高中生物新教材中图像系统的应用
摘 要：高中生物新课程教材中图像系统是储存和传递生物学教育信息的重要形式。研究图像系统应用的途径、方法及评价，有助于深入挖掘课程资源，加强课程与学生生活的联系，激发学习兴趣，激活获取知识的思维，提高学生生物科学素养,促进学生全面发展。
关键词：高中生物；新课程教材；图像系统；应用途径；应用方法；评价
中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1009-010X（2011）10-0057-03
图像系统是指教材中具有直观、形象特点的各种图片、照片、表格、曲线图等。它们是储存和传递教育信息的重要形式，以往习惯上把它们看作是教材文字课文系统的补充，称之为“插图”或“附图”。生物教材图像系统包括图像系统的组织、图像内容和类型以及图面设计三个要素。在这三要素中，图像系统的组织是决定图像系统质量的关键，图像内容和图面设计镶嵌在图像系统中。
一、图像系统应用的背景
1．新课程改革的核心理念是“提高每个高中学生的生物科学素养，促进学生终身发展”。要求改变传统课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得基础知识与基本技能的过程成为学会学习和形成正确价值观的过程；改变课程结构过于强调学科本位、科目过多和缺乏整合的现状；加强课程内容与学生生活以及现代社会科技发展的联系，关注学生的学习兴趣和经验，精选终身学习必备的基础知识和基本技能。
2．新课程标准对能力的培养提出了明确要求。设计可行的实验方案；实施实验方案，收集证据；客观地观察和描述生物现象；利用数学方法处理、解释数据；用准确的术语、图表介绍研究方法和结果，阐明观点等。
3．新课程高考的《考试说明》对理解能力、获取信息能力等给出考查的具体方向。要求考生能把握所学知识的要点和知识之间的内在联系；能用文字、图表、图解等形式阐述生物学事实、概念、原理和规律等；会鉴别、选择试题给出的相关生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题。
4．对教材作用的认识更加深刻。教材是一种教学资源，教师要领悟课程标准中有关知识的具体要求，认真领会教材的编写意图，做到用教材教。必修模块对于提高全体高中学生的生物科学素养具有不可或缺的作用。必修模块1、2、3教材内容的选择是生物科学的核心内容，同时也是现代生物学发展最迅速、成果应用最广泛、与社会和个人生活关系最密切的领域。所选内容能够帮助学生从微观和宏观两个方面认识生命系统的物质和结构基础、发展和变化规律以及生命系统中各组分间的相互作用。教材的知识体系主题明确，能力体系层次分明，科学方法体系设计完整。
5．新课程要求教师在实施教学过程中必须充分挖掘插图内涵，恰当、系统地利用好教材图像系统所蕴含的大量信息，渗透科学、技术、社会教育，培养观察能力、分析处理图表数据的能力等。
二、图像系统应用的途径及方法
基于“高中学生对生物教材中插图利用情况调查问卷数据分析”反映出的信息，确定“图像应用途径、方法及评价”的实践活动。
1．创设情境激发学习兴趣，深化情感、态度、价值观的培养。联系生活生产实际的图片能使学生在学习的过程中始终保持轻松乐学的学习态度，借助这些图片引导学生探究生命的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受生命世界的奇妙与和谐。教材中的每一幅插图都经过精心的编排，符合学生的认知规律，同时也注重了学生思维与情感的培养，在图片诱发的浓厚兴趣下的学习，远比一句话的板书或一次简单的文字记忆的效果好得多。
2．识别图像，训练观察能力，提高获取学科知识的技能。人教版几乎每节开头都有图片配合问题探讨，使学生思维进入问题情景。例如在“ATP”一节开头，教师可以将萤火虫图片投射于银幕并深情朗诵杜牧的唐诗，情境交融的诗句和优美的画面使学生不知不觉思考与之有关的生物学问题：萤火虫发光的生物学意义是什么？萤火虫体内有特殊的发光物质吗？萤火虫发光的过程有能量的转换吗？再如分泌蛋白的形成过程，人教版教材用了两组图来说明。教师应指导学生仔细读图，重点观察被标记的分泌蛋白在细胞中的出现部位，结合辨认细胞结构名称，从而对分泌蛋白产生过程形成一个整体的动态的印象。在此过程中学生提高了观察能力、想象能力和思维能力。
3．图文转化能力训练、测试与绘图表意相结合，达成教学目标。以识图训练册和识图题为材料，进行图文转化练习。在运用图片时，教师对学生提出一定的要求，让他们仔细观察、领会图片的内容和深刻的含义，结合文字叙述分析其内在联系。例如“生长素浓度与所起作用的关系”一图，应让学生着重观察不同生长素浓度对根、芽、茎所起的不同作用，理解其对不同器官影响不同，在观察基础上，教师也可要求学生对图进行分析讲解，以深刻领会生长素的两重性。
再如，利用细胞有丝分裂和减数分裂图指导学生计数各时期染色体、染色单体、DNA 、同源染色体数，引导学生画出相应曲线图，从而深刻领会两种分裂的意义。经常地利用图片，发挥图片发展智力的效应，就可以逐步提高学生观察问题、分析问题的能力。在此基础上激发学生的创作欲望，逐渐学会用手中的笔反映观察到的生命现象。
4．批判性思维及形象思维活动训练。利用模式图、生物图群等形式训练学生的形象思维，能帮助学生由静态把握生物结构变化的起始状态和终结状态，转换到动态把握变化过程，全面系统地认识生命现象的统一性、层次性、渐进性，便于领会生命的动感。教师指导学生读图的同时还应该对图像进行深度讨论，以挖掘其中知识内涵，甚至尝试发现其中的错误。例如围绕“某陆地生态系统的食物网”，师生还可以提出以下问题，以深化对图像的认识。①图中有几种成分？②几条食物链？③哪条食物链最短？④哪条食物链最长？⑤在最长、最短食物链中，鹰属第几营养级？⑥兔、鼠、食草昆虫、食草鸟是什么关系？⑦蜘蛛、青蛙有什么关系？鹰、蛇与狐呢？吃虫鸟与蜘蛛呢？⑧狐、鹰有没有关系？⑨含能量最多的生物是谁？⑩含能量最少的生物是谁？鹰获得能量最多、最少的食物链分别是哪些？此生态系统还缺何种成分？
5．实验技能培训。教材中将鉴定各种成分的活动程序与操作图解有机地结合起来，使学生在阅读实验内容的时候明确了本实验的关键步骤、重点操作，使重难点内容简单化，并对实验现象一目了然。
6．研究性学习过程中，用图表汇总调查、实验等原始数据，进而反映生物学事实及规律，让学生体验科学探究的过程，练就主动学习，自我发展的本领。如研究性学习案例《临西一中校园植物调查初报》。
三、图像系统应用的评价
图像使用效果的课堂评价标准，侧重于以下几个方面，即看、析、绘、忆图。
1.看图是学习生物学的重要方法，是沟通课文、作业、图像三个子系统的桥梁，是图文结合的媒介。要达到正确观察图像，就要首先明确看什么、怎样看。如必修1图6-3和必修2图2-2两个图分别是植物细胞有丝分裂和哺乳动物精子的形成过程，应该引导学生看染色体的形态和数目的规律性变化；必修2中大量的遗传图解则应该引导学生明确图中符号、代码的含义，再根据教学内容重点观察。教师要运用图像系统教学生掌握读图技能，养成读图的良好习惯。
2.析图能活跃学生思维，仅仅会观察图，获取图像上的某些表面信息是远远不够的。教学过程中图像系统的运用还应该在看图的基础上进行分析，力求理顺各生物要素之间的关系，并将所获得的表象经过思维加工和处理，得出正确的结论，以达到阐述清楚与图像系统有关的生物学现象及规律的目的。
3.绘图是主动反映学习效果的表现，学生在看图、析图的基础上还应学会自己动手绘图，这样有利于加深对所学生物学知识的理解和记忆，也有利于发展他们的生物学技能。如必修1图5～15光合作用过程的图解，学生将图解与光合作用反应式综合起来以后，若能够自己绘出这个图解，对该知识点的理解和记忆将会是十分牢固的。
4.忆图利于系统知识结构，通过图像记忆，印象深刻，形成空间概念牢固。学生运用图像能力的大小，不在于积累图像数量的多少，关键看转换图像的能力。忆图最有效的方式就是类比。教师在指导学生看图、析图、绘图的过程中，要注意图像系统之间的重新组合，对教科书中某些图像加以类比，使图与图之间、图与表之间、表与表之间进行转换，然后将其引伸发展构成新图。这样，教科书中的图像系统所形成的表象与文字知识一同起到了巩固知识的作用。
上述各种应用方法及途径的评价标准，用于指导帮助学生阅读教材，获取知识，发展技能。同时也帮助教师决定要提供给学生什么样的资料和方案。
总之，我们在教学过程中，要注重对插图教法的研究，充分发挥教材插图的作用，不仅有利于学生理解和掌握许多较为抽象的生物学知识，更能有效地提高和培养学生观察、分析、解决问题的能力。这既符合学生认识事物的规律，有益于学生的终身发展，也是培养创新型高素质人才的要求。怎样才能做到“正确理解、分析生物学中以图表、图解等表达的内容和意义，并能用图表等多种表达形式准确地描述生物学现象和实验结果”，将是我们今后继续探讨的问题。
参考文献：
［1］中华人民共和国教育部．普通高中生物课程标准（实验）［S］．北京：人民教育出版社，2003．
［2］人民教育出版社．分子与细胞，遗传与变异，稳态与环境［M］．北京：人民教育出版社，2004．
［3］章泽渊，陈科美，钱颖．教育心理学［M］.北京：人民教育出版社，2007．
［4］河北省教育厅.普通高中新课程生物学科教学实施指导意见（试行）［Z］．石家庄：河北省教育厅．
［5］赵占良．高中生物课程改革中的主要问题和对策［J］．中学生物教学，2007，11．