初中生物課堂思維導圖法的應用

摘 要：在初中生物教學中，傳統的教學方法往往側重于知識的傳授和記憶，忽視了對學生思維能力和知識結構的培養。因此，如何通過創新的教學方法幫助學生構建清晰的知識體系，進而提高課堂效率和學習效果，成為教學改革中的重要議題。思維導圖作為一種視覺化的思維工具，能夠幫助學生將復雜的知識條理化、系統化，通過形象化的圖示形式有效地呈現知識之間的相互關系。文章以“光合作用和呼吸作用原理的應用”的教學設計與實施為例，探討思維導圖在初中生物課堂中的應用，分析其對學生理解知識、培養思維能力以及提高課堂效率的具體作用。

關鍵詞：初中生物；思維導圖；思維能力

中圖分類號：G633.91"" 文獻標識碼：A"" 文章編號：1673-8918（2024）51-0119-04

在初中生物教學中，光合作用與呼吸作用是重要的生命活動原理，學生需要深入理解其復雜的過程和相互關聯。隨著教學手段的多樣化，思維導圖法因其可視化、邏輯化和結構化的特點，逐漸被引入課堂中。思維導圖法通過將信息轉化為圖像和關鍵詞，能夠有效提高學生的記憶能力、分析能力以及知識整合能力。在“光合作用和呼吸作用原理的應用”這一課題中，應用思維導圖能夠幫助學生構建知識框架，將兩大過程的原理、步驟和應用場景以直觀的方式呈現出來，有效提升課堂教學效果和學生的學習興趣。

一、 初中生物課堂中應用思維導圖法的重要性

（一）有助于知識體系的構建

生物學科知識點繁多，思維導圖能有效整合知識碎片。以細胞結構為例，思維導圖可把細胞膜、細胞質、細胞核等內容整合為網絡，讓學生理解其中內在聯系，擺脫死記硬背的學習模式。同時，思維導圖有助于學生梳理知識脈絡，教材內容具有邏輯性，如對生物分類，從“界”到“種”的層次，思維導圖能清晰展現，并且標注各層次特征和代表生物，幫助學生理解生物類群之間的關系。此外，思維導圖還能加深學生對知識的理解，對光合作用、呼吸作用這類復雜概念，它可以詳細呈現其過程、場所、反應物、產物等信息，而且能進行對比，使學生更好地理解這些概念的本質和作用。

（二）有助于學生學習能力的提升

思維導圖有助于增強學生的自主學習能力，在掌握思維導圖制作方法后，學生能夠自主開展預習和復習。預習時可梳理內容以發現問題，課后則進一步完善思維導圖，并且可以根據自身情況進行個性化設計，這一系列過程有利于培養學生獨立思考的能力，進而提升自主學習能力。同時，思維導圖還能培養學生的邏輯思維能力，因為在制作過程中學生需要思考知識點之間的邏輯關系。例如在涉及生態系統組成成分時，通過明確生產者、消費者、分解者和非生物物質和能量的相互關系，能有效鍛煉學生的邏輯思維。

（三）有助于課堂教學效果的增強

首先，思維導圖的應用有助于促進師生間的互動。在課堂上教師可以引導學生共同制作思維導圖，比如在講解生物進化歷程時，教師先畫出框架，然后讓學生分組討論并添加內容，這樣的方式能活躍課堂氣氛，同時也便于教師根據學生的參與情況和討論結果來調整教學策略。其次，在教學評價方面，思維導圖可成為有效的教學評價工具。教師通過查看學生制作的思維導圖，能夠清晰地了解學生對知識的掌握程度、知識結構的完整性，以及思維的邏輯性，進而可以有針對性地對學生進行輔導，增強教學效果。

二、 研究內容概述

（一）思維是人的重要認知心理過程

思維能力培養是教學目標的重要內容之一，是多種認知能力的重中之重。隨著人們對計算機研究的深入，深度學習理念應運而生。思維導圖法就是這個理念的具體應用，如今，在各個領域已經全面推廣，包括在課堂教學當中，通過整合大量腦圖式模塊化信息，揭示模塊之間的內在邏輯關系，經過抽象概括，形成概念系統，從而指導課堂教學。這有助于改進教學設計與教學方法，提高教學效率。

（二）教學目標分析

首先，基于“光合作用和呼吸作用原理的應用”一節內容抽象、學生認知經驗不足，尤其是驗證實驗支撐不足等情況，教師需要運用深度學習理念，進行教學設計。其次，分析《義務教育生物學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課標》）提出的學科核心素養中科學思維和科學探究兩個方面；從關鍵能力上看，涉及觀察與提問、方案設計與實施、結果分析與表達、類比歸納和批判性思維等。《課標》總體要求既要說出具體的應用實例，也要在探究中習得能力，認同生物學科知識在生產實踐中的意義與價值。

（三）教學內容分析

本節涉及《課標》主題四的相關內容，介紹了兩個原理在生產與生活中的應用。綠色植物在生態系統中扮演著重要角色，光合作用和呼吸作用是綠色植物的兩個重要的生命活動，是全章內容的延伸，具體介紹了以下內容：①光合作用原理在生產實踐中的應用。②呼吸作用原理在生產實踐中的應用。安排了“討論溫室中二氧化碳濃度的調控”活動，引導學生分析環境因素對這兩個生命活動的影響，從而理解原理應用的策略，形成更加完整的概念系統。

在本節前面內容中，學生已經對光合作用和呼吸作用的概念有了以下認識：①對光合作用的認知。定義：光合作用是指綠色植物利用光能，把二氧化碳和水轉化成貯存了能量的有機物，同時釋放出氧氣的過程。光合作用的場所是葉綠體。環境條件對光合作用影響極大，其中影響最大的三因素是光照、溫度和二氧化碳濃度。另外，水分對光合作用的影響，在第三章第三節略有提及，即“水分參與植物體的各項生命活動”。但學生對三種因素的不同作用及其關聯性認知仍不足。此外，由于缺乏化學知識的支撐，教材并沒有對光合作用的實質進行概括，僅以較為抽象的公式呈現出來，學生難以理解原理應用的意義與價值。②對呼吸作用原理的認知。植物細胞的呼吸作用是指細胞內的部分有機物在有氧或無氧條件下，分解成二氧化碳和水或酒精等，并釋放出能量的過程。一般情況下，進行有氧呼吸，但部分組織細胞在無氧條件下也能進行呼吸，如成熟的蘋果、馬鈴薯的塊莖通過無氧呼吸而減輕質量或防止腐爛。呼吸作用同樣受到外界環境因素的影響，其中與濕度、溫度以及空氣成分的關系最密切。本節內容同樣未對其實質進行小結。教材以暗線手法將二者之間的關聯隱藏于多節教學內容中。

（四）學情分析

七年級學生依舊以形象思維為主導，抽象思維開始加速發展，想象力較強，批判能力日漸提高。教學實踐表明，學生間從小學高年級階段已經產生了思維分化現象。初中階段，分化進一步加劇，給本節教學帶來一定難度。同時歷年測評中，與這節相關試題錯誤率較高。這些都要求教師不斷探索新的方法途徑。

（五）教師準備

依據上述問題，教師應將思維導圖法運用到教學中，結合腦科學的深度學習原理，引導學生回憶光合作用、呼吸作用的原理（圖1）。具備了教學設計的藍圖，再運用小組合作探究形式，突破教學的重難點，以思維方法為軸線，避免機械記憶，促進學生理解識記，這樣，既能發揮學生群體的自育功能，又能提高教學質量。同時，通過整理課本的“自我評價”和其他補充習題，分門別類地進行分層練習、分類指導，實現課堂精講精練的要求。

三、 在教學過程中的應用

（一）挖掘教材內容的內在邏輯

本節課在整個章節中處于概念系統的末端，主要負責將學生的概念認知延伸到實際應用部分。因此，在教學過程中，首先要復習前面的知識，特別是關于光合作用與呼吸作用的定義和實質的理解，這樣才能為后續的應用拓展打下基礎。教材圍繞“討論溫室中二氧化碳濃度的調控”這一實例展開，使學生能夠綜合運用所學知識，在討論和交流中從多個角度思考問題，深化對光合作用和呼吸作用這兩個概念的理解。

（二）以思維訓練為導向開展教學雙邊活動

1. 基于觀察與質疑開啟思維活動

當個體產生了不同疑惑，想要了解某些問題時，思維就活躍起來。課堂上創設發現問題的情境是引導學生積極思考的好辦法，利用生活常識，采用啟發性的問題，能調動學生積極性。以導課設計為例。

教師可以引入人類命運共同體中包含的生態命運共同體理念，融入“科技扶貧”“生態農業”“智慧農業”等時事熱點話題，引導學生思考“如何利用所學知識，將來解決什么問題，作出哪些貢獻”，當然，也可以使用傳統的問題串的形式，而前者更好地注入了情感態度價值觀。

2. 依托關鍵詞打通思維導圖構建經絡

在教學中，關鍵詞的掌握對激發學生有效的思維方向和過程至關重要。關鍵詞就像是人腦中網狀折疊或循環反饋的神經通路的基礎素材，它有助于學生快速抓住概念核心，形成系統化的認知結構。只有在全面掌握教材中的關鍵概念之后，學生才能夠有條不紊地展開深入地思考和分析。教師在指導學生閱讀教材時，引導其識別并提煉出這些關鍵詞是構建思維導圖的關鍵步驟之一。基于之前的教學，學生已經具備了一定的技能，能夠識別和運用這些關鍵詞。因此，教師可以適當擴充教學內容，通過引導學生更加深入地思考關鍵詞之間的聯系，幫助他們在思維導圖中構建出更加復雜和有條理的認知框架。這種方式不僅提升了學生對教材內容的理解，還強化了他們獨立思考和解決問題的能力。

3. 構建思維導圖

教學情境要求：運用多媒體展示下列圖片。教師用字母和數字代替關鍵詞進行板書。如圖2所示，涉及了光合作用與呼吸作用的簡寫公式（A—二氧化碳，B—水，C—有機物，D—氧氣，e′—化學能，e—光，f—葉綠體，g—活細胞）。

形象思維相較于文字陳述更能激發學生的興趣。圖2所鏈接的內容組成了問題串，為學生提供了必要素材和思考方向。

4. 探究情境

利用當前的新興科技——無人售貨超市和中國地標植物——花牛蘋果創設以下情境：在一個無人售貨超市中，沒有售貨員來向你介紹產品也無法試吃，你是花牛蘋果的供貨商，如何設計花牛蘋果的名片，使得顧客看過這些關鍵詞就能了解花牛蘋果具有肉質細、致密、多汁、松脆，口感品質俱佳等特點。教師可以引導學生劃定閱讀內容（光合作用原理在生產實踐中的應用），依托活動，自主學習，提取關鍵詞，嘗試解讀花牛蘋果的栽培方法的科學依據，完成思維導圖中的部分疑問點的闡釋。

在這個環節，教師創設了情境，沒有直接舉例說明光合作用原理的，而是把課堂交還給學生，讓學生在活動中充分展示交流。學生通過閱讀，提煉關鍵詞，積極思考，提升了能力。

緊接著，引導學生嘗試自主設計花牛蘋果品牌的名片。要求根據自己的理解用科學的語句描述出如何利用光合作用的原理進行水果的增產增值，總結出影響光合作用產能的內外在因素。激發了興趣，培養了其思維邏輯性。

本節課更大的難度在于，綜合分析環境因素同時對兩項生命活動的影響，從而全面看待多種應用技術并存現象。這部分內容的綜合性和抽象性更強，學生理解起來難度也會更大。基于前一環節，學生已經能將光合作用的原理運用于實際中。教師進一步創設情境，再次將課堂還給學生。學生通過小組合作探究，“打造”出自主品牌或種植項目，展示團隊在種植、倉儲、運輸過程中的奇思妙想。考慮七年級學生思維水平和知識儲備情況，在討論前先給出一個簡例：某地采用溫室、塑料大棚栽培哈密瓜，如何保證其含糖量超過新疆哈密瓜。除了采取增加晝夜溫差，延長光照時間，改善光照質量，還有哪些辦法？促使學生發散思維，對學生的思維廣度與深度有了更高的要求，也給予學生展示特長的機會。

在課堂中，學生有許多新奇的想法，興奮地選擇自己種植的蔬果、盆栽，從材料選擇上的不受限制，激活了氣氛，點燃了思維，爭相陳述各自的創意，多方位呈現了在增產增收、倉儲、運輸、節約資源、降低能耗等方面的思考，全面闡釋了光合作用與呼吸作用之間的聯系，構建出包括定義、實質、內外在條件以及相關應用舉例等內容的較為完善的思維導圖。

5. 精選習題，分層施測

學生通過自主討論、觀察、思考、練習、表達與交流，發揮了主體作用，練習速度和正確率都比較高，反映出學生在本節課的學習中通過思維訓練對知識有了系統化認知。

四、 結論

在初中生物課堂中運用思維導圖教學法，對教師和學生都是一種很大的挑戰。它要求教師學會深度學習，用于組織教學過程；認真備課，深入鉆研教材，仔細設計練習，融會貫通，才能巧妙設疑，言簡意賅地主導課堂。需要慎重選擇教學方法，因材施教，循序漸進，逐步激發學生的興趣，訓練學生的思維，高效地達成教學目標。在教學過程中不可忽略學生的合作方法與實效，利用學生的元認知，互幫互學，培養學生的自學能力、閱讀能力、獲取信息和處理信息的能力，主動建構知識框架。

參考文獻：

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