王加华
摘 要： 生物学是一门具有丰富知识体系的基础学科，其知识体系并不是将所包含的知识简单堆叠在一起，而是具有内在逻辑关系。要把握生物学科知识的内在逻辑关系，厘清知识脉络、建构知识体系，图示就显得尤为重要，它可以帮助学生理解并掌握生物学概念，促进学生构建完整、系统的知识体系。文章从图示理论知识概况展开分析，详细探究了图示教学意义，总结出图示教学在高中生物学科中的作用。
关键词： 图示教学;高中生物;实践研究
中图分类号： G633.91 文献标识码： A 文章编号： 1673-8918（2022）08-0139-04
一、 引言
图示指围绕一个主题将所有知识进行组织整合存储。高中生物学科知识点大多来自对自然界的观察实验，是典型的实验学科。将观察实验结果用图表、坐标、流程图等直观方式记录在案，表示生物的发展形态、繁衍遗传、进化变异等的方式称为图示教学法。图示教学在高中生物教学上应用广泛，教师利用图示教学法的规律编排教学设计，引导学生将所学知识点集中串联，构建出一套完整的知识体系框架。引导学生理解生物图示的本质及含义，提炼出相关信息，解决生物学实际问题。
二、 图示理论知识概况
（一）高中生物学科图示类型
图示类型以理论知识为依据可分为陈述性知识图示、程序性图示、策略性图示。其中，陈述性知识图示是在脑海中所残留的知识印象，是通过学习的最基础和关键的内容反映了事物的基本概念和基本原理，是其他类型图示分类的前提。以真核细胞所组成的结构图示为例，细胞分为细胞膜、细胞质、细胞核三部分。
程序性图示是对所处理的生物学问题的基本程序操作之前的知识准备。包括选择何种编程方法，恰当操作方式和行为的规则。如基因工程操作过程图示，包含目的基因组的获得，基因表达载体的建立目的，从基因组导入受体细胞目的基因组的检测与表达等四个过程。
策略性图示是对解决问题的策略方法的识别，是对选择用何种策略方法解决问题的合理选择，与学生现有的认知背景、经历有关。选择良好的对策图，可以将陈述性图示和程序性图示结合起来参考选择使用。例如对遗传病发病率的计算，有的学生会利用配子法计算后代发病率，有的学生会利用分支法计算后代发病率。
（二）高中生物学科图示特点
1. 知识性
生物图示是生物知识在人类大脑中的反应，所表达的东西可以是概念，也可以是原理描述。例如一般结构细菌的种类，细菌的新陈代谢以及细菌的生长、分化、衰老等一系列过程。由此可见图示的知识性能促进学生对知识的掌握和了解。
2. 抽象性
生物图示是对生物认识的抽象化反应，是事物的具体形式在人类大脑中的理解与反应。它以具体的历史事件为基准，但抛开具体事件，更侧重于事物的本质特征。如氨基酸图示，就是以各种组成天然蛋白质的氨基酸为基础，从氨基酸结构上抽象出来的同时，抽象的图示在遇到具体情况时可以方便地进行具体化。
3. 结构性
生物图示的结构性是由对生物认识的结构性关系决定的，各个生物之间按照特定的联系可以构成一个立体独立的空间，但空间内的事物彼此间有着密切的联系。同时，各种不同图示间也存在着包含关系。
4. 发展性
生物学图示的发展性源于生物新发现和学习的进一步深入，随着人们对世界认识的加深，生物学知识逐渐积累和更新，生物学图示也在不断发展。如酶图示中，最初对其本质定义为蛋白质，随着核酶的发现才扩展为有机物。随着认知的不断加深，图示也会不断发展。以光合作用为例，最初的图示只包含简单的概念，教学不断进行，光反应和暗反应也被吸收进已有图示。
（三）高中生物学科图示功能
生物学图示具备了筛选和加工信号的功能。大脑会主动地对输入信号做出筛选，滤器从无关刺激中吸纳有关信号，并对这些信息进行整理组织和构建。对同样的一种知识，不同的人，由于认知图示的不同，可能会进行不同的筛选和过滤，结果产生不同的理解知识。是否被认知图示选择，还取决于这部分知识是否与认知图示的某一变量一致，如果输入的知识与原有图示中的变量一致，这些知识就会填充到原有图示中，否则原有图示就予以排斥，而且支持与变量之间的连接越强，认知图示就越能给予更多的注意，进而有效地把知识吸收进来。因此，教师在教学初期要及时提醒学生需要解决的问题，以便于对学生选择何种图示提供方向。
其次，图示还有预测和推理的功能。图示如果被激活，就必须对当前的知识状况做出说明，必然包括了预测和推论。系统学习赋值的过程就是利用图示进行预测和推理的过程，可见预测和推理是在图示被激活之后，具体化过程实现的。当学生处于某种与生物学相关的情境时，生物学图示能够帮助他们解释相关情况并做出恰当的反应。如某人腰椎部因受外伤造成右侧下肢运动障碍但仍有感觉存在，对这一现象的理解过程，首先输入的信息包括腰椎下肢运动感觉等信息，而这些信息激活了腰椎对应于大脑皮层以下低级中枢这一变量，下肢运动对效应器的规律性应答变量，感觉对大脑皮层高级中樞变量实现了由下而上的加工，进而通过反射图示补充了上述例子中未出现的其余变量，形成具体的图示。
三、 图示教学意义概述
（一）巧用图示引导课前预习
有效地做课前准备，能够为学生透彻了解、熟练掌握学习知识点提供有力保障。因此，老师也可以在做课前的准备环节中来指导学生进行图示建设，先使学生对其形成初步了解，为以后的自主建构思维提供良好基础。在图示建设过程中，老师可以给出适当的留白，或者只是先把基本框架列了出来，然后再让学生去完成剩下的细节，这样让其逐渐能够利用主动预习方式来完成图示的建构。例如，根据细胞中的糖和空白脂质体预习导图的建构，老师就能够提供具体框架，包括细胞中糖类和空白脂质体的实际功能和类型。然后，再让学生把分支细节内容全部填出来，这样既能够完成预习目的，又可以为后面的教学讲解工作奠定良好基础，从而达到良好的教育效果。
（二）完善体系拓展生物思维
高中生物复习一般都要经过一个循序渐进的过程，因此学生在掌握了解有关知识点之时，也离不开章节复习的有力支撑。学生对零散知识点掌握后，老师也要指导学生使之形成全新的知识点系统。在此过程中引入图示，有助于学生完善认知框架的科学建构，对其生物思维的全面激发和深入延伸产生正面影响。在教学开始以前，老师便可利用对图示的恰当引用率先串起相应知识点。这既能够帮助学习者迅速地掌握课程目标，又可以使其从各个视角来认识、掌握学习知识点，对整个学习探究的过程中形成深刻记忆。又或者是在课程复习完成以后，可以通过对图示的适当引用，来总结整本书的知识点，从而更进一步地实现查漏补缺，这既能够有助于学习者进一步丰富已有知识系统，又可以为以后的复习巩固提供支撑，从而带动了其课程学习效果的进一步提高。某老师在围绕“细胞增殖、分化、衰老和凋亡”设计课堂教学时，因为各个章节都要求学生掌握并了解不同的知识点内容，于是，当完成对这一章节知识点的基本掌握以后，老师便指导学生通过图示来完成认识系统结构。这样既能够给学生更充分的思考、探索时间，又可以为其核心素质的全面发展提供良好条件。所以，如果希望得到更理想的教育培养结果，教师们应加强对图示的应用研究。
（三）增强学生学习兴趣与能力
在以往的生物课堂教学上，大部分老师所采取的都是灌输式教学模式，教学方式相对单调，既不利于学生学习兴趣的引发和保持，也无法顺利贯彻各阶段教学培养目标。而通过图示形态的合理引入，既能够丰富生物课堂形式，又可以从各个视角来激发学生的生物思维，提升其综合学习能力。因此，在生物课堂教学上，老师们可以首先通过多媒体教学设备来给学生呈现一种图示形态，使学生可以逐步达到对各种图示形态的广泛认识，之后再根据学生自身具体掌握状况来予以合理引入。或者是引导学生通过合作练习的形式来完成图示，或者引导学生以小组形态来围绕某一知识点展开思考发散，把学生自己所思考、认识到的知识点完整表达。这样既可以优化传统教学环节，又可以全面提升学生的学习热情。
老师在进行有关“环境对生物学非常重要”的教学时，就在开始讲解之前，先给每个学生观看了部分照片，使每个学生对环境对生物学研究的重要性有了更直观的认识。然后又在此基础上，通过指导学生联系已有的知识经验，来完成图示建构。如此在迅速集中学生上课注意力的基础上，就能够带动学生课堂教学质量和效果的提升。也因此，老师在介绍生态系统与生物细胞知识内涵时，就必须先明确要点，根据生命系统的结构层次，正确运用图示就能够促进每个学生对知识点的正确理解与深度掌握。首先，就应该结合教材内涵整体展开，使每个学生了解到生活是离不开细菌的;然后，老师示范图示，让学习者分辨非细胞生物、多细胞生物和单细胞生物，这样一来就能够确定生物学与细菌之间的关联。同时，老师对细节知识点，指导学生进行尝试，通过模仿图示来形成细节知识点内涵，从而建立知识点系统。
（四）优化生物实验教学
高中生物课程中老师除了基础知识的介绍，还指导学生了解具体的实践方式和技能。在生物实践教学中，老师可以指导学生围绕不同的演示、研究实践的某个切入点来完成图示构建。例如，实验器材革新、实验流程的更加完备等。这也能够帮助他们对全部实验过程进行更加全方位的考察。此外，还能够使学生在共同学习、借鉴中建立良好的协作精神和合作行为。
综上所述，在高中生物教学中，对图示的灵活运用，既有利于教学品质的提高，又可以对学生生物知识结构的科学形成和持续完善产生正面影响，从而有效调动学生的生物学习兴趣，并充分激发高中生的主体能力。但为体现思想应用的科学、合理性，在具体教学中，教师应联系教育实际内容和教学计划来不断地进行调整。
四、 图示教学作用概述
（一）适宜时间出示图示，提高学生归纳总结能力
1. 经过分类、概括、总结了解表格中的具体内容，表格要在讲解前提供给学生，锻炼学生分析问题和解决问题的综合能力。在学生进行剖析、总结提问的基础上，教师可以适当帮助学生，发挥以学生为主体、以教师为主导的协作功能。
2. 针对学生不易掌握的图示，而这些图示又是重要、难点教学内容，出示图示应该贯穿于教学流程之中，这样，才能有助于学生掌握图示中的内涵。如在教学“基因的分离定律”这部分内容时，运用孟德尔的一对相对性状遗传结果（现象）—对分离现象的阐释（假说）—对分离现象说明的测试（实验验证）—基因分离定律的实质意义（结果）—基因分离定律在教育实践中的具体运用等。在每一个课程中均应穿插图解，按科学探索的过程层层深入地引导学习者发掘、剖析、概括总结出人类遗传的基本规律，并运用它去指导生产、生活等实践。
3. 对必须进行概括、总结以后才生成表格的教学内容，通常在讲解后提供表格，这有利于学习者进行对比，并对之前所教学的内容起到补充、解释作用，使前后知识点彼此对应，提高学科内综合的能力。例如“细胞有丝分裂和减数分裂的比较表”就需要在讲解后介绍。
（二）适当方式出示图示，提高学生理解分析能力
1. 对总体、局部关联较紧密的内容，宜用悬挂或投射的方法表现。如此，可以集中全班学生的注意力，培养学习者对图示的全面认知能力。例如通过对细胞有丝分裂过程的学习，就可以使他们首先从总体上认识细胞周期的概念，再进一步了解细胞不同时期的具体特征，最后可以了解到细胞的分裂是一种连续的过程，是把亲代细胞的遗传物质复制之后，再准确地平均分配到两个子细胞中去。所以在生物的亲代与子辈间都保留了遗传性状的稳定性，对生物的遗传具有很大积极意义。
2. 对比较复杂、抽象的理论知识教学内容，教师可以利用现代的动漫信息技术，通过制作多媒体教学课件，将其直接、动态、逼真地再现在学生眼前，如此就可以在课堂教学中获得满意效果。
3. 至于不太复杂的动物形态结构图和生物过程示意图，应采取边讲边画黑板图示的方法。如叶绿叶、线粒体等的构造示意图。
（三）在图示教学过程中，应教会学生用图示学习知识
1. 训练学生的识图能力。生物学图表经常以坐标曲线图、数据列表图和形状结构图等的形态存在，练习识图时，要使学生熟悉生物图表中各种构造的名称，要了解构造和功能之间的关联关系，能利用生物术语对图表内容做出正确的说明。出现在试题中的生物图表通常并非教材插图的翻版，所以，在开展识图练习时，要以建立认识网络为主线，以创新思维能力训练为目标，通过拓展插图的认知容量，对教材插图进行加工修改，以培养灵活有效利用教材知识分析方法解决实际问题的才能。
2. 教会学生创建、绘制图示。对生理步骤烦琐、很难经过实践证明的图示，要使学习者完全参与到图的建立过程中。
五、 结语
综上所述，图示教学在高中生物学科中极其重要，能引导预习，完善体系拓展生物思维，增强学生學习兴趣与能力，优化生物实验教学等。但其存有一定的局限性，教师在应用时需要在适宜时间出示图示，以适当方式出示图示，教会学生用图示理解掌握所学知识，从而发展培养学生的科技探索能力，帮助学生认识生物科学、科技与社会科学之间的相互关联，增强对自然界与社会发展的责任心，促进其建立合理的世界观与价值理念等，提高生物学综合素质。
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