插图在高中生物学教学中的应用建议

张杏娟

(广东省深圳市福田区红岭中学高中部 518049)

张海银

(广东省深圳市坪山新区教科研中心 518118)

插图在高中生物学教学中起着重要作用。教学中配上条理清晰的图，能帮助学生掌握细节的同时构建知识网络，降低学习难度，以此提高学习效率。充分利用教材中的插图能帮助学生理解概念、解决问题，培养理论联系实践的能力[1]。

1 理解不同类型插图的教学功能，是提升教学效率的基础

插图的种类多种多样，不同类型的插图所承载的教学功能不同。高中生物学教材中的插图按功能可分为结构生理概念插图(结构图、形态图、生理过程流程图、生态模式图、遗传图谱、概念图)、图表数据曲线插图(图形数据、表格数据、坐标曲线)、实验探究插图(实验仪器图、操作示意图、探究过程流程图)、生物技术发展插图(生物学史、生物学家肖像、研究过程图)、生产生活实践插图(生活场景、生态环境景观图、工作原理图、宣传图、生物学相关职业照片)共五类[2]。其中概念类插图可将抽象、微观的事物具体化、形象化；图表数据曲线类插图可将信息隐藏，让学生挖掘有效信息、分析并找出规律；实验类插图可将文字转化为图像，使得实验操作步骤一目了然；生物技术发展类插图可还原历史，培养学生严谨、坚持不懈的科学观；生产生活实践类插图可将理论知识联系切身实际。

合理运用不同类型的插图利于提高教学实效。例如，在学习纤维素相关内容时，选择结构图与形态图相结合(图1[3])，能让学生更形象、系统地了解纤维素从宏观分布到其微观分子结构式的知识。还可将其与同样属于多糖类的直链淀粉和支链淀粉的结构(图2[3])相比较，认识到纤维素分子是通过连续并行的分子间的羟基形成的氢键而产生紧密的微纤维。

2 调整插图的应用顺序，是达成教学目标的途径之一

插图的使用顺序应依据不同的教学目的，结合教学内容，适时的安排。导入部分可借用章节图来预测本章节将要学习的内容。用插图(如漫画)来引出将要学习的某节知识点，以激发学生的学习兴趣。突破重难点是建立在深入理解核心概念的基础之上。教学过程中结合详细的细节图，让学生识图、分析图中所蕴含的信息，这样有助于训练学生获取信息的能力，并在理解分析中把握细节。同时，利用流程图了解生物结构与结构之间的联系与作用，帮助学生围绕核心概念建立起整体性的框架。

图1 纤维的组成

图2 淀粉的分子组成示意图

例如，在“基因的表达”一章中，学生在各节中已经掌握了基本的转录与翻译知识后，可借助插图(图3[4])，提出问题：“总结真核细胞转录和翻译的主要步骤，哪些步骤在原核生物中不发生？”让学生表述基因指导蛋白质合成的整个过程。就初学的学生难以独立用图进行准确表述的时候，可适时展示基因表达的各个阶段以降低难度，修正学生可能存在的错误观点。例如，图3中，A：一个特定结构的DNA有启动子序列，作为一个mRNA前体的模板；B:在转录mRNA前体时酶促添加一个5′端帽子和多聚腺苷酸尾巴，并剪切拼接移除内含子序列……F：完成合成的多肽链释放，核糖体大小亚基分开。此外，将真核生物与原核生物相关内容进行比较，找出两者的异同点。

插图还可运用在整堂课的最后总结复习部分，重温知识时可再现教材中的相关插图，但建议覆盖已有文字仅有箭头标示，或重新选择涵盖相同知识点不含中文字的国外插图资源，避免学生纯机械性地记忆知识，达到真正检测学生是否理解概念的目的。

图3 真核细胞转录和翻译的主要步骤

图4 光反应过程的图解

3 运用插图补充教学内容，是培养学生思维与能力的重要方法

课堂上补充其他插图能丰富教材的内容，帮助学生理解完整的知识过程，更好掌握核心概念。例如，光合作用是高中阶段重难点，是培养学生理性思维的良好材料。学生在该部分学习时，提出如下问题：叶绿体是怎样将光能转变为活跃的化学能ATP的？叶绿体捕获光能与水的裂解是同时进行的吗？为什么光合作用反应式不同于化学方程式，反应前后用箭头表示而不用等号？针对这类问题如果一句带过，加上相关知识抽象，学生不理解其中的深意，只能机械记忆。为了培养学生理性思维，通过观察插图(图4[3])，再逐步分析光合作用各个环节，最后概括光合作用的概念。深层次地理解光合作用机理，有助于学生建立有关光合作用核心概念的知识网络。在此基础上，对于解决光合作用的影响因素、物质与能量的转化方式等难点都迎刃而解。此外，补充较为详细的插图，能避免简化图所造成的误区。如图4能帮助学生理解在叶绿体中经过一系列反应产生的H+，造成类囊体薄膜两侧有质子梯度，H+推动ATP酶合成ATP。捕获光能与分解水是不同的阶段，并非光能直接裂解了水分子，光能也不是仅参与水的光解过程。光合作用反应是经过一系列的化学反应，需要叶绿体结构和光能的参与，这不同于化学反应一步到位，借此减少其反应式的书写错误。

图5 合成一个“纸质酶”的活动步骤

此外，插图能培养学生的动手操作能力，提高学习兴趣。流程图形象地将每个实验步骤串联起来，便于操作者较快地掌握整个实验过程。可进行实验拓展，让学生通过实验直观体验、深度理解知识，满足不同层次学生的需求。例如，在学习蛋白质肽链发生盘曲折叠对功能的影响时，通过一个简单的小活动即可帮助学生理解：利用彩色回形针和5 cm × 21.5 cm的纸张，制作一个“纸质酶”。按照图5[3]所示的步骤完成，注意回形针应夹上两层纸。如图5中步骤d所示，迅速将两个标签分开以示激活酶。活动中，还可进一步拓展解释“纸质酶”的作用原理与真正的酶催化缩合反应的相似处。设计一个不同的酶模型(如模拟酶催化水解的过程)，以提高学习知识的应用与设计能力。

倘若将插图与文字的结合，在优选的插图中依据教学目的匹配合适的思考题，学生带着问题识图、深度挖掘图表背后隐含的内容，是培养学生理性思维，提高分析推理能力的又一策略。