科学绘画在初中生物教学中的应用研究

摘要：科学绘画是一种融合了艺术与科学的独特教学手段，近年来在初中生物教学中逐渐展现出其不可替代的价值，尤其是在教授动植物细胞结构等抽象且微观的概念时，科学绘画凭借其直观展现与创意表达，为学生搭建了一座从理论知识到具象理解的桥梁。本文将以“动植物细胞结构”的教学为例，就科学绘画在初中生物教学中的应用展开研究，以期促进学生科学素养的全面发展。

关键词：科学绘画；初中生物；教学应用；“动植物细胞结构”

0引言

生物学作为自然科学的重要支柱，其教育价值不仅限于知识的传授，更在于培养学生探索生命奥秘的好奇心与科学思维能力，初中阶段学生们对生物世界的初步探索，往往为他们日后的科学探索之路奠定坚实基础。从建构主义的角度来看，绘画行为本质上是学习者对观察信息的主动重构，这种具身认知活动有助于概念图式的形成。科学绘画鼓励学生通过细致观察和精确描绘细胞结构，将抽象的科学知识转化为具体可感的图像，这一过程能有效加深对细胞结构的理解，促进他们空间想象能力和细节观察能力的提升。

1科学绘画在初中生物“动植物细胞结构”教学中的应用意义

1.1促进空间思维的深层发展

科学绘画为学生提供了一个直观且富有表现力的方式来构建和深化对动植物细胞结构的空间认知，在绘制细胞结构图的过程中，学生不仅需准确记忆细胞膜、细胞核、线粒体、叶绿体等关键组成部分的名称及其各自功能，还需借助线条、色彩与形状的组合将这些微观且复杂的细胞结构在脑海中立体化、动态化地再现。这将极大地锻炼学生的空间想象能力，促使他们在反复修正和完善画作中，不断加深对细胞内部结构及其相互关系的理解，实现从抽象概念到具象表达的思维转变，从平面图形到立体模型的认知跨越，促进科学素养的全面提升。

1.2激发学习内驱力与创新意识

当学生亲手绘制出那些栩栩如生、细节丰富的细胞结构图时，他们内心的成就感与自豪感油然而生，这种积极的情感体验进一步促使他们对生物学知识产生更加浓厚的好奇心和强烈的探索欲。在观察和绘制科学绘画期间学生需要精准捕捉细胞结构的特征，还需发挥创造力尝试运用多样化的艺术手法来展现细胞的奥秘，这一过程既能锻炼学生的艺术素养，还能激发他们运用所学知识去解决实际问题的创新意识，在无形中点燃学生的科学梦想。

2科学绘画在初中生物“动植物细胞结构”教学中的应用策略

2.1利用科学绘画进行课堂导入

课堂导入是激发学生兴趣、引发学生思考的关键环节，科学绘画因其直观性和趣味性，非常适合作为课堂导入的工具[1]。上课之初教师可以先吸引学生注意力：“大家有没有想过，我们身体里的每一个细胞都像是一座座微缩的城市，里面有着复杂而精妙的构造？今天我们就通过科学绘画这把钥匙，打开这些微观世界的大门。”随后展示一些精美的动植物细胞科学绘画作品，画面上动植物细胞结构被细致地描绘出来，细胞膜、细胞核、线粒体、叶绿体等关键部分都用不同的颜色和高光效果突出显示，让人一目了然，引发他们对细胞结构的好奇心。展示科学绘画后要引导学生仔细观察这些细胞结构图，并提出一些问题如“你能看到哪些细胞器？”“动植物细胞有哪些不同？”等，以问题激发学生的思考，促使他们主动探索细胞结构的奥秘。引导学生观察并提问的基础上可以设置一些悬念，如“为什么植物细胞有叶绿体而动物细胞没有？”“线粒体为什么被称为细胞的‘动力工厂’？”这些问题能调动学生的探究欲望，为接下来的知识讲解和深度学习做好铺垫。

2.2结合科学绘画进行知识讲解

细致讲解动植物细胞结构知识时科学绘画是一个非常重要的辅助工具，可以帮助学生更好地理解细胞结构的细节和功能[2]。具体教学中教师可以逐步分解细胞结构，一边展示细胞各部分的科学绘画，一边详细讲解，例如指着细胞膜的科学绘画说：“这是细胞膜，它就像细胞的皮肤控制着物质进出。”接着用类似的方式介绍细胞核、线粒体、叶绿体（仅植物细胞）、液泡等关键结构，每介绍一处都配以相应的科学绘画，让学生直观感受每个细胞器的形态和位置，帮助他们理解和记忆。详细讲解各个细胞器功能时也可以结合科学绘画，比如解释线粒体的功能时可展示一个放大的线粒体学习绘画，指出其内膜和外膜的差异以及内膜上富含的酶类，帮助学生理解线粒体是如何通过氧化磷酸化过程为细胞提供能量的。期间教师可借助科学绘画进行互动教学，例如请学生上台指认细胞结构图中的各个细胞器并解释它们的功能，或者让学生小组讨论分析不同细胞器之间的相互作用和关系，以此提高学生的参与度和学习效果。

2.3鼓励学生自主创作科学绘画

自主创作科学绘画是提升学生动手能力和深化理解的有效方法，鼓励学生自主创作绘画之前教师需提供一些创作指导和素材，例如介绍一些科学绘画的基本技巧和方法，包括如何准确描绘细胞器的形态和位置、如何运用色彩和阴影来增强画面的立体感和层次感等，还可以提供一些细胞结构的实物图片或高清电子显微镜图像作为创作素材，供学生参考和借鉴[3]。为确保科学绘画创作的针对性和实效性，可以设定一些创作主题和要求，如要求学生创作一幅动植物细胞结构的对比图，或者创作一幅展示某个特定细胞器功能的详细图，以此引导学生更加深入地探索和理解细胞结构的奥秘。学生创作完成后可以组织一次作品展示和评价活动，让学生相互学习和借鉴对方的优点和创新，激发他们的创作热情和自信心。对于一些优秀的科学绘画作品可其用于后续教学中，比如作为课堂导入的素材或者知识讲解的辅助工具等，这样既能肯定学生的创作成果，还能够激发其他学生创作的积极性和热情。

3结束语

总而言之，科学绘画在初中生物教学中的应用，实际上是将科学认知与艺术表达融合为具体化的学习实践，既解决了微观知识可视化的教学难点，更通过手脑协同的认知加工机制，促进学生从表层记忆向深度理解的跃迁。教师要充分发挥科学绘画的优势和作用，让学生在动手绘制中感受生物学的魅力，培养他们的科学素养和综合能力。

参考文献：

[1]徐旷之.从“科学之精神”到“科学之方法”——蔡元培的“科学”观与“写生”问题再思考[J].美术观察， 2024，（6）：62-74.

[2]褚海燕.植物染料在小学美术绘画教学中的运用策略研究[J].中文科技期刊数据库（全文版）教育科学， 2023，（2）：P.94-96.

[3]杨代虎，徐慧敏.初中生对生物学家形象认识的调查研究[J].合肥师范学院学报， 2023， 41，（6）：32-36.