思維導圖在高中生物學教學中的應用分析

王繼變

(江蘇省宜興市丁蜀高級中學,江蘇 宜興 214221)

思維導圖是一種以人腦思維習慣與思維方法為核心構建起的邏輯思維圖形,是一種非常有效的教學輔助工具,可以應用于教育教學工作中,成為教師教學的有效助手.如果學生掌握了思維導圖的繪制方法,在學習中用于問題分析、知識歸納也具有很好的效果.但是在現階段高中生物教學中關于思維導圖應用比較局限,只在知識點的歸納上有一定程度的應用,還未能達到理想的應用效果,而在其他方面的應用更是微乎其微,大部分學生也沒有熟練地掌握思維導圖的繪制方法,在學習中沒有充分發揮思維導圖的輔助功能.

1 思維導圖在實驗探究方案設計中的應用

在生物課程設置上,教師要注重對課程結構的優化,合理地設置理論知識教學與生物實驗教學之間的比例,確保學生有足夠的生物實驗操作機會.而在生物實驗教學中,對實驗方案的設計是非常重要的一個環節,以往的生物實驗教學中,主要就是以文字羅列的方式來呈現實驗原理、實驗步驟,學生在大量文字中間很難快速地捕捉到重要的、關鍵的信息,實驗操作進展也會受到不同程度的阻礙[1].生物教師可以利用思維導圖的方式,站在學生的角度,以學生的思維習慣來進行實驗方案設計,幫助學生快速理解與掌握實驗原理與實驗方法.

例如,在進行“影響酶活性的條件”探究實驗教學中,在實驗教學開始之前,生物教師需要先讓學生對影響酶活性的具體因素有充分的了解,結合課上所講的相關理論知識,生物教師利用思維導圖的形式引導學生對酶活性影響因素進行分析,主要是從溫度以及酸堿度兩個因素進行分析,并繪制了完整的思維導圖,學生在跟隨教師一起繪制思維導圖的過程中,對這部分內容有了更加系統化的掌握.教師在此基礎上為學生設計不同的實驗探究主題,比如設計“溫度對酶活性的影響”以及“酸堿度對酶活性的影響”,讓學生圍繞不同的實驗探究主題,利用相關的實驗材料進行自主設計實驗并進行實驗操作,在這一過程中思維導圖的應用使學生對實驗的原理有了準確的了解,也對實驗的目的有了清楚的掌握,讓學生能夠快速地進入到實驗操作的氛圍中,激發學生的實驗參與興趣.此外,思維導圖在實驗教學中還可以應用到實驗步驟的設計上,簡單明了的思維導圖可以避免以往過于冗長的文字帶給學生的閱讀負擔,能夠通過思維導圖呈現實驗步驟,使學生準確地掌握到實驗操作的重點與核心,保障實驗順利進行.同時,學生根據個人對實驗的理解可以利用思維導圖設計具有個性化的實驗流程,幫助學生提升自身的實驗素養以及綜合學習水平.

2 思維導圖在生物概念教學中的應用

在概念教學中應用思維導圖可以將不同的生物知識概念之間構建起關系系統,能夠讓學生在思維導圖的輔助下準確地掌握與理解各知識點之間的關系,從而促進學生對生物知識的理解和記憶.生物教師在開展生物概念教學的過程中,可以采用思維導圖代替傳統文字羅列或者單一的口述方法,讓學生能夠系統化地學習與掌握生物課程內容.生物教師在利用思維導圖呈現課程內容中的概念知識時,要注重相對概念知識之間隱藏的邏輯關系進行梳理與明確,找準關系有利于思維導圖構建得更加合理化,更容易讓學生理解.生物概念性知識之間存在的邏輯關系主要包括同一關系、從屬關系、并列關系以及交叉關系等,結合具體關系能夠明確思維導圖構建的邏輯,避免因思維導圖繪制得不合理而影響學生對知識的學習和理解效果.

例如,在進行有關“細胞的結構和功能”這部分內容教學中,在講解“細胞器之間的分工合作”相關概念性的知識時,由于這部分涉及到的概念性知識比較多,各種細胞器的結構、物質組成以及功能等需要學生逐一掌握和記憶,很多學生在記憶這部分知識的過程中會出現概念混淆的問題,常常記混,給學生的學習帶來很大的困擾.生物教師可以通過構建思維導圖的方式,利用類比思維,將細胞的各個器官與飛機的各個功能性系統相類比,這樣能夠讓學生更加形象地區分不同的細胞器,構建更具邏輯思維的思維導圖,從而對細胞器相關知識構建起完整的知識脈絡,使學生對這部分復雜的概念性知識達到理解性記憶.

3 思維導圖在生物重點難點教學中的應用

高中生物教師可以通過借助思維導圖的合理運用,對教學形式進行創新和改進,以學生自主學習、探究的方式來進行重點和難點部分的講解,這樣能夠促進高中生更好地完成生物課程學習任務,準確地理解并合理應用教學中的重難點內容.在合作學習或者自主探究中,教師引導學生通過構建思維導圖的方式來呈現學習的成果,對課程中的重點和難點進行歸納總結[2].

例如,在進行有關“細胞的能量供應和利用”這一章節內容的教學中,涉及到“細胞的能量貨幣ATP”以及“光合作用與能量轉化”兩部分內容,是本章節教學中的重點和難點.在教學過程中,學生通過對概念性的知識學習,對細胞的呼吸過程以及光合作用的過程還比較容易掌握和理解,但是對于影響細胞呼吸以及光合作用的相關因素理解起來就比較困難,針對這一教學難點,生物教師可以讓學生通過小組合作學習的方式來進行相關問題的思考、探究,并且以思維導圖的形式來呈現學習的結果.學生在教師的指導下先對影響呼吸作用的相關因素進行了總結和分析,并對各種影響因素對呼吸作用產生影響的坐標曲線圖進行繪制,以同樣的方法繪制不同因素對光合作用的影響坐標曲線圖,然后再結合課本中的知識內容,借助小組分析和探究,對這一部分難點內容的知識進行歸納和總結,并繪制思維導圖將學習的成果展示出來,以此實現提高學生有關細胞呼吸作用和光合作用方面知識的理解和掌握.

4 思維導圖在預習環節中的應用

生物教師可以指導學生在課前預習中應用思維導圖進行知識的梳理,從中發現自己哪部分知識理解不到位,在課堂教學中能夠針對這部分內容認真聽、認真學,并在課堂學習的過程中對思維導圖加以補充與完善[3].

例如,在進行有關“光合作用與能量轉化”這部分知識的預習過程中,生物教師為了能夠讓學生系統化的學習相關的知識,并能夠形成良好的邏輯思維,有效地繪制思維導圖,可以給學生設置如下預習思考問題:(1)捕獲光能的色素有幾種?具體包括什么?(2)葉綠體的結構是怎樣的?其能適用于光合作用的原因是什么?(3)光合作用過程中具體發生了哪些反應?具體的反應式是什么?(4)光反應與暗反應階段有哪些不同?分別都經歷哪些反應過程?(5)影響光合作用強度的因素具體包括什么?有哪些影響?通過對這些問題的思考和自主學習,學生能夠構建起以“光合作用與能量轉化”為核心的思維導圖,將自己能夠理解的知識點歸納整理到思維導圖中,對于自己理解不透的部分在思維導圖上做出標記(如圖1所示),這樣能夠提醒學生在課堂學習中重點學習這部分內容,在完成課堂學習后,學生可以對課前預習階段所繪制的思維導圖進行補充,再在班級中進行展示(如圖2所示).

圖1 學生預習繪制的光合作用與能量轉化思維導圖

圖2 學生補充完整的光合作用與能量轉化思維導圖

5 思維導圖在知識復習與鞏固中的應用

高中生物教學中,每學習完一章節的內容,教師都需要及時帶領學生做好本章節內容的鞏固與復習,然后再進行下一章節的新課學習.在思維導圖的應用下,為學生章節知識復習提供了幫助,生物教師引導學生通過繪制思維導圖的方式來整理和歸納章節知識.

例如,在完成“細胞的基本結構”這一章節的教學后,生物教師讓學生通過大腦回憶的方式,合上書本完成本章知識的思維導圖的繪制,學生一邊回憶一邊繪制思維導圖,在教師的引導下,學生從外到內逐一回憶細胞的機構,對每一個細胞結構的組成物質、功能特征等進行回憶整理,并繪制相應的思維導圖.最后教師再讓學生結合自己繪制的思維導圖,翻開書本進行從前到后的系統化梳理,將遺漏的內容補充完整,對標記錯的內容進行糾正,使學生進一步鞏固所學知識,也讓學生了解了自己哪些知識記憶和掌握得不扎實,為學生的課后自主鞏固和復習提供參考.

6 思維導圖在錯題糾正上的應用

思維導圖還可以在學生錯題糾正上得到有效應用,利用思維導圖來分析題目、整理與題目相關的知識內容,幫助學生系統化地分析題目,從中了解題目做錯的原因,進而使學生對相關知識有更深入的理解和掌握,避免同樣的錯誤再次發生.

例如,在進行“酶水解后形成了( )和( )兩種有機小分子.”這道題目的糾錯中,教師引導學生先從題目中提取關鍵詞,學生通過讀題和分析題目找出了“酶”、“水解”、“有機小分子”幾個關鍵詞,然后引導學生以“酶”一詞為核心,回顧做學對相關知識完成思維導圖的構建,學生在這一主題的思維導圖繪制中,整理出了有關酶的本質、酶的種類以及酶的物質組成和功能、特征等內容,梳理完關鍵的知識內容,學生再結合題目中“水解”和“有機小分子”兩個關鍵詞,根據酶的本質是蛋白質和RNA,其水解后會生成氨基酸和核糖核苷酸兩種物質,與題目中提到的有機小分子相符合,因此題目的答案也正是這兩種物質.