王加華

摘 要： 生物學(xué)是一門具有豐富知識體系的基礎(chǔ)學(xué)科，其知識體系并不是將所包含的知識簡單堆疊在一起，而是具有內(nèi)在邏輯關(guān)系。要把握生物學(xué)科知識的內(nèi)在邏輯關(guān)系，厘清知識脈絡(luò)、建構(gòu)知識體系，圖示就顯得尤為重要，它可以幫助學(xué)生理解并掌握生物學(xué)概念，促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建完整、系統(tǒng)的知識體系。文章從圖示理論知識概況展開分析，詳細(xì)探究了圖示教學(xué)意義，總結(jié)出圖示教學(xué)在高中生物學(xué)科中的作用。

關(guān)鍵詞： 圖示教學(xué);高中生物;實(shí)踐研究

中圖分類號： G633.91??? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A??? 文章編號： 1673-8918（2022）08-0139-04

一、 引言

圖示指圍繞一個主題將所有知識進(jìn)行組織整合存儲。高中生物學(xué)科知識點(diǎn)大多來自對自然界的觀察實(shí)驗，是典型的實(shí)驗學(xué)科。將觀察實(shí)驗結(jié)果用圖表、坐標(biāo)、流程圖等直觀方式記錄在案，表示生物的發(fā)展形態(tài)、繁衍遺傳、進(jìn)化變異等的方式稱為圖示教學(xué)法。圖示教學(xué)在高中生物教學(xué)上應(yīng)用廣泛，教師利用圖示教學(xué)法的規(guī)律編排教學(xué)設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識點(diǎn)集中串聯(lián)，構(gòu)建出一套完整的知識體系框架。引導(dǎo)學(xué)生理解生物圖示的本質(zhì)及含義，提煉出相關(guān)信息，解決生物學(xué)實(shí)際問題。

二、 圖示理論知識概況

（一）高中生物學(xué)科圖示類型

圖示類型以理論知識為依據(jù)可分為陳述性知識圖示、程序性圖示、策略性圖示。其中，陳述性知識圖示是在腦海中所殘留的知識印象，是通過學(xué)習(xí)的最基礎(chǔ)和關(guān)鍵的內(nèi)容反映了事物的基本概念和基本原理，是其他類型圖示分類的前提。以真核細(xì)胞所組成的結(jié)構(gòu)圖示為例，細(xì)胞分為細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核三部分。

程序性圖示是對所處理的生物學(xué)問題的基本程序操作之前的知識準(zhǔn)備。包括選擇何種編程方法，恰當(dāng)操作方式和行為的規(guī)則。如基因工程操作過程圖示，包含目的基因組的獲得，基因表達(dá)載體的建立目的，從基因組導(dǎo)入受體細(xì)胞目的基因組的檢測與表達(dá)等四個過程。

策略性圖示是對解決問題的策略方法的識別，是對選擇用何種策略方法解決問題的合理選擇，與學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知背景、經(jīng)歷有關(guān)。選擇良好的對策圖，可以將陳述性圖示和程序性圖示結(jié)合起來參考選擇使用。例如對遺傳病發(fā)病率的計算，有的學(xué)生會利用配子法計算后代發(fā)病率，有的學(xué)生會利用分支法計算后代發(fā)病率。

（二）高中生物學(xué)科圖示特點(diǎn)

1. 知識性

生物圖示是生物知識在人類大腦中的反應(yīng)，所表達(dá)的東西可以是概念，也可以是原理描述。例如一般結(jié)構(gòu)細(xì)菌的種類，細(xì)菌的新陳代謝以及細(xì)菌的生長、分化、衰老等一系列過程。由此可見圖示的知識性能促進(jìn)學(xué)生對知識的掌握和了解。

2. 抽象性

生物圖示是對生物認(rèn)識的抽象化反應(yīng)，是事物的具體形式在人類大腦中的理解與反應(yīng)。它以具體的歷史事件為基準(zhǔn)，但拋開具體事件，更側(cè)重于事物的本質(zhì)特征。如氨基酸圖示，就是以各種組成天然蛋白質(zhì)的氨基酸為基礎(chǔ)，從氨基酸結(jié)構(gòu)上抽象出來的同時，抽象的圖示在遇到具體情況時可以方便地進(jìn)行具體化。

3. 結(jié)構(gòu)性

生物圖示的結(jié)構(gòu)性是由對生物認(rèn)識的結(jié)構(gòu)性關(guān)系決定的，各個生物之間按照特定的聯(lián)系可以構(gòu)成一個立體獨(dú)立的空間，但空間內(nèi)的事物彼此間有著密切的聯(lián)系。同時，各種不同圖示間也存在著包含關(guān)系。

4. 發(fā)展性

生物學(xué)圖示的發(fā)展性源于生物新發(fā)現(xiàn)和學(xué)習(xí)的進(jìn)一步深入，隨著人們對世界認(rèn)識的加深，生物學(xué)知識逐漸積累和更新，生物學(xué)圖示也在不斷發(fā)展。如酶圖示中，最初對其本質(zhì)定義為蛋白質(zhì)，隨著核酶的發(fā)現(xiàn)才擴(kuò)展為有機(jī)物。隨著認(rèn)知的不斷加深，圖示也會不斷發(fā)展。以光合作用為例，最初的圖示只包含簡單的概念，教學(xué)不斷進(jìn)行，光反應(yīng)和暗反應(yīng)也被吸收進(jìn)已有圖示。

（三）高中生物學(xué)科圖示功能

生物學(xué)圖示具備了篩選和加工信號的功能。大腦會主動地對輸入信號做出篩選，濾器從無關(guān)刺激中吸納有關(guān)信號，并對這些信息進(jìn)行整理組織和構(gòu)建。對同樣的一種知識，不同的人，由于認(rèn)知圖示的不同，可能會進(jìn)行不同的篩選和過濾，結(jié)果產(chǎn)生不同的理解知識。是否被認(rèn)知圖示選擇，還取決于這部分知識是否與認(rèn)知圖示的某一變量一致，如果輸入的知識與原有圖示中的變量一致，這些知識就會填充到原有圖示中，否則原有圖示就予以排斥，而且支持與變量之間的連接越強(qiáng)，認(rèn)知圖示就越能給予更多的注意，進(jìn)而有效地把知識吸收進(jìn)來。因此，教師在教學(xué)初期要及時提醒學(xué)生需要解決的問題，以便于對學(xué)生選擇何種圖示提供方向。

其次，圖示還有預(yù)測和推理的功能。圖示如果被激活，就必須對當(dāng)前的知識狀況做出說明，必然包括了預(yù)測和推論。系統(tǒng)學(xué)習(xí)賦值的過程就是利用圖示進(jìn)行預(yù)測和推理的過程，可見預(yù)測和推理是在圖示被激活之后，具體化過程實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)學(xué)生處于某種與生物學(xué)相關(guān)的情境時，生物學(xué)圖示能夠幫助他們解釋相關(guān)情況并做出恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。如某人腰椎部因受外傷造成右側(cè)下肢運(yùn)動障礙但仍有感覺存在，對這一現(xiàn)象的理解過程，首先輸入的信息包括腰椎下肢運(yùn)動感覺等信息，而這些信息激活了腰椎對應(yīng)于大腦皮層以下低級中樞這一變量，下肢運(yùn)動對效應(yīng)器的規(guī)律性應(yīng)答變量，感覺對大腦皮層高級中樞變量實(shí)現(xiàn)了由下而上的加工，進(jìn)而通過反射圖示補(bǔ)充了上述例子中未出現(xiàn)的其余變量，形成具體的圖示。

三、 圖示教學(xué)意義概述

（一）巧用圖示引導(dǎo)課前預(yù)習(xí)

有效地做課前準(zhǔn)備，能夠為學(xué)生透徹了解、熟練掌握學(xué)習(xí)知識點(diǎn)提供有力保障。因此，老師也可以在做課前的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)中來指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行圖示建設(shè)，先使學(xué)生對其形成初步了解，為以后的自主建構(gòu)思維提供良好基礎(chǔ)。在圖示建設(shè)過程中，老師可以給出適當(dāng)?shù)牧舭?，或者只是先把基本框架列了出來，然后再讓學(xué)生去完成剩下的細(xì)節(jié)，這樣讓其逐漸能夠利用主動預(yù)習(xí)方式來完成圖示的建構(gòu)。例如，根據(jù)細(xì)胞中的糖和空白脂質(zhì)體預(yù)習(xí)導(dǎo)圖的建構(gòu)，老師就能夠提供具體框架，包括細(xì)胞中糖類和空白脂質(zhì)體的實(shí)際功能和類型。然后，再讓學(xué)生把分支細(xì)節(jié)內(nèi)容全部填出來，這樣既能夠完成預(yù)習(xí)目的，又可以為后面的教學(xué)講解工作奠定良好基礎(chǔ)，從而達(dá)到良好的教育效果。

（二）完善體系拓展生物思維

高中生物復(fù)習(xí)一般都要經(jīng)過一個循序漸進(jìn)的過程，因此學(xué)生在掌握了解有關(guān)知識點(diǎn)之時，也離不開章節(jié)復(fù)習(xí)的有力支撐。學(xué)生對零散知識點(diǎn)掌握后，老師也要指導(dǎo)學(xué)生使之形成全新的知識點(diǎn)系統(tǒng)。在此過程中引入圖示，有助于學(xué)生完善認(rèn)知框架的科學(xué)建構(gòu)，對其生物思維的全面激發(fā)和深入延伸產(chǎn)生正面影響。在教學(xué)開始以前，老師便可利用對圖示的恰當(dāng)引用率先串起相應(yīng)知識點(diǎn)。這既能夠幫助學(xué)習(xí)者迅速地掌握課程目標(biāo)，又可以使其從各個視角來認(rèn)識、掌握學(xué)習(xí)知識點(diǎn)，對整個學(xué)習(xí)探究的過程中形成深刻記憶。又或者是在課程復(fù)習(xí)完成以后，可以通過對圖示的適當(dāng)引用，來總結(jié)整本書的知識點(diǎn)，從而更進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)查漏補(bǔ)缺，這既能夠有助于學(xué)習(xí)者進(jìn)一步豐富已有知識系統(tǒng)，又可以為以后的復(fù)習(xí)鞏固提供支撐，從而帶動了其課程學(xué)習(xí)效果的進(jìn)一步提高。某老師在圍繞“細(xì)胞增殖、分化、衰老和凋亡”設(shè)計課堂教學(xué)時，因為各個章節(jié)都要求學(xué)生掌握并了解不同的知識點(diǎn)內(nèi)容，于是，當(dāng)完成對這一章節(jié)知識點(diǎn)的基本掌握以后，老師便指導(dǎo)學(xué)生通過圖示來完成認(rèn)識系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。這樣既能夠給學(xué)生更充分的思考、探索時間，又可以為其核心素質(zhì)的全面發(fā)展提供良好條件。所以，如果希望得到更理想的教育培養(yǎng)結(jié)果，教師們應(yīng)加強(qiáng)對圖示的應(yīng)用研究。

（三）增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與能力

在以往的生物課堂教學(xué)上，大部分老師所采取的都是灌輸式教學(xué)模式，教學(xué)方式相對單調(diào)，既不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的引發(fā)和保持，也無法順利貫徹各階段教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)。而通過圖示形態(tài)的合理引入，既能夠豐富生物課堂形式，又可以從各個視角來激發(fā)學(xué)生的生物思維，提升其綜合學(xué)習(xí)能力。因此，在生物課堂教學(xué)上，老師們可以首先通過多媒體教學(xué)設(shè)備來給學(xué)生呈現(xiàn)一種圖示形態(tài)，使學(xué)生可以逐步達(dá)到對各種圖示形態(tài)的廣泛認(rèn)識，之后再根據(jù)學(xué)生自身具體掌握狀況來予以合理引入?；蛘呤且龑?dǎo)學(xué)生通過合作練習(xí)的形式來完成圖示，或者引導(dǎo)學(xué)生以小組形態(tài)來圍繞某一知識點(diǎn)展開思考發(fā)散，把學(xué)生自己所思考、認(rèn)識到的知識點(diǎn)完整表達(dá)。這樣既可以優(yōu)化傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)節(jié)，又可以全面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

老師在進(jìn)行有關(guān)“環(huán)境對生物學(xué)非常重要”的教學(xué)時，就在開始講解之前，先給每個學(xué)生觀看了部分照片，使每個學(xué)生對環(huán)境對生物學(xué)研究的重要性有了更直觀的認(rèn)識。然后又在此基礎(chǔ)上，通過指導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系已有的知識經(jīng)驗，來完成圖示建構(gòu)。如此在迅速集中學(xué)生上課注意力的基礎(chǔ)上，就能夠帶動學(xué)生課堂教學(xué)質(zhì)量和效果的提升。也因此，老師在介紹生態(tài)系統(tǒng)與生物細(xì)胞知識內(nèi)涵時，就必須先明確要點(diǎn)，根據(jù)生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次，正確運(yùn)用圖示就能夠促進(jìn)每個學(xué)生對知識點(diǎn)的正確理解與深度掌握。首先，就應(yīng)該結(jié)合教材內(nèi)涵整體展開，使每個學(xué)生了解到生活是離不開細(xì)菌的;然后，老師示范圖示，讓學(xué)習(xí)者分辨非細(xì)胞生物、多細(xì)胞生物和單細(xì)胞生物，這樣一來就能夠確定生物學(xué)與細(xì)菌之間的關(guān)聯(lián)。同時，老師對細(xì)節(jié)知識點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行嘗試，通過模仿圖示來形成細(xì)節(jié)知識點(diǎn)內(nèi)涵，從而建立知識點(diǎn)系統(tǒng)。

（四）優(yōu)化生物實(shí)驗教學(xué)

高中生物課程中老師除了基礎(chǔ)知識的介紹，還指導(dǎo)學(xué)生了解具體的實(shí)踐方式和技能。在生物實(shí)踐教學(xué)中，老師可以指導(dǎo)學(xué)生圍繞不同的演示、研究實(shí)踐的某個切入點(diǎn)來完成圖示構(gòu)建。例如，實(shí)驗器材革新、實(shí)驗流程的更加完備等。這也能夠幫助他們對全部實(shí)驗過程進(jìn)行更加全方位的考察。此外，還能夠使學(xué)生在共同學(xué)習(xí)、借鑒中建立良好的協(xié)作精神和合作行為。

綜上所述，在高中生物教學(xué)中，對圖示的靈活運(yùn)用，既有利于教學(xué)品質(zhì)的提高，又可以對學(xué)生生物知識結(jié)構(gòu)的科學(xué)形成和持續(xù)完善產(chǎn)生正面影響，從而有效調(diào)動學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣，并充分激發(fā)高中生的主體能力。但為體現(xiàn)思想應(yīng)用的科學(xué)、合理性，在具體教學(xué)中，教師應(yīng)聯(lián)系教育實(shí)際內(nèi)容和教學(xué)計劃來不斷地進(jìn)行調(diào)整。

四、 圖示教學(xué)作用概述

（一）適宜時間出示圖示，提高學(xué)生歸納總結(jié)能力

1. 經(jīng)過分類、概括、總結(jié)了解表格中的具體內(nèi)容，表格要在講解前提供給學(xué)生，鍛煉學(xué)生分析問題和解決問題的綜合能力。在學(xué)生進(jìn)行剖析、總結(jié)提問的基礎(chǔ)上，教師可以適當(dāng)幫助學(xué)生，發(fā)揮以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)的協(xié)作功能。

2. 針對學(xué)生不易掌握的圖示，而這些圖示又是重要、難點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容，出示圖示應(yīng)該貫穿于教學(xué)流程之中，這樣，才能有助于學(xué)生掌握圖示中的內(nèi)涵。如在教學(xué)“基因的分離定律”這部分內(nèi)容時，運(yùn)用孟德爾的一對相對性狀遺傳結(jié)果（現(xiàn)象）—對分離現(xiàn)象的闡釋（假說）—對分離現(xiàn)象說明的測試（實(shí)驗驗證）—基因分離定律的實(shí)質(zhì)意義（結(jié)果）—基因分離定律在教育實(shí)踐中的具體運(yùn)用等。在每一個課程中均應(yīng)穿插圖解，按科學(xué)探索的過程層層深入地引導(dǎo)學(xué)習(xí)者發(fā)掘、剖析、概括總結(jié)出人類遺傳的基本規(guī)律，并運(yùn)用它去指導(dǎo)生產(chǎn)、生活等實(shí)踐。

3. 對必須進(jìn)行概括、總結(jié)以后才生成表格的教學(xué)內(nèi)容，通常在講解后提供表格，這有利于學(xué)習(xí)者進(jìn)行對比，并對之前所教學(xué)的內(nèi)容起到補(bǔ)充、解釋作用，使前后知識點(diǎn)彼此對應(yīng)，提高學(xué)科內(nèi)綜合的能力。例如“細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂的比較表”就需要在講解后介紹。

（二）適當(dāng)方式出示圖示，提高學(xué)生理解分析能力

1. 對總體、局部關(guān)聯(lián)較緊密的內(nèi)容，宜用懸掛或投射的方法表現(xiàn)。如此，可以集中全班學(xué)生的注意力，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者對圖示的全面認(rèn)知能力。例如通過對細(xì)胞有絲分裂過程的學(xué)習(xí)，就可以使他們首先從總體上認(rèn)識細(xì)胞周期的概念，再進(jìn)一步了解細(xì)胞不同時期的具體特征，最后可以了解到細(xì)胞的分裂是一種連續(xù)的過程，是把親代細(xì)胞的遺傳物質(zhì)復(fù)制之后，再準(zhǔn)確地平均分配到兩個子細(xì)胞中去。所以在生物的親代與子輩間都保留了遺傳性狀的穩(wěn)定性，對生物的遺傳具有很大積極意義。

2. 對比較復(fù)雜、抽象的理論知識教學(xué)內(nèi)容，教師可以利用現(xiàn)代的動漫信息技術(shù)，通過制作多媒體教學(xué)課件，將其直接、動態(tài)、逼真地再現(xiàn)在學(xué)生眼前，如此就可以在課堂教學(xué)中獲得滿意效果。

3. 至于不太復(fù)雜的動物形態(tài)結(jié)構(gòu)圖和生物過程示意圖，應(yīng)采取邊講邊畫黑板圖示的方法。如葉綠葉、線粒體等的構(gòu)造示意圖。

（三）在圖示教學(xué)過程中，應(yīng)教會學(xué)生用圖示學(xué)習(xí)知識

1. 訓(xùn)練學(xué)生的識圖能力。生物學(xué)圖表經(jīng)常以坐標(biāo)曲線圖、數(shù)據(jù)列表圖和形狀結(jié)構(gòu)圖等的形態(tài)存在，練習(xí)識圖時，要使學(xué)生熟悉生物圖表中各種構(gòu)造的名稱，要了解構(gòu)造和功能之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，能利用生物術(shù)語對圖表內(nèi)容做出正確的說明。出現(xiàn)在試題中的生物圖表通常并非教材插圖的翻版，所以，在開展識圖練習(xí)時，要以建立認(rèn)識網(wǎng)絡(luò)為主線，以創(chuàng)新思維能力訓(xùn)練為目標(biāo)，通過拓展插圖的認(rèn)知容量，對教材插圖進(jìn)行加工修改，以培養(yǎng)靈活有效利用教材知識分析方法解決實(shí)際問題的才能。

2. 教會學(xué)生創(chuàng)建、繪制圖示。對生理步驟煩瑣、很難經(jīng)過實(shí)踐證明的圖示，要使學(xué)習(xí)者完全參與到圖的建立過程中。

五、 結(jié)語

綜上所述，圖示教學(xué)在高中生物學(xué)科中極其重要，能引導(dǎo)預(yù)習(xí)，完善體系拓展生物思維，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與能力，優(yōu)化生物實(shí)驗教學(xué)等。但其存有一定的局限性，教師在應(yīng)用時需要在適宜時間出示圖示，以適當(dāng)方式出示圖示，教會學(xué)生用圖示理解掌握所學(xué)知識，從而發(fā)展培養(yǎng)學(xué)生的科技探索能力，幫助學(xué)生認(rèn)識生物科學(xué)、科技與社會科學(xué)之間的相互關(guān)聯(lián)，增強(qiáng)對自然界與社會發(fā)展的責(zé)任心，促進(jìn)其建立合理的世界觀與價值理念等，提高生物學(xué)綜合素質(zhì)。

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