基于学生思维品质发展的科学插图教学策略——以泌尿系统插图为例

寿柏生

（浙江诸暨荣怀学校初中部 浙江诸暨 311813）

科学插图是指插在教材文字之间，辅以说明或补充文字内容，起到概括、强化、促进文本理解作用的图画。其既可激发学生学习科学的兴趣，也可把深刻、抽象的理性知识形象化、直观化、具体化。据初步统计，浙教版六册《科学》教材共有1 400多幅插图。研究表明，培养学生的思维品质是发展其智能的突破口。然而，在实际教学中，许多教师往往把插图功能局限在促进学生对知识的理解掌握上，很少基于学生思维品质的发展开展显性教育。教学实践表明，插图也可作为发展学生思维品质的一大重要资源。下面以初中科学泌尿系统的插图为例，作一实践与探索。

1 构建知识框架，发展学生敏捷性思维

知识框架是指以图形形式来描述知识的内在逻辑或层次结构，它由相关联的知识点构成，通过构建框架可使生物学知识结构化、系统化。敏捷性思维是指思维活动的速度，表现为一种正确而迅速的特征，反映了智力的敏锐程度。为了发展学生的敏捷性思维，教师可在限定时间内引导学生在阅读教材文本的基础上，结合插图，列出知识框架。

图1为肾单位的教材插图，教师可在限定时间内，让学生根据插图完成肾单位各结构组成知识框架的建构，如图2所示。然后用多媒体呈现，让学生体验到成功的喜悦。

图1 肾单位的教材插图

知识框架的构建既能帮助学生理清插图的层次、内涵和外延，也能促进学生迅速理解并获取科学插图的关键信息、核心知识，有效地发展了学生的敏捷性思维品质。

2 模拟尿液形成，发展学生灵活性思维

模拟实验是科学教学中常用的一种方法，一般是指在难以直接用研究对象做实验时，用模型来代替做实验的一种思维方法。思维灵活性是指思维活动的灵活程度，特点是思维过程灵活，善于综合分析，能从分析到综合，从综合到分析，灵活地作“综合性的分析”。尿液形成的模拟实验中，就要求学生灵活运用分析与综合两种思维方法。

图3为肾过滤过程的插图，其包含的肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用较为抽象，为此可做模拟实验处理。教师可用大小颜色不同的磁贴来表示血液的成分，把插图放大投影到磁性屏幕上。然后，请学生上台分析模拟哪些成分可以透过肾小球形成原尿，哪些成分可以被肾小管吸收；再通过综合思维，把肾小球的滤过和肾小管的重吸收作用综合起来，得出尿液的成分。

图3 肾过滤过程的教材插图

学生用磁贴模拟肾小球的滤过作用和肾小管重吸收作用，较好地渗透了模拟、分析、综合的思维方法，突破了尿液形成的教学难点。而且不同思维方法的结合运用也有助于发展学生灵活性的思维品质。

3 鼓励学生提问，发展学生批判性思维

批判性是思维活动中独立分析和批判的程度，是思维活动中善于严格估计思维材料和精细地检查思维过程的智力品质。教师在插图教学中，要引导学生用质疑的、批判性的眼光去分析和提出插图中存在的问题，同时也要积极鼓励学生提出自己的观点和解决问题的方案。

如在进行图1肾单位的插图教学中，有学生提出：为什么肾单位的结构中毛细血管两端连着的都是小动脉呢？原来学生已学过人体其他部位的毛细血管是一端连着动脉、一端连着静脉。为此，笔者没有直接告诉学生答案，而是以作业形式，要求学生课后搜索资料，下节课讨论交流。最终，学生通过讨论，得出结论是：由于血液通过入球小动脉进入肾小球，在流经肾小球过程中，由于肾小球具有滤过作用，除大分子的蛋白质和血细胞之外，其他小分子如水、无机盐、葡萄糖、尿液等物质被过滤到肾小囊腔内形成原尿，剩下的物质则通过出球小动脉流出。但在肾小球的滤过作用中，没有发生气体交换，故血液中红细胞运输的氧没有减少，故出球小动脉血液仍是动脉血。

在插图教学时，教师要善于调动学生积极思考，鼓励学生把自己心中的疑惑说出来，并且通过搜索资料、交流讨论等方式予以解决。这样既能培养学生获取信息、解决问题的能力，也有助于发展学生批判性思维。

4 分析化验数据，发展学生深刻性思维

深刻性是指思维活动的广度、深度和难度，表现为智力活动中深入思考问题，善于概括归类，逻辑抽象性强，善于透过现象抓住事物的本质和规律。在科学教学中，教师应加强与生活实际的联系，如利用与泌尿系统密切相关的化验单，把化验单分析与教材插图联系起来，则有助于发展学生深刻性思维品质。

表1是某医院提供的有关原尿和尿液化验数据的几个样本。请分析并回答有关问题。

表1 某医院提供的有关原尿和尿液化验的数据

在呈现并分析该数据的基础上，教师要求学生联系肾的过滤过程的插图，回答：样本A是什么？指出A在插图中哪个位置；样本B是什么？指出B在插图中哪个位置？样本C是否正常，为什么？指出是插图中什么部位出现了问题？

教师通过引导学生对化验数据的分析，揭示其本质原因，既践行了生活与科学相联系的理念，培养了学生分析问题的能力，也有助于发展学生深刻性的思维品质。

5 联系人工肾透析，发展学生创造性思维

创造性是指个体思维活动的创新精神或创造性特征。在实践中，除善于发现问题、思考问题外，更重要的是要创造性地解决问题。当肾功能衰竭时，体内的代谢废物无法及时排出，人就会中毒而导致死亡，该怎么解决呢？人工肾就是一种创造性解决该问题的机器。

图4是人工肾透析过程插图。利用此插图，教师使学生明确：装置中的管子相当于血管，当病人的血液通过管子时，其中的废物就会通过透析膜进入到膜外的透析液中。此过程与原尿形成过程中的肾小球滤过作用相类似，迁移运用了肾小球滤过作用的原理，但又与肾小球的滤过作用有区别，即透过物质不同，是在肾小球滤过作用基础上的进一步创新。另外，教师使学生注意在人工肾透析过程中没有重吸收作用。

迁移能力是一种将新的、要解决的问题纳入到已有的问题解决的图式中的能力，是一种与创造性思维品质密切相关的能力。教师还可结合人工肾向微型化和便捷化的发展趋势，强调指出现代科技发展离不开创造性思维品质。

在科学教学实践中，教师要充分挖掘科学插图的思维资源，将插图资源与思维培养相融合，引导学生积极思考，使学生不仅会读图、析图、用图，而且更要会思图。要把在插图教学中发展学生思维品质的举措显性化，成为一种教学常态。把插图开发成为发展学生思维的载体，进而促使学生思维品质的发展真正落到实处，发展学生科学思维，提升学生的核心素养。