高中生物實驗思維可視化的探究

摘 要：思維可視化技術是當前學校教學對學生進行思維能力培養與訓練的一種可行性工具，這種技術在高中生物實驗教學中的應用能夠在很大程度上調動學生思考問題的自發性，并能夠使學生逐漸掌握生物教材中的知識鏈，在頭腦中形成生物知識體系，有利于學生展開對生物實驗的探究，促使高中生物教學效率得到顯著的提高。因此，在分析高中生物實驗思維可視化應用的必要性基礎上，提出高中生物實驗思維可視化教學的可行性措施，以期能夠切實提高學生生物學習的效率。

關鍵詞：高中；生物實驗；思維可視化

一、 高中生物實驗思維可視化應用的必要性

高中生物學科所涵蓋的知識比較深奧且內容非常龐雜，不同單元的知識具有繁雜性。例如，生理系統方面的知識等。生物學科具有很多下級學科，例如動植物學科、化學學科、生態環境學科等不同種類的下級學科，而這些下級學科實際上還可以再進行更加細致的劃分，所以說生物這門知識內容龐雜的學科對于高中學生來講，無疑是具有一定難度的學習任務。在以往傳統的生物教學中，生物教師一般都采用語言講解來傳授生物知識的方法，這使得學生僅對這些知識進行死記硬背，缺少“思維”性的理解，這些知識也就成了真正死板的知識，禁錮了學生的思維能力，造成學生的學習壓力越來越大。而高中生物實驗思維可視化的應用能夠促使學生在頭腦中形成整體系統的知識體系，讓學生真正對所學習的生物知識產生正確的認知，不斷促使發散思維方式、聚合思維方式、轉換圖形思維方式等不同思維的發展，因此，高中生物教學中采取實驗思維可視化的教學方法是時代發展的必然結果。

二、 高中生物實驗思維可視化教學的可行性措施

（一） 通過提問題的方式，培養學生的思維能力

高中階段學校開展教學的主要目標之一就是培養高中學生的思維能力。通過提問題的方式，能夠誘導學生對問題進行深入的思考，這對于學生思維能力的培養具有很大的作用。所以，高中生物教師要仔細鉆研教材，善于根據教材中的知識設置與之相適應的問題，并在學生自主探究問題時適當指導學生構建生物知識思維導圖，這樣有利于學生在掌握所學知識的同時逐漸完善生物知識體系，并能夠有效地提高學生的思維能力。

以高中生物《DNA是主要的遺傳物質》這一課為例，在開始進入到這一課的學習之前，學生已經對相關的基礎知識有了一定的了解，即細胞器、DNA、RNA等，所以開始新知識的講授之初，生物教師可以向學生提出這樣幾個問題：同學們，想一想，我們知道的遺傳物質都有哪些？它們都是怎樣分布的？我們是如何得到這些結論的？等等。并要求學生根據這些問題進行作答以及構建思維導圖。學生根據自己所掌握的知識和自己的探索得出問題的答案之后，教師通過幻燈片向學生展示格里菲思和艾弗里的肺炎雙球菌轉化實驗，通過這個實驗的展示，使得學生加深對該部分知識的認識和理解。

（二） 通過概念比較的方式，促使學生構建系統的知識體系

要想學好高中生物，構建生物知識體系十分重要。生物知識體系的構建能夠使學生在解答生物問題時迅速找到與之相對應的生物知識，讓問題的解答有理有據。而實驗思維可視化技術的應用，則會促使學生更加準確、迅速地構建知識體系，所以在進行生物課堂教學時，生物教師可以指導學生通過思維導圖的繪制，來比較生物知識中相近或是存在關聯的概念，在概念比較的過程中，學生會加深對概念的理解，這對于生物知識體系的構建至關重要。

以高中生物《細胞的基本結構》這一知識點為例，在學生已經對細胞的基礎知識有一個大體認知的基礎上，為了能夠確保學生構建該部分的知識體系，生物教師可以在課堂上導入該部分知識點的思維導圖，通過利用實驗思維可視化的教學手段，與學生共同回憶所學過的知識點，并將已經學過的知識點逐漸填充到可視化思維導圖上，在進行各個相近概念的比較和重復記憶。在高中生物教學中采取實驗思維可視化技術，能夠促使學生有效構建生物知識體系，提高生物的課堂教學質量和效果。

（三） 通過實驗方案的展示，促使學生更好地進行實驗探究

實驗探索是理科生在學習中必須具備的一項技能，但是在實驗探究中，學生常常面臨設計實驗方案的難題。因此，這就需要高中生物教師在教學中積極應用思維可視化技術，使學生清楚地認識到實驗探究的主題與方向，同時還要使學生能夠將自己的全部注意力集中在實驗方案的書寫及探究過程中，側面加強學生的實驗探究能力。

以“影響酶活性的條件”探究活動為例，生物教師先要求學生從“溫度對酶活性的影響”和“pH對酶活性的影響”兩個探究實驗中選出一個作為自己探究的主題。在學生選出自己的探究主題后，教師給學生列出了該實驗探究的流程。在給學生介紹了這些探究的主線后，學生開始書寫自己的實驗方案。應用思維可視化技術，不僅能夠吸引學生的注意力，使學生將更多的注意力集中在對實驗的分析及實驗方案的擬寫上，而且可視化技術的應用能夠使學生清楚地看到實驗探究的主體與方向，進一步簡化了學生實驗探究的難度。

綜合上文論述，高中生物知識的學習必須有生物實驗相輔相成，只有知識理論與學生親身操作相結合，才能加深學生對知識的認識與理解，提高生物教學的效率，可以說實驗是生物教學必不可少的一部分。高中生物教師在進行教學時要對實驗的內容與環節進行精心的安排與設計，采取實驗思維可視化的教學手法，提高學生動手操作實驗的能力。此外，高中生物教師要善于利用實驗思維可視化的教學手法，啟發誘導學生自覺基于圖像構建生物知識網，在學生實驗過程中適當增加一定的監督和指導，從而激發學生學習生物知識的興致，提高生物教學的質量。

參考文獻：

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作者簡介：

劉永，山東省鄒城市，鄒城市兗礦第一中學。