从“阅读”到“建模”

袁丞墅

摘要：很多生物知识都配以图像、表格来解释和说明。在新课改教学理念下，这些图表已不仅仅是教材中依附于文字的“插图”，而是更加重要的教学工具。高中生物教学中，教师可引导学生分步阅读各类图表，抓取其中的有效信息;循序渐进地从看图表到识图表，从用图表到画图表，从架构图表到建立图表的模型，达成从“阅读”到“建模”的分段提高。

关键词：图表;阅读;建模;高中生物

生物学是自然科学中的一门基础性科学，是研究生物生命活动现象和规律的科学。高中生物学课程涉及分子、细胞、遗传、变异、生物工程等多个生物学领域的基础知识，从微观到宏观、从国外到国内、从理论到实践，图像和表格都贯穿始终。在新课改理念下，这些图表已不仅仅是教材中依附于文字的“插图”，而是更加重要的教学工具。“工欲善其事，必先利其器。”在高中生物教学中，如何利用图表这一大“利器”，来斩断困扰学生的“枷锁”？学生又应该如何传承图表这一大“利器”，来应对今后出现的问题？这就需要教师在平时的教学中，循序渐进地引导学生从看图表到识图表，从用图表到画图表，从架构图表到建立图表的模型。

一、分步阅读，抓取图表有效信息

生物阅读材料中的图像和表格，不同于一般的文本性材料，它既有直观、简洁、概括性强的阅读优势，也有跳跃、细节多、信息量大的阅读障碍。为了抓取其中的有效信息，需要根据分类检索情况，针对不同的图（如坐标图、流程图、结构图）和表采取对应的阅读步骤（策略）。

（一）坐标图的阅读步骤

坐标图是指在二维坐标系内通过x的变化对y产生的影响而构建的图像，一般以曲线图、柱形图为主。坐标图的阅读可以分为三步。第一步，阅读坐标图的纵坐标和横坐标以及刻度，明确变量之间的关系。第二步，阅读曲线中关键点的生物学含义。第三步，由点及线，阅读曲线走势变化的原因。

例如，“光合作用的原理和应用”这部分内容教学的核心是对光照强度的理解。对于常见的曲线图（如图1），教师可引导学生先阅读纵、横坐标。纵坐标一般为二氧化碳的吸收量和释放量（正半轴表示吸收量，负半轴表示释放量），实指净光合作用强度;横坐标一般为一天的时间，实指一天中的光照强度。接着阅读坐标图中的关键点。曲线与y轴的交点为呼吸作用强度，与x轴的交点为光合作用、呼吸作用强度相等点。最后阅读曲线变化。如c点至e点、f点至h点，曲线都呈下降趋势，但原因是不一样的，分别是由二氧化碳供应不足和光照强度减弱引起的。

（二）流程图的阅读步骤

流程图是用简单的文字、图形加引导箭头的方式描述生物过程的图像。流程图的阅读一般也分为三步。第一步，阅读单个图像信息。阅读图像信息时要找准图像中重点展示的内容，也就是图像的主角，排除配角信息的干扰。如有丝分裂的主角是染色体，染色体应当作为每一张图的主要阅读对象，而作为配角的纺锤体、中心体等只需作为补充性阅读对象。第二步，阅读两个图像之间的联系。流程图最大的特点就是连续发展变化，图像之间的异同是深入了解流程图的关键之处。抓住这个阅读的关键，图像就不仅仅是一个个静态的图形，而成为一个动态的过程。第三步，从整体角度重新阅读。任何生物过程的分步、分段都是人为划分的，为了人们能够更好地去认识这个过程，但同时也让这个过程变得碎片化。从整体角度重新阅读图像，能够在前两步的基础上再进一步，经历完整的生物过程阅读。

例如，高中生物必修一《细胞的增殖》一节中，细胞的有丝分裂过程既是教学重点，也是教学难点。细胞属于微观结构，肉眼不可见，学生仅在“显微镜观察”等实验中看到过少数几种细胞，无法仅依靠书本对有丝分裂过程的文字描述，全面学习和理解细胞的有丝分裂。教学中，教师可以教材中课本的有丝分裂图为蓝本，重构细胞有丝分裂的流程图（如图2），并逐步引导学生进行图像阅读。

（三）结构图的阅读步骤

结构图一般是通过对生物结构的概括性描绘和具化形成的示意性圖像。结构图的阅读可分为两步。第一步，阅读图像的整体信息。图像的整体信息是指图像所呈现和指向的主体知识，包含图像的框架结构、图下说明等。这样就能在图像和对应的知识之间建立明确的关联，方便进一步的阅读。第二步，阅读图像的细节信息。细节信息可以是图像中与对应知识一致的提示性信息，也可以是在原有知识的基础上有所改动的关键信息。通过阅读细节信息，可以准确把握图像所要表达的信息。

例如，教学高中生物必修一《细胞的基本结构》一章时，教师引导学生按照先总后分、先粗后细的策略阅读细胞结构图（如下页图3）。先从整体上看图中细胞的外形，结合细胞有复杂的内部结构，基本确定为动物细胞。再从细节上观察细胞结构，如有细胞核，可以确定不是原核细胞;没有细胞壁、叶绿体，可以判断不是植物细胞;有核糖体、内质网、高尔基体，说明有完善的蛋白质合成系统。从而，帮助学生迅速读懂结构图，深刻理解细胞结构。

（四）表格的阅读步骤

表格则通过对一些生物数据的规律性罗列来展现生物规律，一般是二维的。表格阅读可分为三步。第一步是阅读表格的标题（表题），通过标题可以了解表格概况。第二步是阅读行列，表格横向为行，竖向为列，阅读行列主要是阅读行列中所统计的对象，这里要关注行、列与自变量、因变量之间的对应关系和数值单位。第三步是阅读表格数据，在阅读数据时，要注意横向、纵向比较联系，以得出相应结论。

例如，高中生物选择性必修一《内环境的稳态》一节，可以通过展示血检报告单的表格来引入（可有策略地选用某个患者的真实报告单，需要注意的是，应遮挡患者的个人相关信息和医院信息）。高中生或多或少接触过血检报告单，但一般不能完全看懂，这样贴近生活的表格，很快就会引起学生的共鸣。这时，教师要引导学生阅读表格。如表1中“血糖”一行数值为6.90 mmol/L，比较该行的“参考范围”一列3.60-6.40 mmol/L，可以得知该患者的空腹血糖偏高，即“提示”中“↑”的意义。

二、分段提高，构建图表基础模型

生物教学中的图表建模与图表阅读有着紧密的联系，图表建模是图表阅读不断发展、不断延伸的最终形态。这个过程也是学生从掌握、应用图表工具解决问题到自制、创新图表工具更好地解决问题的过程，对学生的生物基础知识、科研思维能力和科学探索精神都提出了更高的要求，有利于学生生物学科核心素养的提高。图表建模的难度和复杂程度都远高于图表阅读。在生物教学中，应适时适量地开展图表建模训练，循序渐进地提高学生的建模能力。教师可从图表阅读开始，着手培养学生看图表、读图表的能力;当学生基本掌握了图表阅读的方法后，可以有针对性地培养学生进行图表再现的画图（表）能力，画图（表）过程中，可以适当做一些细节方面的修改，增加畫图（表）的难度;最后，可以鼓励学生依据生物知识独立完成图表建构。

例如，教学“细胞呼吸”“光合作用”时，可让学生先通过线粒体、叶绿体结构图的阅读，掌握这两个生化反应的基本结构，然后独立画出线粒体、叶绿体结构图，最后在两幅结构图中标注参与生化反应的各种物质（图5为一位学生的建模成果）。这能有效帮助学生构建“细胞呼吸”“光合作用”的模型。

高中生物教学的课后巩固，往往是通过完成练习题的方式进行的。教师在设计课后练习题时，应该有计划地安排一两道训练图表建模的题目。这种题目的设计也应该遵循循序渐进的原则，从识图（表）解题到画图（表）解题，从题干要求到解题依赖，从使用工具到自制工具。比如，在材料题中，一旦涉及过程性描述，可以边读题边画出对应的流程简图，这样题目读完，图表建模也就完成了，解题条理清晰，既快又好。又如，在题目中同时涉及“细胞分裂”和“DNA的半保留复制”两个知识点时，可以通过绘制细胞分裂图中的染色体，然后将DNA以细线的形式绘制到染色体内部，并用深色代表放射性，进行图表建模（如图6）。

在解决类似题目的过程中，学生解题的思维性、科学性和完整性都会由于图表建模的逐步深入而越来越完善。

“数形结合”的教学思想和研究方法，不仅可以成为数学教学的重要思想，也可以“拿来”应用于高中生物教学。图表阅读和建模是生物教学中的必备工具。教师应当努力引领学生认识到这一工具的强大之处，形成主动使用这一工具的意识，逐渐掌握使用这一工具的方法，并能创造性地开发利用这一工具。这样，生物教学带给学生的就不仅仅是生物知识的积累，还有生物学科思想的构建，以及生物学科价值观的形成。

猜你喜欢图表建模高中生物基于核心素养发展的高中生物生活化教学高考·下(2021年6期)2021-09-30在经历中发现在探究中建模小学教学研究(2021年5期)2021-09-29图表解读世界博览(2021年9期)2021-06-233DSMAX建模技术分析计算机与网络(2021年6期)2021-06-01模型与建模在高中生物学教学中的应用——以“减数分裂”第1课时教学为例福建基础教育研究(2020年4期)2020-05-28求距求值方程建模初中生世界·九年级(2020年2期)2020-04-10信息技术在生物教学中的有效应用探索新课程·中学(2019年2期)2019-04-19浅析高中生物教学中如何开发学生的学科思维考试周刊(2019年32期)2019-04-13图表世界博览(2019年24期)2019-03-04图表新城乡(2017年10期)2017-10-31

推荐访问:建模 阅读