探究式教學結合思維導圖在動物學教學中的應用與實踐

蘇麗娟 朱河水 郭爽 劉慧敏 張國只 梁振普 李琰

摘要：在現行多媒體課堂教學的基礎上應用探究式結合思維導圖的教學模式，提出農業(yè)院校教學的可視化新策略，本文將兩種教學模式交替應用在動物學教學過程中的教學設計、導入新課、分組討論、復習總結、教學評價等五個關鍵環(huán)節(jié)，提出探究式教學和思維導圖不僅能夠提高教師的教學效果，也能提高學生的學習效果，同時也是一種能夠促進學生學習積極性和主動性、激發(fā)學生的聯想與創(chuàng)意、讓學生養(yǎng)成系統的學習和思維習慣、實現“以學生為中心”的教學方法，為實現新形勢下“兩性一度”的一流課程建設奠定基礎。

關鍵詞：思維導圖;動物學;探究式;學習積極性

“授人以魚不如授人以漁”這句話自古有之。隨著教育的不斷發(fā)展，其中的“漁”從初始的“打漁”泛指到后來的各種方法，到如今更是已經抽象到了“思維”。而《動物學》課程是生命學領域的重要專業(yè)基礎課程之一，主要圍繞動物的形態(tài)結構、生命活動規(guī)律、分類特征和與人類的關系等五大部分內容作系統而詳細的闡述，內容的理論性和實踐性非常強、應用范圍也很廣，但存在知識點太過分散、容易混淆和難以掌握等特點，而且單個動物門類的教學模式不太符合學生的注意力曲線和發(fā)散思維方式，從而導致學生對內容學習的積極性不[1]。雖然經過多年教學探索，有經驗的老師已經形成了經典的教學模式，即以進化為主線，重點介紹在動物演化進程中處于重要地位的動物類群，突出介紹其進化史上里程碑式的特征，讓學生了解動物的主要演化歷程，以系統發(fā)生的觀點讓學生在總體上把握動物演化樹上的各類群間的關系，注重比較各個動物類群間在器官和系統上的演化規(guī)律，這種教學模式已經對學生的積極性引導有了很大的改善，但是針對新時代的年輕人，他們的思維活躍，不再因循守舊，需要不斷創(chuàng)新教學模式，激發(fā)學生的學習激情，使學習變被動為主動，是每一個熱衷于動物教學事業(yè)者們一直努力解決的問題之一。

“探究式教學法”由美國教育家施瓦布提出，是指在教師的啟發(fā)和誘導下，以學生的積極主動參與為前提，使學生通過自主學習和討論以探求答案，獲取知識，激發(fā)學生主動思考，培養(yǎng)學生的思維能力、創(chuàng)新能力以及解決實際問題能力的教學方法[2]。由于該教學法強調以學生為中心，實施方法簡易靈活，教學效果良好，因而受到廣泛關注。但是單純的探究式教學缺乏系統性，不利于學生融會貫通，難以形成系統化知識。思維導圖是由英國Tony Buzan 博士首次提出的一種思維工具，其符合大腦自身的思考規(guī)律，可全面調動左腦（邏輯、順序、條理、文字、數字）和右腦（圖像、想象、顏色、空間）的思維潛能，形成一種圖形化的教學輔助工具[3]。即：先確立一個中心主體，即著重研究的知識點。從中心主體出發(fā)，輻射狀思維，逐漸擴張與中心主體相關知識，用線段、箭頭鏈接圖形，用顏色加以區(qū)分，建立有序的層級關系圖[4]。基于此，我們在動物學教學中引入探究式教學法，并有機結合思維導圖教學，充分挖掘兩種教學法的優(yōu)勢，以培養(yǎng)學生的自主學習能力和創(chuàng)新思維能力。

1 教學設計

“探究式教學”的核心是在整個教學過程中圍繞精心設計的“問題”而展開，教師根據教學內容在上次課程結束后，拋出難易適度、針對性強的若干問題，課下建立諸如微課堂、微信群、QQ群等互聯網交流平臺，積極鼓勵學生圍繞“問題”進行資料查詢、匯集、分析、思考和相互討論，可使學生在較短時間內由知識被動接受者變身為知識主動探究者，進而實現思維的發(fā)散和創(chuàng)新[2]。因此在教學準備階段，教師就根據教學內容、教學重點和教學難點，思考探究式教學方法的應用，精心設計問題，比如針對“無脊椎動物的比較及器官系統進化”一部分內容，前面已經學過無脊椎動物的門類章節(jié)，同學們已經對無脊椎動物每個章節(jié)的器官系統有了直觀的認識，這一部分需要將前面的內容加以整合比較，從最低等的原生動物到高等棘皮動物，它們的器官系統發(fā)生了很大的變化，因此教師需要從進化的角度，精心設計問題，如提出“從單細胞的原生動物到棘皮動物，它們的排泄系統經歷了哪些進化？試比較無脊椎動物的神經系統進化。”學生可以提前通過各種途徑獲得資料，給出各自的答案，利用翻轉課堂組織學生討論或者辯論，從而激起了學生結合自己的生活常識，積極思考和大膽創(chuàng)新的探索熱情，為該課程前半部分的總結和復習奠定了堅實基礎。

另外，由于在教學設計環(huán)節(jié)中應用思維導圖不僅可以構建完整系統的知識框架，使整個教學體系更加清晰明了化，還可以在思維導圖的不同分支上預留需要更新的內容和學科進展信息，使教學內容的更新達到及時化[5]。因此，對于“無脊椎動物的比較及器官系統進化”這一部分，應用思維導圖可以將教師的授課思維呈現出來，可以將課程的導課方式（用圖片或視頻引出問題）、知識內容、學生活動、課后作業(yè)等一覽無余，通過本章節(jié)的學習，完全可以達成知識目標（學生自主用思維導圖的方式體現知識體系）、能力目標（學生活動）和核心素養(yǎng)的三維教學目標。

2 教學過程

2.1 導入新課

課堂導入對整節(jié)課的內容起著承上啟下的重要作用，方法多種多樣，包括圖片導入、復習導入、類比導入、實事導入、實物導入、問題導入等多種方法。不同的教師上課，課堂導入的方法也會有很大不同;同一教師上課，如果面對不同的教學對象，課堂導入的方法也應有所不同，因此，課堂導入要因人因時因地而異，靈活運用[6]。靈活運用導入方式要求教師具備一定教學素養(yǎng)，即具有掌控整個課堂的連貫性、熟悉所有教學內容的連續(xù)性、深知學生學習的漸進性等能力。探究式教學和思維導圖無疑給教師提供了一種精妙的導課工具。如在學習動物學“鳥綱”這一部分內容時，可以用問題“鳥類為什么能夠在天空中飛翔？”學生回答：因為它們有翅膀。接著會有一系列的問題“它們不需要喝水嗎？”“它們不累嗎？”“它們怎么能一次飛幾十公里不休息？”“它們怎么能夠提供如此多的氧氣”，使學生產生一探究竟的興趣，然后針對這一系列問題，開始在板書中引出鳥類適應飛翔的結構特點，并抓住飛翔時需要減輕體重和提供高能量這一條主線，用思維導圖的方式展開，同時與前面的爬行綱動物進行器官系統的比較。另外，教師在利用思維導圖導入時最好是以循序漸進的形式呈現出來，這樣的思維導圖能在學生的頭腦中形成一定的知識結構體系，使學生清楚新舊知識間的聯系，并能喚醒學生的原有認知和對新知識的渴求和期待，而且諸如“鳥類為什么能飛”等這樣接地氣的話還能引發(fā)學生的學習興趣。

2.2 分組討論與匯報

由于大學課堂的開放性特點以及學生認知能力水平已達到一定高度，所以自主學習是必然趨勢。那么討論課堂無疑是適合大學生的一種教學方式，尤其在開放且相對抽象的專業(yè)課學習中更應該推廣[7]。討論課堂首先要解決的是分組問題，分組的方法也有很多種，比如在“鳥綱”一部分，我們參考的是矩陣分組教學法，即整個課堂由小組討論--話題分組--分享展示--回到小組4 個環(huán)節(jié)組成，學生在4 個環(huán)節(jié)的推進過程中，完成分工、討論、展示、批改作業(yè)的任務。當然，我們在這個方法前面加上了導入新課、后面加上教師的評講過程。比如“鳥綱”一章，討論的主題是“鳥類為什么能夠在天空中飛翔？”，要求同學們用思維導圖的方法把鳥類能夠適應飛翔的特征整理出來。因此，我們將整個教學過程分成了6個環(huán)節(jié)，包括一是教師導入新課（5分鐘），用探究式方法，將問題提出。二是小組討論（10分鐘），5人一個小組，每人負責一個小題目，并簡單交流題目的難點所在，這個過程教師不參與討論。三是話題分組（20分鐘），以班級為單位將前面6個小組的話題進行深入討論，內容整合，互相補充，對于問題進行綜合分析，匯總知識點，準備下一步的分享展示。四是分享展示（20分鐘），從每個班隨機挑選一名同學，向全部同學匯報本組討論交流的情況，由于大家的話題是一樣的，不同班級之間可以競爭，進行補充。五是回到小組（15分鐘），分享展示結束后，回到小組中，由每個小組的負責人對小組內其他成員的作業(yè)進行批改和評講，并將其他小組成員展示的成果吸納入自己的結果中，進行最后的總結。六是最后的教師講評，針對討論和展示中共性的問題進行評講，也對個別特殊問題進行解答，至此，整個教學過程完成。

2.3 復習總結

課堂教學結束后，如何讓知識內化并記憶，一直是教育研究者關注的問題。遺忘曲線的研究也表明，課后的及時復習有助于知識的記憶。對于大學生來說，快速復習的方法尤為重要。以思維導圖為主線對所學內容進行提煉總結并挖掘深層次的學術問題[3]。因此，在復習總結方面也突顯出明顯的優(yōu)勢，可以將其作為一種高效的復習策略。另外，動物學的知識點過多，短期內快速復習難度太大已是共識。比如“無脊椎動物的器官系統進化比較”一部分內容，基本上是真?zhèn)€課程一半的復習總結，包括緒論、胚胎發(fā)育和九個門類動物的器官系統比較，內容相當繁雜。因此，利用思維導圖可以顯示主要內容的緊湊性和知識點的分級連貫性，使各知識點一目了然，可以很快完成整個內容的復習，既減少了復習時間，又便于學生復習和記憶，完美的完成動物學書學習的從厚到薄的過程。

3 教學效果評價

通過課程組老師的共同努力，動物學課程的教學在各個方面取得了比較顯著的成效。無論是教師的理念、課堂教學的方式方法，還是學生的學習興趣以及學生的綜合能力等都有明顯的改變。我們以19 級生物科學4個班學生的教學實踐后效果作為評價班級，與18級的4個班學生成績相比，用學生的期末考試成績進行了學習成績的分析，結果顯示，19級學生的平均成績是80.28，18級學生的平均成績是79.23，可見學生的筆試成績之間有了顯著提高。

3.1 學生的學習興趣和積極性

由于應用了探究式結合思維導圖的教學方式，學生在上課之處就帶著問題，心中有疑問，就有了解決問題的興趣，加上思維導圖的應用，將知識點梳理、壓縮成一個個直觀的可視化知識框架，激發(fā)了學生的興趣和主動性。學生總是帶著問題去完成思維導圖，有問題有目標，因此不僅在課上能認真聽、認真記，緊跟教師的授課節(jié)奏，積極回應教師提出的各種問題，而且在不知不覺中開始主動思考如何設計才能有個性化的思維突破，因此，課堂上氣氛活躍，課后學習興趣濃厚。

3.2 學生的學習熱情和能力

機械性“背”下的知識不能應用自如，同樣的問題換種提問方式就可能不知所措，更談不上利用已學知識解決實際問題了[6]。因此，當學生帶著問題在學習制作思維導圖的過程中，將知識點轉化為直觀的圖片，逐漸學會如何篩選關鍵詞、如何理清知識點的邏輯關系等。學生在“筆記→看書→制圖→修正”的循環(huán)中逐漸學會了如何學習，提升了學習自覺性，學習熱情也隨之高漲，學習能力也在不知不覺中突破。

3.3 學習的邏輯思維能力

這種帶著問題學習，在完成問題的過程中應用思維導圖的教學方式極大地提高了學習效率，思維導圖可以將枯燥、復雜的知識點轉化為便于理解和記憶的脈絡圖，能夠激發(fā)學生的學習潛能，進而提高學習的積極性[6]。學生在完善思維導圖到獨立制作思維導圖的過程中，激發(fā)了想象力和創(chuàng)造力，逐漸學會如何篩選如何理清邏輯關系，如果提取主干，如何舍去細節(jié)，使得原本抽象復雜、繁瑣而不易歸納、記憶難度大的課程學習變得簡單起來，同時促進了學生的協作能力等綜合素質的提高。促使學生用多角度、多維度去看待問題，從而更有效地促進發(fā)散思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[8]。而且在日常生活中，可以幫助學生制定生活和學習計劃、設計學生未來將要做的事情，對于學生打破思維定勢、擴展發(fā)散思維、激發(fā)創(chuàng)新能力有很大的推動作用。

4 教學反思

4.1 教師在教學環(huán)節(jié)中的作用

探究式結合思維導圖的教學方法需要學生分組討論，雖然打破了教師滿堂灌的傳統教學模式，教師不是主體，但教師的主導作用依然不容忽視[7]。教師在準備實施課堂前，要充分優(yōu)化教學重點和教學目標，并合理安排所要討論的問題。教師需要對小組展示進行點評和引導。課后，教師還需針對本節(jié)教學任務，給出鞏固練習題，夯實基礎。整個過程中，需要教師控制課堂流程及節(jié)奏，控制良好的討論氣氛。所以，探究式結合思維導圖的教學方法對教師把握課堂的能力有了更高的要求，要上好一節(jié)討論課，需要更充分地進行備課，做好學情分析。

4.2 課堂容量和教學目標的完成

傳統教學中，因為主要是教師講，一節(jié)課的課容量比較大，而“探究式結合思維導圖” 的教學方法需要學生分組討論，需要學生進行成果展示。這樣的課堂就不能設定太多的教學目標，否則完不成預定任務，否則會流于形式[7]。討論時間和課堂容量是一個需要教師調整的矛盾，因此在將來的教學中，可以借助網絡課程的優(yōu)勢，提前給學生布置好問題，分組討論課下來做，課堂主要用來成果展示和總結復習。另外，需要控制每個人的發(fā)言時間和發(fā)言內容，避免與前邊的發(fā)言重復，全班需要保持緊湊、充實的交流過程。

參考文獻：

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[4]程美玲， 尹革芬， 楊亮宇， 陳培富， 李建賓， 安曈昕， 白華毅. 動物生理學教學中思維導圖的應用探討. 教育現代化. 2019， 39：2095-8420

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[7]嚴明， 陳艷林， 熊焰. 矩陣分組教學法在討論課堂中的實踐與反思. 科教文匯. 2019， 480： 95-96

[8]黃秋石. 思維導圖在高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教學中的應用研究. 蘭州教育學院學報. 2016， 8： 113-114

基金項目：

河南省高等學校優(yōu)秀基層教學組織，河南省一流課程，河南農業(yè)大學教學研究項目。

作者簡介：

蘇麗娟（1972-），女，副教授，博士，從事動物學教學與研究。