（東莞市常平中學 廣東東莞 523570）

深度學習是學習者能夠主動、批判性地整合新知識，并以深度理解為起點、以新情境中的遷移為導向、以解決復雜問題和培養(yǎng)創(chuàng)新能力為目標的一種高層次的學習方式。教科書插圖作為教科書的第二語言，其簡潔性、直觀性、包含性都是文字無可比擬。對其深度學習，將有助于學生生命觀念的形成、科學思維的發(fā)展?；谏疃葘W習的教科書插圖教學框架如圖1所示。

圖1 基于深度學習的教科書插圖教學框架

“讀圖、析圖、繪圖、憶圖”為基于深度學習的教科書插圖教學的一般步驟，但并不代表學生學習任何一副插圖都需要經(jīng)過這四個步驟。例如，對科學家肖像、生活場景、生態(tài)景觀、實驗儀器等宏觀拍攝圖，學生通過讀圖就可以獲得情感上的體驗和價值上的認同。對X光照片、DNA指紋等科普類插圖，學生通過讀圖就能認同科學技術在科學進步、社會生活、人類健康中的重要貢獻。對于實驗操作類插圖，學生通過讀圖、析圖能獲得具體實驗操作步驟、方法以及注意事項即可，沒有必要對其進行繪制和記憶。而涉及到生物學核心概念、生物學規(guī)律類的插圖，如細胞結構、生理過程、遺傳規(guī)律等，學生應通過讀圖、析圖、繪圖、憶圖深度學習，既是構建“大概念”所需，也是科學思維發(fā)展所需。在整個插圖教學中，教師應始終貫穿“學生主體、教師主導”的原則。教師主導主要關注引導、點撥、評價三方面。

1 讀圖

讀圖是基于深度學習的教科書插圖教學的首要環(huán)節(jié)，要有條理、有目的地從圖中獲取信息。教師需要充分發(fā)揮引導作用，同時學生應依據(jù)一定的讀圖方法和技巧展開。

1.1 教師引導

（1）情境引導。教師以插圖的內容設置相應的情境，在情境中引導學生讀圖。例如，學習“其他植物激素合成部位、分布和主要作用”插圖時，教師可以設置如下情境：一粒小麥種子（是風吹來，還是小鳥銜落的，還是農夫播種的），它感受到陽光的召喚，于是沖破了土壤的阻隔，正張開幼葉迎接著陽光雨露的呵護，準備著開花、結果，由綠變黃再變綠，進行著生命的輪回。思考這粒小麥在各生命階段激素發(fā)揮的作用。

（2）問題引導。教師應剖析插圖內容，設置有價值、有導向的問題串，以此引導學生讀圖。設置問題串時，應注意把握問題的梯度、深度。例如，讀“靶細胞與特定激素結合的方式示例”圖，教師可設置如下問題：激素是怎樣分泌、運輸?shù)?？激素只運輸?shù)桨屑毎麊?？激素與靶細胞上什么結合？激素參與細胞代謝嗎？激素會像酶一樣重復利用嗎？

此外，在學生讀圖時，教師要對插圖的基本情況進行說明，如圖中的符號意義、結構名稱、切面位置等，做到講解全面，指圖正確，方法得當。

1.2 讀圖策略

（1）帶著問題讀。例如，學生在讀“細胞與內環(huán)境進行物質交換”示意圖時，應帶著以下問題，以保證讀圖的有效性和導向性：內環(huán)境的包括哪些部分，其關系如何？毛細血管和毛細淋巴管的區(qū)別是什么？

（2）按照順序讀。讀圖時，應先讀圖名，再讀圖，通過圖名快速把握圖的內容。另外，還應根據(jù)不同類型插圖的特點，按照一定的順序進行：①對結構圖，按照由上到下、由左到右、由表及里、由內到外、由點到面等順序進行，如讀DNA雙螺旋結構模型圖，應按照從點到線、到面，最后到體的順序。②對生理過程圖，按照生理過程的發(fā)生順序讀圖，如讀“合成的分泌蛋白運輸?shù)郊毎獾倪^程”示意圖時，應該按照分泌蛋白合成與分泌的途徑（核糖體—內質網(wǎng)—高爾基體—囊泡—細胞膜）去讀圖。③對坐標類型圖，應先明確橫坐標縱坐標含義（自變量、因變量、具體數(shù)據(jù)大?。?，再看曲線趨勢（增或是減），最后明確各點（起點的含義，是否從零開始；終點的含義，是否以零結束；轉折點、最高點、最低點的含義），對于一個坐標圖上含有多個曲線圖，還要明確各曲線的含義以及交叉點的含義。④對表格類型圖，首先要理清表格的行、列的相關性，確定自變量和因變量，其次比較表格中數(shù)據(jù)的大小，把握因變量隨自變量變化的趨勢和特點，找出本質聯(lián)系。

（3）圖文對照讀。教師引導學生依據(jù)文本對生物學核心概念或生物學規(guī)律的描述，對應著讀圖，觀察圖中是否體現(xiàn)出文本所描述的特點或規(guī)律。同時，利用觀察圖像所獲得的感性認識去印證教科書中的文本內容，促進文本理解。例如，讀減數(shù)分裂各時期圖時，教師引導學生結合文本對各個時期的特征描述，對應各時期的圖像進行觀察，同時通過圖像的直觀展示，再去理解各個時期的特征。

（4）圖圖對比讀。教師引導學生比較分析相近或相關的圖像，有利于準確把握圖像。例如，對葉綠體和線粒體、內質網(wǎng)和高爾基體等這些易混結構圖進行比較；對跨膜運輸三種方式的示意圖進行比較；對動植物有絲分裂圖像進行比較；對精、卵細胞形成過程進行比較；對有絲分裂與減數(shù)分裂圖像進行比較等。學生通過比較找出各圖的區(qū)別和聯(lián)系，不但能準確掌握知識，同時還能提高觀察力和識圖能力。

（5）多維角度讀。例如，在讀細胞有絲分裂各時期圖時，可從染色體形態(tài)、染色體數(shù)目、DNA數(shù)目、染色單體數(shù)目多角度觀察，理解各時期的特征。

2 析圖

析圖是指學生在讀圖的基礎上進行分析，力求弄清各生物要素之間的關系，并將所獲得的表面信息經(jīng)過思維加工和處理，最終得出正確的結論，以達到理解與插圖有關的生物學現(xiàn)象及規(guī)律的目的。

2.1 教師點撥

（1）設計問題，透析插圖內涵外延。教師依據(jù)學生讀圖獲取的信息設計關鍵問題，幫助學生厘清插圖的層次脈絡，挖掘出相關知識的內涵和外延。例如，針對“某陸地生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)”，在教師的引導下學生很容易觀察出食物鏈的數(shù)量、最長或最短的食物鏈、鷹屬于營養(yǎng)級的級別、蜘蛛與青蛙的關系、青蛙的食物來源。在厘清這些問題后，學生能夠理解食物鏈食物網(wǎng)的概念。但此圖所表達的內涵是食物網(wǎng)的形成有利于維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此教師在學生析圖時應適時點撥：如果圖中的某種生物（如青蛙）減少或是消失，此生態(tài)系統(tǒng)將會如何發(fā)展，最終會崩潰嗎？學生通過分析討論，得出：食物網(wǎng)中某種生物減少或是消失，它在食物鏈中的位置可由其他生物取代，生態(tài)系統(tǒng)會繼續(xù)維持穩(wěn)定，食物網(wǎng)的存在有利于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。教師繼續(xù)追問，拓展插圖的外延：如果食物網(wǎng)中的生產者全部消失呢？圖中的生物構成一個生態(tài)系統(tǒng)嗎？教師促進學生進一步理解生產者作為生態(tài)系統(tǒng)的基石，厘清生態(tài)系統(tǒng)和食物網(wǎng)的各自組成成分。

（2）關注細節(jié)，使隱性知識外顯化。由于教科書篇幅限制，有些知識并無文字說明，而在插圖中卻隱含著。這些知識不易被學生發(fā)現(xiàn)，教師應從細節(jié)入手，據(jù)圖挖掘，使隱性知識外顯化，使學生達到對知識的深層次理解。例如，對“DNA分子結構模式圖”，教材中只描述了磷酸、脫氧核糖交替連接排列在外側，構成基本骨架，堿基對排列在內側。對于一個DNA分子有幾個游離的磷酸基，相鄰的兩個堿基通過什么方式連接，脫氧核糖上連著幾個磷酸分子，A和T的數(shù)量關系在單鏈和雙鏈中怎樣，教材中并沒有描述。這些隱性知識教師應挖掘出來。

2.2 析圖策略

學生在分析插圖時，應把新舊知識聯(lián)系起來，用自己的語言把插圖所展示的生物學原理、生物學規(guī)律提煉出來，構建知識體系。析圖結果可采用思維導圖的形式展現(xiàn)（圖2）。

圖2 DNA分子結構模式圖析圖后的思維導圖

3 繪圖

繪圖是學生在讀圖、析圖的基礎上，自己動手繪圖，有利于加深對所學生物學知識的理解和記憶，同時也能體現(xiàn)學生在繪圖中的科學思維。

3.1 繪圖策略

（1）簡化繪圖。利用簡單的線條將原型圖勾勒出來，既不改變原圖表達的意思，也簡化了繪制的過程。例如，繪制有絲分裂和減數(shù)分裂各時期圖像時可采用簡化法，只要能清晰展示出各時期特點即可（圖3）。

圖3 同源染色體聯(lián)會和有絲分裂后期簡化圖

（2）變式繪圖。將原型圖以另外一種方式或布局表達出來，既能反應出原型圖的特征，也達到同樣解釋文本的作用。例如，將“生物膜的結構示意圖”由立體圖繪制成平面圖（圖4A），既簡化了繪圖過程，也使得繪圖由機械的臨摹變成重構，加深了學生對生物膜的成分、基本骨架、蛋白質的分布、糖蛋白的分布等知識理解。又如，將種群年齡組成中的“增長型、衰退型”轉變?yōu)樽鴺藞D（圖4B）。

圖4 變式繪圖例舉

（3）整合繪圖。將有內在聯(lián)系的插圖通過優(yōu)化重組繪制在一起，這樣有利于知識的系統(tǒng)化。例如，學完神經(jīng)調節(jié)一節(jié)知識后，可以將反射弧圖、神經(jīng)元圖、突觸的亞顯微結構示意圖優(yōu)化組合繪制在一起（圖5），既有利于本節(jié)核心概念的理解，也能厘清各概念間的關系。

圖5 整合繪圖例舉

3.2 教師評價

在繪圖過程中，教師可依據(jù)表1，對學生的繪圖結果進行評價，并將評價結果反饋給學生，同時指導學生修改其中的知識性錯誤，補充不完整的地方。

表1 繪圖評價量表

4 憶圖

憶圖是學生對插圖的再次聯(lián)想，進一步鞏固知識體系，構建生命觀念的過程。

4.1 憶圖策略

憶圖最有效的方式就是類比。學生讀圖、析圖、繪圖之后，教師引導學生通過類比進行憶圖，使圖與圖之間、圖與表之間、表與表之間進行轉換，然后將其引伸發(fā)展構成新圖。在憶圖時，教師要使學生注重回憶插圖的組成成分或是節(jié)點，然后在腦海中將各成分或是節(jié)點關系用線條串起來。憶圖結果主要以口頭語言表達出來，也可以文字展現(xiàn)。例如，憶體液免疫過程圖時，可先憶參與的細胞與物質，再憶各細胞之間的關聯(lián)、各物質發(fā)揮的作用、來源等。

4.2 教師評價

憶圖中，教師可依據(jù)表2，對學生的憶圖過程和結果進行評價，并將評價結果反饋給學生，同時指出憶圖中的知識性錯誤，引導學生完整憶圖。

表2 憶圖評價量表