现在广为流行的图包括流程图、概念图、思维导图及图表。它们最主要的共同点是都具有使知识可视化的性质,将抽象的事物或过程变成图形图像表示出来,形成能够直接作用于人的感官的知识的外在表现形式[1]。根据信息加工学理论,图解方式可以为基于语言的理解提供很好的辅助和补充,加速思维的发展。学生在画图时,手、眼、脑等不同的感官系统的运用,加强了知识表征的多元化以及各种知识表征之间的联系,促成了比较精细复杂、较深层次的认知分析,不仅有利于将短时记忆转为长时记忆,也为该信息的提取提供了更多感官上的线索。本文结合具体实践案例,阐述借“图”发挥在生物学教学中的应用。

一、借助流程图,使抽象的知识具体化

流程图常用来描述事物的起始、发展、终结等过程。由于它推理过程清晰、直观且逻辑性强,能够比较清晰地表达复杂系统其各部分之间的关系,有利于提高教学效率。

教师可以创设不同形式的流程图,为学生构建一个可视化的思维支架和清晰脉络。例如,“利用细胞图像鉴别有丝分裂和减数分裂”既是重点又是难点,学生在辨别图像时,根据前期染色体散乱排列,中期染色体排列在赤道板上,后期染色体移向细胞两极,末期细胞分裂,可以判断出细胞各个时期,但是具体是哪种分裂方式,学生总是记不住,易混淆,尤其是减数第一次分裂和有丝分裂。设计如图1所示的流程图,将抽象的知识具体化,可帮助学生记忆。当然,此图的使用前提是学生应认识染色体、同源染色体、联会、四分体,会计数染色体数目,识别同源染色体行为。

二、借助概念图,使复杂的知识简单化

概念图在表达逻辑关系和推理方面发挥着很好的作用。它也是一种多线程的流程图,表达由起点到终点的事务发展过程和推理过程,结果可能是一种或多种。概念图作为一种教学的工具,它能够构造一个清晰的知识网络,为教师的教学和学生的学习提供便利。

对有些比较抽象的知识,学生学习不容易抓住重点,理解也较困难时,教师可以引导学生抓住关键词,并通过概念图的方式把关键词联系起来,把一连串的枯燥的文字编写成有逻辑性的、高度组织的、容易记忆的图,这样有利于使复杂的知识简单化,也有利于学生对知识的建构。例如,学生在刚开始学习“蛋白质”时,由于知识点多,理不清氨基酸、多肽、蛋白质的关系,也不清楚蛋白质结构和功能的关系,为此可引导学生绘制蛋白质概念图(下页图2),把元素组成、基本单位、蛋白质结构和蛋白质功能联系起来,较清晰地显示蛋白质结构多样性与其功能多样性的关系。学生通过概念图可较轻松地掌握相关的内容。

三、借助概念图,使模糊的知识清晰化

高三生物学复习中,经常发现有些学生对一些相近的概念混为一谈,如对原生质体和原生质层,细胞液和细胞外液、细胞内液,ATP、DNA、RNA和核苷酸中A的含义,磷脂双分子层数、磷脂分子层数、生物膜层数,扩散作用和渗透作用的概念,脱氧核苷酸、脱氧核糖核酸、基因、染色体等的概念就较易混淆,教师一定要重新设计教学思路,引领学生在新情境中,利用已有知识通过新的思维角度进行分析、推理,形成正确的判断。此时也可借助概念图,引导学生对以往的知识进行重新的组合与加工,对相关概念进行对比、归类,找出知识点之间的内在联系,使模糊的知识清晰化。例如,通过概念图(图3)把脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体等相关概念联系起来,易于学生区分理解。

四、借助思维导图,使孤立的知识系统化

基于思维导图的学习过程很好地体现了建构主义学习理论的理念,对教育教学具有积极影响。在复习课上,经常发现有些学生掌握的知识很琐碎,头脑中不能形成完整的知识体系,这也就导致了他们在解题应用时总是顾此失彼不能回答完整。思维导图作为一种有效的图式工具,能够促进灵感的产生和发散思维的形成,有助于学生将新旧知识联系起来,将所学的知识系统化,提高学习和记忆的效果,并促进思维的发展。例如,复习“细胞膜”时,教师可与学生共同绘制思维导图(图4)。主题中心是细胞膜,主干分支是结构、功能、物质跨膜运输方式和跨膜运输实例,将细胞膜这一内容整合成完整的知识体系。在高三二轮复习时,还可进一步与细胞工程联系起来,丰满该图。

五、借助图表,使内在的知识外显化

图表有助于对一些基本概念、理论以及生物体结构、功能和生理过程等知识之间的内在联系进行归纳整合,突出知识之间的联系和区别,使学生从纷繁复杂的内容中找到规律性,排除知识之间的互相混淆与干扰,充分理解知识的内在本质,建构知识的整体结构,使内在的知识外显化。学生将经过图表整合的知识贮存在头脑中,犹如图书馆经过编码的书,易于检索和提取。例如对“酶和激素”两者,有些学生有时理不清头绪,可设计表1,帮助他们区分。

对学生绘制的流程图、概念图、思维导图、图表等,教师须引导共同点评和完善。当然,在高中生物学学习中,到底绘制哪一种“图”,应针对学科内容特点,教会学生采取相应的学习方式,利用不同的知识表征方式加以学习,从而取得好的学习效果[2]。例如光合作用、呼吸作用的过程用流程图比较好,而光合作用和呼吸作用的关系用图表对比的方式比较好。