生物绘图能力及用准确的图表介绍生物学研究方法和结果。基于《标准》要求，在实施普通高中生物课程中，生物图的认知、图文转换、从生物图中准确获取生物学信息的能力，是课堂教学目标达成的落脚点，也是高中学生生物学素养培养的基本要求。笔者针对高一学生对生物图、生物结构模型识别、辨析难，由直观的物理模型到抽象的数学模型迁移应用更难的问题，在有效教学策略方面进行积极探索，对人教版高中生物必修一、必修二教材中和练习中常见的生物插图、图片、图像、图形、图表进行了归类总结，并进行拓展提升，特别是对体现动态变化规律的坐标曲线图指出了解答思路、方法、步骤，对高一学生解答该类信息题有较好的指导作用。笔者认为，以课堂教学为平台，有效教学策略为依托，长期有意渗透，学生在图形、图表的信息表达方面将有较大优势。且纵观近几年的高考试题，与生物图形有关的试题考查的新颖度、难度和区分度在一定程度上有强化深化。高一学生生物图文转化能力提升的有效教学策略研究，可以提升生物学科图形素养，也可为高三高考生物图形应试能力打下扎实的基础。

关键词：生物图文转化；能力提升；有效教学策略；物理模型；数学模型

中图分类号：G633.91 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2016）05-0232-02

1.问题研究的背景和意义

1.1问题的提出：2009年普通高等学校招生全国统一考试福建省高考理科综合卷生物学科部分的选择题第五题：某研究小组探究避光条件下生长素浓度对燕麦胚芽鞘生长的影响。胚芽鞘去顶静置一段时间后，将含有不同浓度生长素的琼脂块分别放置在不同的去顶胚芽鞘一侧，一段时间后测量并记录弯曲度（α）。左下图为实验示意图。右下图曲线中能正确表示实验结果的是

A. a B. b C. c D. d

当年这个题目得到很多高中生物教师的认可，认为是这份卷子的亮点之一。它考查生长素浓度对植物生长的影响，这是高中生物学科的教学重点也是高考复习重点，早巳广为学生所熟悉。在平时的训练中通常利用胚芽鞘的弯曲方向来判断生长素的影响，但是本次命题利用学生常见的生长图像，以曲线图的形式别出心裁地要求用弯曲角度来分析实验结果，这种逆向考查方式在平时练习中是较少见的，新而不怪，只是在图文转换方面有较高层次的要求。这是典型的立足学科基础知识和基本技能，在学生承受能力范围内考查学生思维的敏捷性和发散性，以及运用逆向思维去分析问题的能力。其核心是考查学生的图文转换能力。在2009年暑假厦门市生物学科培训中，新高一生物教师对这个题目的难度预测值是0.37，而据参加高考改卷教师提供的数据，根据全省高考考生的答题情况，此题难度仅0.24。说明考生此题完成效果并不理想。而从近几年高考考查的情况来看，生物图文的转换是综合能力考核的主旋律。

这些都是宝贵的教学资源。而在教学中发现教师和学生往往忽略对这些资源的研究和学习，精美的插图仅仅是吸引了他们的眼球，专业性较强的老师也不愿意去花时间研究，学生也只懂得欣赏其精美之处，而无法读懂其内涵。如何通过资源的整合和挖掘、分析，激发学生的兴趣，培养学生综合能力是值得研究的一个课题。

1.2问题研究的意义。纵观近几年的高考试题，试题的新颖度、难度和区分度在一定程度上都借助生物图形的转换，创新。而对于初始学习阶段的学生而言，生物图的识别、辨析是很难的难点。"冰冻三尺，非一日之寒"，学生生物图认知能力的提升，要从初始学习阶段高一年开始，从点点滴滴做起，打好坚实的基础。笔者认为，以课堂教学为平台，以有效教学策略为依托，长期有意渗透，学生在图形、图表的信息表达方面将有较大优势，也能为学生将来的高考这方面的能力打下良好的基础。学生在生物图学习能力方面的提升，既能培养其生物学科核心素养，又有利于其高考成绩的提高。

布鲁纳的建构主义理论中，特别强调教育过程中直觉思维的价值，强调学生从具体到抽象的认知规律。在教学过程中，要最大限度地调动学生的积极性，使他们主动地动口、动手、动眼、动耳、动脑，去做、去实际操作、体验和表现，实现学生学习活动方式的自主、参与和合作。生物学科中生物图形，是学科知识直观具体的呈现形式，是对抽象概念的直观诠释。笔者在实施生物图形教学中，试图借助生物图形有效教学策略（如生物插图、图片、图像、图形、图表等教学策略），一方面通过课堂教学这一途径开展优化生物图教学的研究，另一方面设计图式校本作业，鼓励学生活学活用"图形策略"，提高学生对生物知识的认知水平，激发其学习兴趣，促进有意义的生物学习。一言以蔽之，本教学策略旨在通过图形策略学习，将师生的注意力从习惯的教，转移到感性引导下的自主学习，转移到学生学习方式变革的主题上，重新调动师生的积极性，实现高中生物教与学的优化。

1.3本问题的理论依据。生命科学虽然是一门以实验为基础的学科，高中生物学科中有大量的概括性很高的抽象的理论知识，都是一些高度概括的自然规律。这些知识靠死记硬背是很难记住的，更不要说理解应用了。而且随着近几年来国际国内生命科学的快速发展，高中生物又添加了很多的新内容，特别是分子生物学方面以及生物工程方面。这部分内容都是高科技的知识，摸不着看不到，与日常生活相去甚远，因此很难理解掌握，构成了高中生物学习的难点。如何应用"生物图"这一教学平台，化抽象为形象，能帮助学生化难为易，也有利于概念的理解和知识的迁移应用。

普通高中新课程标准的基本理念就是一切为了每一个学生的发展。实施素质教育其目的就是发展每一个学生的智能优势，挖掘每一个学生的智力潜能，满足每一个学生的学习需求，促进每一个学生的发展。而这些正是加德纳所提出的多元智能理论。本问题的理论基础之一就是将这一理论与高中生物图教学结合起来，重在探讨如何借高中生物课堂教学的平台，在识图读图用图的过程中，开发和发展学生多元智能，反之，学生也可以运用这几大智能为学习服务，学习的同时促进这几大智能的发展，使自己成为一个多种智能同时发展的人。

"以问题引导学习学生生物图。"按照建构主义学习理论，学习者要想完成对所学知识的意义建构，即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间联系的深刻理解，最好的办法是让学习者到现实世界的某个真实情景中去感受、去体验（即通过获取直接经验来学习），以活生生的问题来激活学习者原有的知识结构，并在更高的层次上建构新的知识结构，而不是仅仅聆听别人（比如教师）关于这种经验、这种理论的介绍和讲解。

生物学中的物理模型、数学模型呈现后，赋予一个有价值、有意义的问题，这看上去就像一个铁锚、一块磁石，它能吸引学习者的全部目光、全部身心，牢牢地将学习者"困"在那里，因而可以极大地调动起学习者个体思维的活跃性、独立性和创造性。

感性的学习道具，能让学习者获得丰富的情感体验，他们的个性品质会得到锻炼，主体性逐步形成和发展。在课堂教学中，应用有效教学策略，实现全面提升高一学生对于生物图文的转化能力的目标。

2.生物图文转化能力提升的有效教学策略

2.1本研究涉及的核心概念

2.1.1图文转化能力：图示信息转换为文字信息的能力。这里的"图"包含生物结构图、生物曲线图，属生物学科中的数学模型和物理模型的识别和建构，模型生物学含义的解读。其中，物理模型，就是以实物或图片形式直观表达认识对象的特征。如：DNA双螺旋结构模型，细胞膜的流动镶嵌模型。而数学模型，是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。如：酶活性受温度（PH值）影响示意图，不同细胞的细胞周期持续时间等。

2.1.2教学策略是为实现某一教学目标而制定的、付诸于教学过程实施的整体方案，它包括合理组织教学过程，选择具体的教学方法和材料，制定教师与学生所遵守的教学行为程序。

2.1.3有效教学策略指的是所用教学方法要促进学生基础知识和基本能力的提高，促进学生思考问题、解决问题能力的提高，同时也要促进学生情感、态度和价值观的发展。本课题所应用的教学策略，是在新课程理念的正确指导下，科学、有效地进行课堂教学改革，使生物图的教学过程，真正成为教师与学生之间有机的互动过程，真正成为教师引导学生进行有效学习活动的过程，真正成为师生共同发展的过程。

2.2本研究的有校教学策略——整合生物图形教学资源，优化生物图形呈现形式，应用有效的教学策略，引导学生学习和认知。笔者以课堂教学为主要平台，对教材中所涵概的生物图形的教学内容，在教学中应用有效的教学策略和学生学习效果评价体系，研发与生物图形学习内容有关的校本作业（本课题研究的重点任务），引导学生进行生物图形识别（包含生物结构图、曲线图的识别）、说图（图文转换，就是能把图示信息转换为文字信息，能说出生物图中所蕴含的生物学概念、生物学含义）、画图（属最高层次的内容，能自主建构图形并画出生物图）。引导学生在认知直观生物图形和模型的基础上，学生能辨析复杂抽象的数学模型，实现图示信息转换为文字信息，并能用生物学知识来解决生物图形中涉及的问题。而通过画图，尤其是曲线图，学生的识图能力得到进一步提升。通过识图、说图、画图，学生的生物科学素养也逐步得到了提高。

2.3拓展对生物图形有效教学策略的理解。 生物学科具有直观性、动态的特点。人教版普通高中新课标教材中运用了大量的插图，有结构图、生理功能图、关系图、发育图、进化图、生态图、研究过程图、现象图、概念图、表格图等等，练习中也多次出现图表及体现动态变化规律的坐标曲线。这些众多的生物学图，既有形象直观的一面，又具有概括、浓缩知识的一面，它既能直观地反映生物的形态、结构和生命的过程，又能高度地概括生物各项生理活动之间的相同点、区别和联系。而图形、图表是表述、概括、拓展、深化生物学知识的重要形式，在信息表达方面有较大优势。这些图形使深奥的道理形象化，抽象的概念具体化，枯燥的知识趣味化，繁冗的文字叙述条理化。教师若能正确运用图形进行有效教学，那将可以更好地培养学生获取、抽象、归纳信息并进行推理的能力。这也是新课程标准对学生能力提出的新要求。生物图形策略有助于师生在教学活动中提高教学质量，我国目前若干论文多停留在对个别图式策略的教学研究，较缺乏严格的研究方法和证据支撑，或理论研究不够系统。本课题研究将对这方面的高中生物图教学策略作些梳理、总结，阐释生物图教学策略的定义、不同策略的特征及其教学实践应用等，同时还将尝试从教学原则、教学目标、教学过程、教学反馈与评价设计等方面概括一套以高中生物图教学策略，优化高中生物课堂教学的理论指导。图形教学的有效策略可以从识图、析图、绘图三方面入手。

2.4图形策略启发"思维"，提升生物课堂的有效性。本研究以学生发展为本，在教学中结合思维图式，启发、鼓励学生开拓思维，利用生物科学语言进行观察、描述、提问、质疑、比较、分类，以生物图形为平台，将知识串点成线，织线成网，组织已有知识结构，进而促进学生头脑中新知识图式的形成或发展，培养学生思维的整体性和敏捷性，提升生物课堂的有效性。

2.5依托"图形策略"建构知识，促成有意义的生物学习。作业是学生巩固学习的载体，是教师获得学生反馈的桥梁。因此，本研究将在优化教的基础上，对"传统的生物作业"进行新的尝试，尝试利用图式策略设计更具结构性、发展性、开放性等生物图形校本作业，让学生习得图式，自己学会应用思维图式，建构学习支架，促成有意义的生物学习。

2.6架构形象思维到抽象思维的桥梁，提升图式思维的层次。根据学生的认知规律，先掌握物理模型这类较具体形象的图式，然后引导学生掌握数学模型解读的要领，归纳出解决这类问题的规律，引领学生思维的升华及提升解题能力。

笔者借助行动研究，对自己教学活动进行反思，对学生学习成果进行评价，从中发现问题、解决问题，对自己教学经验进行总结提升，进而通过实践调整和优化教学策略，有效地进行课堂教学，向45分钟课堂要质量；确实做到因材施教，高效地进行课堂操练，有效地进行课后辅导；在教学中，教师善于应用激励性评价，充分调动学生的内在学习动机，真正做到教学相长。全面提升了高一学生对于生物图文的转化能力。

参考文献：

[1]何克抗《建构主义-革新传统教学的理论基础》

[2]加德纳《多元智能理论》