信息可视化背景下图文转换之提升高中学生生物表达能力的研究

摘 要：在信息可视化背景下，图文转换不仅是一种技术手段，也是一种教学策略，其可以帮助学生多角度理解生物知识，提高学习效率。培养图文转换能力，能够使学生有效学习生物知识，准确表达观点，提升生物表达能力。基于此，文章主要对图文转换在提升生物表达能力中的作用进行分析，结合实际教学案例，深入探索信息可视化背景下高中生物运用图文转换教学模式提升学生表达能力的教学策略，旨在探索更加适合高中生物教学的图文转换形式，提升高中生物课堂教学质量，使得学生能够提升生物表达能力，进而获得全面发展。

关键词：信息可视化；图文转换；高中生物；表达能力；教学策略

中图分类号：G633.91   文献标识码：A   文章编号：1673-8918（2024）38-0127-06

在当前信息技术迅猛发展的时代，信息可视化技术因其直观、高效特点在教育领域广泛应用。图文转换是能够帮助学生提高信息传递效率和理解程度的重要形式。对历年高考生物试卷进行分析会发现，图表题型较为常见，但学生生物语言表达能力却不容乐观。在2019—2023年生物高考试题中，学生非选择题平均分和及格率有所下降，考查语言表达能力的试题有所增加。因此，生物教学中应重视培养学生的语言表达能力。良好的表达能力能够帮助学生在解题时书写答案更有条理、逻辑性，获得良好成绩。但教学中教师常利用插图引导学生识别图表，很少会基于信息可视化技术来辅助教学，导致学生遇到图表类试题时缺乏信心，无法有效分析、转换信息。所以，在高中生物教学中，教师应多注重培养学生的图文转换能力，以此提升其生物表达能力。

一、 国内外研究现状

在国内，研究者高度重视信息可视化在教育教学中的应用，认为它有助于提高学生的学习兴趣和效果。例如，张晓光提出了一种基于信息可视化的教学策略，以帮助学生更好地理解和掌握复杂概念。此外，图文转换在教育教学领域的应用逐渐受到关注，一些学者和教师开始探索图文转换在提升学生生物表达能力方面的作用。例如，李丹探讨了利用图文转换工具辅助高中生物教学的方法和策略。他们通过设计并实施图文转换教学活动，发现图文转换有助于学生更好地理解和记忆生物知识，同时能够提高学生的生物表达能力。总体而言，这些研究主要集中在图文转换教学策略的设计、实施效果评估以及影响因素分析等方面，关于图文转换提升生物表达能力的研究还存在一些不足。首先，相关研究数量相对较少，且多集中在实践应用层面，缺乏深入的理论探讨。其次，现有研究多关注图文转换在知识理解方面的作用，对如何具体提升学生的生物表达能力的研究还不够充分。此外，针对不同学习风格和认知能力的学生，如何个性化地运用图文转换提升生物表达能力的研究也相对较少。

在国外，图文转换在教育教学领域的应用和研究相对更为成熟。在生物学科方面，一些学者通过实证研究证实了图文转换教学在提升学生生物表达能力方面的有效性。并且他们也关注如何在高中生物教学中有效运用信息可视化手段，以提高学生的生物表达能力、学习兴趣和科学素养。例如，Johnson提出了一种基于信息可视化的教学模式，通过将生物学知识与实际生活案例相结合，激发学生的学习兴趣。此外，Brown探讨了利用图文转换工具辅助高中生物教学的方法和策略。他们发现，图文转换不仅有助于学生理解和记忆生物知识，还能显著提高学生的生物表达能力，包括口头报告、书面作业和实验操作等方面。国外的研究还关注了图文转换在教学过程中的具体应用策略和方法，还注重评估图文转换教学效果的量化指标和评价体系。他们通过设计科学的实验方案和收集客观的数据来评估图文转换在提升学生生物表达能力方面的实际效果，为教学实践提供了有力的支持。

二、 图文转换在提升生物表达能力中的作用

（一）有利于培养学生科学思维

图文转换可以将抽象的生物知识以形象的图形和文字相结合的方式呈现，帮助学生更好地理解和掌握生物知识。在高中生物教学中，借助信息可视化技术来运用图文转换教学模式，能够培养学生的科学思维方式。在实际开展教学活动的过程当中，学生不仅需要理解图形和文字所表达的生物知识，还需要通过分析和比较，将不同的生物知识进行整合和归纳，从而形成自己的生物知识体系。在分析与比较的同时，也能够让学生运用专业术语进行总结与归纳，顺畅表达，进而有效培养学生的科学思维方式，使学生在面对复杂的生物问题时，更加理性地思考和解决问题。

（二）有利于丰富课堂学习体验

在传统的生物课堂教学模式中，教师通常以讲授和板书为主要教学手段，学生则被动进行学习。这种单向的传授方式往往使学生感到单调和缺乏吸引力。相比之下，图文转换的教学方式能够将生物知识以图形和文字相结合的方式生动展现，使学生在学习过程中能够直观感受到生物知识的魅力。同时，图文结合的教学方式不仅会充分激发学生的学习兴趣，还会进一步调动学生的学习积极性，促使学生积极参与到生物知识的学习与互动中，以此丰富学习体验，为提升学生的生物表达能力奠定坚实基础。

（三）有利于降低生物学习难度

生物知识抽象且复杂，涵盖细胞结构、遗传学、生态系统等主题，需要学生具备一定的空间想象能力和抽象思维能力。学生在深入理解和熟练掌握所学知识时，会存在相应的难度。然而，通过图文转换的教学方法，可以将这些抽象的生物知识，以生动、直观的图形和简洁的文字描述呈现出来，使得学生能够更轻松地理解并掌握，也能够顺畅表达。而且，生物知识中包含大量概念和理论，往往难以直接理解，通过将其以图解的形式展现出来，学生可以逐步分析每个部分，理解每个符号或图形的含义，最终将零散的知识点串联起来，形成完整的知识网络，清晰表达相关知识，降低生物学习难度。

（四）有利于增强学生实践能力

图文转换不仅是一种学习方式，更是一种实践操作的过程。在图文转换的过程中，学生需要观察图形、分析信息、整合知识、提炼要点，并用恰当的文字表达出来。这一系列的操作不仅要求学生具备扎实的生物基础知识，还需要学生具备实践能力和创新能力。在高中生物教学中，教师要积极鼓励学生多进行图文转换的实践，亲自动手、动脑，结合所学知识，自行设计图形、编写文字，将生物知识以图文结合的形式展现出来，加深学生对生物知识的理解，提升学生的实践能力和创新能力。

三、 基于信息可视化与学生表达能力提升的高中生物图文转换教学

（一）深挖教材内容，理解生物概念

实际上，在高中生物教学中，生物概念并不是独立的，不能被单独表征。在信息可视化的背景下，为了借助图文转换的教学模式来提升学生生物表达能力，教师就需要注重深层次挖掘教材内容，让学生理解生物概念之间的内在联系，帮助学生构建完整的生物知识体系。通过图文转换的方式，将生物概念以填空补充式的概念图呈现出来，能够使学生直观地理解生物概念的含义和特征，同时掌握生物概念之间的逻辑关系。

例如，在教学人教版必修2《孟德尔的豌豆杂交实验（一）》时，因教材内容与分离定律具有紧密联系，并且分离定律也有孟德尔第一定律之称。为此，为了让学生更加轻松地对分离定律概念加以理解，教师可以在完成基础知识的教学之后，借助信息可视化技术，运用电子白板为学生展示相关术语的概念图，如下图所示。而后，教师就可以对学生进行引导：今天，我们对遗传的规律进行了研究，并且主要讲解了实验的选材、现象以及解释。在学习的过程当中，我们涉及了很多术语。下面，请大家尝试利用这些术语将概念图进行完整补充。这样，学生也就会基于填空补充式的概念图，构建各个概念之间的实质性联系，使得“分离定律”的术语更容易理解与接受。同时，通过这样的图文转换训练，学生不仅能够深入理解分离定律的概念，还能在日后的学习中，更加自如地运用相关术语清晰、准确表达自己对生物知识的理解。

（二）叙述图表信息，活跃课堂氛围

在高中生物课堂教学中，教师不仅要让学生对图表进行分析，明确其中内涵，也要注重创造机会，让学生运用自己的语言对图表进行表达，强化对学生图文转换能力的培养，以此提升学生的生物表达能力。为此，教师在实际开展教学的过程当中，应充分运用信息技术为学生直观展示与教材内容相关的图表，并且让学生自主对图表进行描述，以此活跃课堂的氛围，使得学生能够得到思维方面的训练，进一步提高分析与解题能力。

例如，在教学人教版必修1《细胞的分化》时，为了让学生对所学知识进行深刻掌握，教师就可以运用多媒体技术在大屏幕上为学生展示受精卵分裂与分化过程的图表，如下图所示。接着，引导学生仔细观察图表，并尝试用自己的语言描述这一过程。经过对图表进行分析，学生就能够了解图表序号所代表的生理过程，即①②③代表有丝分裂，④代表细胞分化。而后，学生也就可以运用一句话对该过程所表达的含义加以描述。如此，学生也就能够了解到此图标识受精卵经过分裂以及分化后，会形成具有一定结构、功能以及形态的组织。通过让学生对图表信息进行叙述，不但能够了解学生的思路，也能帮助教师对学生的知识掌握情况进行评估。如果学生在叙述的过程当中存在相应的错误，教师也可以及时纠正，并以此为契机，加深学生对知识点的理解和记忆。通过这种方式，学生不仅能够学会如何观察和解读图表，还能够学会将信息用准确、流畅的语言表达出来，这对提升学生的生物表达能力具有很大帮助。

（三）梳理实验原理，解读实验流程

在高中生物教学中，实验占据重要地位，也属于验证理论知识的关键环节。在图文转换中，为锻炼学生的表达能力，教师可巧妙运用信息可视化工具辅助实验教学。具体而言，教师应引导学生深入分析实验图，系统梳理实验原理，细致解读实验流程，以此提升学生的逻辑思维能力和语言表达能力，使学生能在解析实验的同时，获得综合能力的发展。

例如，在教学人教版必修2《DNA是主要的遗传物质》时，为了让学生对T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的原理以及实验操作流程进行深入了解，教师就可以借助图文转换的教学形式。因该实验的步骤以及操作比较多，学生普遍很难理解。为此，教师就可以运用信息可视化工具，为学生展示T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的图表，如下图所示。通过结合图表中的文字提示，对实验操作流程加以解读。在此过程当中，教师可以设置相应的问题：①噬菌体为什么要与大肠杆菌混合？②32P与35S分别代表噬菌体的什么结构？请说明理由。③为什么要将噬菌体与大肠杆菌进行搅拌与离心处理？④为什么用35S标记一组中所获得的沉淀物有少量放射性物质？而后，学生就可以通过观察和思考实验流程图，结合所学知识，对实验流程进行梳理。在解答问题的过程中，学生不仅能够深入理解实验的目的和原理，还能够锻炼逻辑思维能力和语言表达能力。

（四）绘制思维导图，整理核心内容

在高中生物教学中，思维导图也是图文转换教学的重要体现之一。思维导图作为一种有效的学习工具，可以帮助学生将零散的生物知识点串联起来，形成系统完整的知识体系，有助于学生更好地理解和记忆生物知识。为此，教师可以为学生提供绘制思维导图的基本方法和技巧，包括确定主题、选择合适的分支、添加关键词等。而后，教师就可以根据教学内容，引导学生开始绘制思维导图。在绘制的过程中，学生可以对相关的知识点进行整理和归纳，用线条和颜色进行区分和标记，进而形成清晰明了的思维导图。

例如，在教学人教版选择性必修2《影响种群数量变化的因素》时，教师可以先为学生讲述影响种群数量变化的各种因素，然后指导学生根据所学内容绘制思维导图。学生可以将“影响种群数量变化的因素”作为中心主题，然后将“非生物因素”和“生物因素”作为两大分支，分别细分出各个具体的子分支。在非生物因素分支下，学生可以将“阳光”“温度”“水”列入其中，并将其概括为“非密度制约因素”。在生物因素分支下，学生可以将“种内竞争”列入，并且添加“种间竞争、捕食、寄生”的密度制约因素。在思维导图的最后一个分支，学生可以加入“种群研究的应用”，并列举出保护濒危动物、确定渔业和畜牧业的合适捕捞量和载畜量、防治有害生物等实际应用案例。

此外，教师还可以引导学生由绘制某一小节知识内容的思维导图延伸拓展到绘制整个模块的思维导图，如绘制人教版必修1《分子与细胞》模块思维导图，学生作品如下图所示。