(江蘇省南京市第十三中學(xué) 江蘇南京 210008)
高中生物很多內(nèi)容是生物體內(nèi)或者細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)變化和生理過程,比較微觀。所以,不僅教材上有大量的圖片,教師在教學(xué)時常常會添加一些相關(guān)生物圖,幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和理解生物知識。生物圖在高中生物學(xué)習(xí)中必不可少,以生物圖作為知識的基礎(chǔ)和依托,學(xué)生會不容易遺忘和出錯,使思維更加系統(tǒng)化和具體化。而思維的系統(tǒng)化和具體化也是科學(xué)思維高層次的表現(xiàn)。生物圖具有形象和直觀的特點,同時還可以概括和凝練知識,所以學(xué)生在生物學(xué)習(xí)中比較愿意使用。但是實際教學(xué)中,教師卻發(fā)現(xiàn),學(xué)生喜歡看圖,但對圖中的知識常常一知半解,甚至?xí)欣斫馄?。要避免這些情況,教師需要引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)地分割生物圖,細(xì)致地剖析,挖掘出圖中所包含的內(nèi)涵和外延,從而促進(jìn)認(rèn)知的綜合和深化。學(xué)生加工生物圖,從中獲取和掌握信息,最終運(yùn)用知識解決實際問題的過程就是一個信息傳遞、接收、儲存、加工、輸出的過程?;谏飯D信息加工的學(xué)習(xí)方式強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主看圖,并在教師的引導(dǎo)下從圖中提煉出信息。在實際教學(xué)中,為了突破教學(xué)重難點,教師會利用教材中的生物圖,或者補(bǔ)充一些生物圖,采用不同的教學(xué)活動組織方法,以達(dá)成相應(yīng)的目的。
如果教材中的圖片內(nèi)容比較復(fù)雜,教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生分析獲得圖片信息的難度較大時,就可以根據(jù)教授對象的發(fā)展水平,采用補(bǔ)充相關(guān)圖片,降低難度的方法,有步驟地提高所呈示的知識和經(jīng)驗的結(jié)構(gòu)化程度,組織好從簡單到復(fù)雜的有序累積過程。
例如,不少學(xué)生無法理解蘇教版必修1生物膜系統(tǒng)的分泌蛋白的運(yùn)輸和釋放過程示意圖(圖1)。這主要因為這張圖囊泡比較多,學(xué)生第一眼看過去感覺細(xì)胞中的結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜,需要認(rèn)出各部分結(jié)構(gòu),回憶前面學(xué)習(xí)的細(xì)胞器功能,然后結(jié)合文字說明,分析出這張圖中箭頭的意義,推測出這些膜結(jié)構(gòu)之間功能上的聯(lián)系。并且很多學(xué)生因為實驗知識的缺乏和思維能力的限制,沒有仔細(xì)分析教材中這一部分文字內(nèi)容,或者不清楚標(biāo)記亮氨酸的作用,不能分析提煉出教材中實驗包含的信息,做不到圖文結(jié)合。
圖1 教材中的分泌蛋白的運(yùn)輸和釋放過程示意圖
針對此情況,教師可以利用相似的圖2,該圖中囊泡數(shù)量少,箭頭的指向和路徑更加明確,學(xué)生比較容易看到“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→小囊泡→高爾基體→小囊泡→細(xì)胞膜”這樣的路徑。教師再提出問題,引導(dǎo)學(xué)生理解教材內(nèi)容:什么是同位素示蹤法?亮氨酸進(jìn)入細(xì)胞之后的去向是什么?實驗中標(biāo)記先后出現(xiàn)在不同的結(jié)構(gòu)上說明什么?最后,讓學(xué)生結(jié)合細(xì)胞器的功能,用文字和箭頭,構(gòu)建對應(yīng)的流程圖。
圖2 教師選取的替換圖
用一系列圖展現(xiàn)一個動態(tài)變化的過程是高中生物學(xué)教學(xué)中比較常用的方法。高中生物學(xué)知識包含很多生理過程,信息集中在一張圖上時,學(xué)生不容易抓住關(guān)鍵。教師若能將一張圖分成幾張對比圖,學(xué)生通過觀察和比較,能很快地找到幾幅圖的區(qū)別和聯(lián)系,抓住關(guān)鍵信息。
例如,教師可以通過引導(dǎo)學(xué)生比較3幅圖(圖3)中放射性在不同細(xì)胞結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)的先后順序,引導(dǎo)學(xué)生歸納出對應(yīng)的流程:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→囊泡→細(xì)胞膜。再引導(dǎo)學(xué)生觀察圖中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的膜結(jié)構(gòu)之間沒有直接相連,推測出二者之間也由囊泡間接聯(lián)系,并完善流程圖。接著,學(xué)生回顧細(xì)胞器的知識,將核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器在蛋白質(zhì)合成和分泌方面的功能進(jìn)行梳理、構(gòu)建流程圖,并將這兩個流程圖整合在一起形成如圖4所示的流程圖,以挖掘生物圖中圖文信息的內(nèi)涵和外延,從而理解生物膜系統(tǒng)在分泌蛋白的合成和分泌過程中所起的重要作用,在原有知識的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上完成新信息整合。
圖3 放射性在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)示意圖
圖4 細(xì)胞器在蛋白質(zhì)合成和分泌方面發(fā)揮的作用
新課程要求學(xué)生要能夠運(yùn)用所學(xué)知識來解決實際問題,因此,教師可以從不同角度考查學(xué)生對知識的掌握情況。
例如,考查生物膜系統(tǒng)知識的常見題:實驗中用35S標(biāo)記一定量的氨基酸,來培養(yǎng)某哺乳動物的乳腺細(xì)胞,測得與合成和分泌乳蛋白相關(guān)的一些細(xì)胞器上放射性強(qiáng)度的變化曲線如圖5甲所示,以及在此過程中有關(guān)的生物膜面積的變化曲線如圖5乙所示。圖中曲線所指代的細(xì)胞結(jié)構(gòu)相同的是 ( )
圖5 合成和分泌蛋白質(zhì)過程的曲線
A.c和f B.c和d C.a和e D.a和d
題目中的兩張圖和平時教學(xué)時書本上的圖片以及前兩個例子中的圖片差異很大,但是幾張圖中只是從不同的角度呈現(xiàn)了相同的內(nèi)容,問題實質(zhì)都是一樣的。相比之下,題目中的兩張圖分析起來難度更大一些,需要學(xué)生已經(jīng)基本掌握教材中的知識,并將其進(jìn)行內(nèi)化。題目中的甲圖和乙圖看起來差異也比較大,但是變化的原因其實是一樣的,考查角度不同。在前面信息圖學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,教師根據(jù)學(xué)生理解和分析這兩張圖的情況,就可以檢驗學(xué)生對生物膜系統(tǒng)在分泌蛋白合成分泌過程中所起作用這個知識點的掌握情況,強(qiáng)化學(xué)生對生物膜系統(tǒng)知識的理解和應(yīng)用。
當(dāng)教材知識點不復(fù)雜,為了讓學(xué)生能自主概括出相關(guān)內(nèi)容,避免枯燥地照本宣科,體現(xiàn)教學(xué)的連貫性和知識的遷移,引發(fā)學(xué)生發(fā)散思維,利于學(xué)生更深刻的理解知識的時候,教師常常也會用一些生物圖。例如,在學(xué)習(xí)生物膜系統(tǒng)的概念的時候,教材上明確了生物膜系統(tǒng)的組成,學(xué)生也很容易接受細(xì)胞中所有的膜結(jié)構(gòu)共同組成生物膜系統(tǒng)。但是,在生物膜系統(tǒng)相關(guān)知識的考查中,教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生對這個概念并沒有仔細(xì)思考過,認(rèn)知層面比較淺。這時,教師可以利用學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的細(xì)胞結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識,引導(dǎo)學(xué)生比較常見的真核細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖,歸納出細(xì)胞中的膜結(jié)構(gòu),得出生物膜系統(tǒng)的組成;再通過讓學(xué)生識別給定的圖,指出哪些膜結(jié)構(gòu)是直接連在一起的,結(jié)合已經(jīng)學(xué)過的細(xì)胞器的功能,推測生物膜相連的作用。接著,教師可以設(shè)問:很多膜結(jié)構(gòu)沒有直接相連,那么它們之間是不是沒有功能上的聯(lián)系呢?學(xué)生閱讀書本上的實驗,結(jié)合原有的知識來得出結(jié)論,概括出生物膜系統(tǒng)的概念,理解生物膜系統(tǒng)不僅是在結(jié)構(gòu)上有聯(lián)系,在功能上也有聯(lián)系,從而利于形成結(jié)構(gòu)和功能觀。最后,教師還可以通過一個問題“原核細(xì)胞有沒有生物膜系統(tǒng)?”來加深學(xué)生對生物膜概念的認(rèn)知。