結構視域下借助思維導圖優化生物教學效果

生物學作為一門重要學科，在知識傳授與學生學習體驗方面仍面臨一些挑戰。其知識體系龐大復雜，層次結構鮮明，并且存在大量的抽象概念。然而，在傳統教學模式下，知識點往往零散孤立，學生難以把握其內在邏輯，導致學習負擔重、效率低。在此背景下，探索有效的教學方法迫在眉睫。思維導圖作為一種可視化工具，能夠將零散知識點連成線、鋪成面，幫助學生建立完整的知識層次結構，形成體系化、立體化的認知。

本文聚焦生物課堂教學現存問題，如知識零散、層次不清晰、抽象概念難理解、學生機械記憶負擔重等，提出利用思維導圖優化教學效果。在課前梳理環節，教師研讀教材，提煉核心概念，通過了解學生的學情，設計思維導圖的初步框架；在課中完善環節，教師以問題為紐帶引導學生關聯知識，評估并幫助學生完善自主構建的知識網絡；在課后拓展環節，學生通過完善導圖，強化記憶并鞏固所學知識，而教師則設計變式練習題目，以此提升學生對所學知識的運用能力；在合作與強化環節，教師采用小組學習模式，引導學生通過團隊協作，重構并優化知識體系，最終形成完整思維導圖，有效提升教學效果。

一、生物課堂教學中存在的問題

當前，生物課堂教學在知識傳授、學生理解以及課堂互動等多個方面均面臨諸多挑戰，既影響了教學效果，又制約了學生的學習體驗。

首先，生物學科知識體系龐大且復雜，包含細胞結構、遺傳規律、生態系統等多個模塊。在傳統教學中，教師往往按部就班地講解知識，導致知識點之間缺乏有機聯系，呈現零散孤立狀態。學生難以將知識點相互關聯，構建完整知識體系。這種碎片化的學習方式使學生只能記住單個知識點，而無法從整體上把握生物學科的內在邏輯，這不利于學生系統掌握和靈活應用所學知識。

其次，生物知識具有明顯的層次結構，從微觀的細胞分子到宏觀的個體、種群、群落和生態系統水平，不同層次的知識呈遞進關系。然而，傳統的課堂教學難以清晰呈現這種層次關系，導致學生在學習中極易混淆不同層次的知識概念，或對知識的理解僅停留在表面。

再次，生物學科包含大量的抽象概念，如基因、DNA、細胞分化等，這些概念無法通過直觀觀察獲得感知。這就要求學生具備較強的抽象思維能力和空間想象能力。然而，如果教師在授課時仍采用語言描述和簡單的圖示進行講解，學生將難以理解這些概念的內涵。

最后，如果大量的生物知識點缺乏系統整合，則會導致學生承受較大的學習負擔，往往采取機械記憶的方式試圖記住每個知識點的細節。這種記憶方式不僅效率低，而且容易快速遺忘，難以形成深刻記憶。隨著時間推移，學生容易將不同概念混淆，導致在考試或實際應用中頻繁出錯。

基于以上教學問題，教師可以利用思維導圖，將零散的知識點連成線、鋪成面，引導學生構建一個更具層次性、立體化的生物知識體系。

二、結構視域下借助思維導圖優化生物課堂效果

（一）課前梳理

當前，在生物課堂教學中，教師應借助思維導圖開展教學活動，通過課前分析，奠定堅實的知識網絡基礎。教師應深入研讀教材，全面把握生物學科的知識體系與內在邏輯，精準提煉核心概念。這些核心概念如同知識網絡的節點，是構建知識體系的關鍵支撐。首先，教師可以通過分析教材目錄、章節標題、小標題和重點段落，確定每個章節或單元中的核心概念，并明確它們在知識體系中的地位和作用，為后續思維導圖設計搭建框架。其次，教師應全面了解學生的知識基礎、認知水平和學習特點，預判學生在構建知識網絡過程中可能遇到的重點與難點。學生對生物知識的理解能力和知識儲備存在差異，如有的學生難以把握抽象概念之間的內在聯系，而有的學生則在將零散知識點整合為知識網絡時可能會遇到困難。基于此，教師可以結合對學生學情的分析結果，提前準備針對性引導策略，幫助學生順利跨越知識關聯的障礙。最后，教師應結合教材內容和學生學情，設計思維導圖的初步框架。該框架應涵蓋生物知識模塊的主要分支和層級關系，精心規劃生物知識網絡的布局。從宏觀層面出發，先明確思維導圖主題及知識網絡的核心，再劃分出一級分支，以代表知識模塊的主要部分，逐步延伸出二級、三級分支，明確各層級之間的包含與被包含關系，為學生自主構建知識網絡提供清晰指引。

例如，在高中生物“遺傳的基本規律”教學中，教師應借助思維導圖開展教學活動，通過課前分析為知識網絡構建奠定基礎。首先，教師深入研讀人教版高中生物必修二教材中“遺傳因子的發現”“基因和染色體的關系”等章節，梳理出分離定律、自由組合定律、基因的本質、減數分裂等核心概念。這些概念如同知識網絡的關鍵節點，支撐起整個遺傳模塊的邏輯框架。其次，教師通過分析教材目錄及章節結構，確定“遺傳的基本規律”主題下的一級分支為“孟德爾遺傳實驗”“基因的細胞基礎”以及“遺傳的分子機制”。其中，“孟德爾遺傳實驗”下的二級分支包括豌豆的雜交實驗過程、假說演繹法的應用、分離定律與自由組合定律的實質；“基因的細胞基礎”下的二級分支包括減數分裂中染色體的行為變化、基因與染色體的位置關系、雌雄配子的形成過程。再次，教師全面分析學生學情，發現部分學生對“假說演繹法”的邏輯步驟理解模糊，常將“假說”與“實驗驗證”環節混淆，還有學生在整合“減數分裂染色體數目變化”與“分離定律實質”時存在困難，無法建立“同源染色體分離導致等位基因分離”的空間聯系。針對這些問題，教師提前準備引導策略，如制作“假說演繹法”步驟對比表，用不同顏色標注“觀察現象——提出問題——作出假說——演繹推理——實

驗驗證”的邏輯鏈條，設計減數分裂中染色體行為的動畫演示，重點呈現同源染色體分離、非同源染色體自由組合的過程，幫助學生建立微觀層面的知識關聯。最后，教師結合教材內容與學生認知特點，設計以“遺傳規律的發現與本質”為核心的思維導圖初步框架，明確一級分支的邏輯順序為“現象發現——細胞基

礎——分子機制——實踐應用”，每個二級分支預留空白區域，為課堂上學生自主填充具體內容提供清晰的結構指引。

（二）課中完善

在完成課前準備后，教師應營造課中構建環境，促進知識網絡的動態生成。在課堂上，教師應以問題驅動為核心策略，激發學生的知識關聯意識。這要求教師提出具有啟發性的問題，引導學生激活已有知識儲備，主動思考知識點間的內在聯系。同時，教師設計的問題應具備層次性和引領性，能夠引導學生從簡單的知識點回顧逐漸過渡到知識點之間的關聯探究，使其在學習中能將孤立的知識點轉向對知識網絡的初步感知。在這一過程中，教師通過總結和點撥，對學生構建的知識網絡進行評估和完善。從宏觀視角審視知識網絡的整體結構，檢查各知識點間的邏輯關系是否合理、是否存在遺漏或錯誤的知識點。針對學生在構建過程中出現的知識點關聯錯誤、層級劃分不當等問題，教師應及時糾正，并提供詳細的指導，幫助學生優化知識網絡結構，使其更加清晰、準確及完整。此外，教師應引導學生思考如何從不同角度對知識網絡進行拓展和深化，從而促進學生思維的發展與延伸，提高他們對知識點的綜合應用能力。

例如，在巡回指導時，教師發現某學生在“孟德爾遺傳實驗”分支下補充“測交實驗的設計原理”和“顯隱性性狀的判斷方法”；在“基因的細胞基礎”分支標注“減數第一次分裂后期同源染色體分離對應等位基因分離”和“減數第一次分裂后期非同源染色體自由組合對應非等位基因自由組合”。教師還發現某學生誤將“基因的自由組合定律”的適用范圍標注為“所有非等位基因”，于是立即引導學生回顧教材，明確“非同源染色體上的非等位基因”這一前提條件，并補充“同源染色體上的非等位基因不遵循自由組合定律”的易錯點。

（三）課后拓展

在課后鞏固與拓展環節，教師應幫助學生深化知識網絡，引導他們進行深層理解和應用，通過完善思維導圖，強化學生對知識網絡的記憶。在具體實施中，教師應引導學生根據課堂所學內容，結合個人理解，對課堂構建的思維導圖進行補充和完善。學生可以將課堂探討中產生的新想法和見解融入思維導圖，對知識點的描述進行細化，使其更符合自己的認知特點。這一過程有助于學生強化對知識網絡中各知識點的記憶，從而深入理解各知識點之間的內在聯系，并將知識網絡內化為個人認知結構。同時，為提升學生的知識網絡運用能力，教師可以設計具有針對性的變式訓練題目，這些題目需涵蓋不同知識點的組合和情境變化，引導學生運用思維導圖中的相關知識點進行分析和解答。學生通過變式訓練，能夠依托思維導圖高效整合知識概念，進行遷移學習。在這一過程中，教師應引導學生對思維導圖進行查漏補缺，不斷完善原有知識網絡結構中的薄弱環節和不足之處。

例如，教師要求學生在課后結合課堂討論成果完善思維導圖，強化對知識網絡的記憶。學生A在“遺傳的分子機制”分支下補充“DNA復制的半保留特點如何保證遺傳信息的穩定傳遞、基因突變對性狀分離比的影響”個性化理解；學生B在“實踐應用”分支下補充“單基因遺傳病的概率計算步驟、雜交育種中自由組合定律的應用實例”，通過細化知識點描述使思維導圖更貼合個人認知。為提升學生的知識網絡運用能力，教師可以設計變式訓練題目，如提供某家族紅綠色盲（伴X隱性遺傳病）和白化病（常染色體隱性遺傳病）的系譜圖，要求學生運用思維導圖中“伴性遺傳的特點”“自由組合定律的解題思路”分析個體的基因型并計算患病概率。在解題過程中，學生需調用“減數分裂產生配子的類型”“顯隱性性狀的判斷方法”“概率乘法原理”等多個分支的知識，借助思維導圖的層級結構快速定位相關知識點，整合“常染色體隱性遺傳與伴X隱性遺傳的區別”“兩種遺傳病概率的獨立計算與組合分析”的解題思路。部分學生在計算“同時患兩種病的概率”時出現錯誤，通過回顧思維導圖中“自由組合定律適用條件”的標注，發現需先確定親本基因型是否滿足獨立遺傳條件，進而修正解題步驟，在思維導圖中補充“多對基因位于非同源染色體上時才能用乘法法則”的注意事項，實現對知識網絡的查漏補缺。

（四）合作強化

在上述課前、課中、課后三個環節，教師引導學生設計并規劃思維導圖，重視學生在整個學習過程中的獨立思考與探索。鑒于學生思維發展存在個體差異，教師在利用思維導圖引導學生學習概念時，可引入小組合作學習項目，將不同學生的能力優勢組合在一起，通過思維導圖全面地呈現知識細節和信息。教師從生物學核心素養維度評估學生的實際能力，據此劃分學習小組，確保每個小組均有一名在某一核心知識領域具備專項特長的學生，能夠引領小組學習方向，學生可以從各自擅長的領域梳理思維導圖中的信息，補充分支細節，通過相互協作與協調，重構并優化整個知識體系，以思維導圖的形式展現完整的知識結構。基于核心素養指標構建的思維導圖具備學術指導價值，避免學生隨意補充錯誤信息。在完成思維導圖框架構建后，教師應引導學生梳理并整合其中的信息，將多個核心知識模塊相關聯，運用箭頭、符號等元素明確知識點之間的層級關系和內在邏輯結構，以此提高學生的學習效率。

例如，教師根據生物學核心素養維度將學生分為“實驗分析組”“邏輯推理組”“模型構建組”，其中“實驗分析組”擅長解讀孟德爾實驗的設計思路；“邏輯推理組”在遺傳概率計算中表現突出；“模型構建組”善于用圖示呈現知識關系。首先，各小組圍繞“遺傳的基本規律”思維導圖分工協作，“實驗分析組”細化“孟德爾豌豆雜交實驗”分支，補充“正交與反交的實驗設計意義、性狀分離比實現的前提條件”；“邏輯推理組”在“遺傳概率計算”分支下建立“顯隱性判斷——基因型推斷——概率計算”的步驟模型，標注“自交與自由交配的區別、雜合子連續自交的概率公式”；“模型構建組”用箭頭連接“減數分裂染色體行為”與“遺傳規律實質”，用不同形狀框區分“核心概念”“公式定理”“易錯警示”，并添加“遺傳規律在農業生產和醫學實踐中的應用”案例圖示。其次，在小組協作過程中，“實驗分析組”與“邏輯推理組”針對“測交實驗能否驗證基因的自由組合定律”展開討論，通過查閱教材和思維導圖中的“自由組合定律實質”分支，明確“測交后代的表現型及比例能反映F1產生配子的類型及比例”，進而在思維導圖中補充“測交實驗對兩大遺傳規律的驗證作用”的關聯線。最后，教師引導各小組整合成果，形成包含12個二級分支、37個三級知識點的完整思維導圖，其中“遺傳規律的細胞學基礎與分子機制”部分通過跨分支箭頭建立聯系，“易錯易混點”板塊用紅色字體突出顯示，而“實踐應用”案例則以圖文結合的形式呈現，既保留了各小組的優勢內容，又通過邏輯整合使知識網絡更加全面、系統。學生在協作中不僅完善了思維導圖，更通過不同思維方式的碰撞，深化了對遺傳規律的理解與應用。

三、結語

綜上所述，通過上述基于結構視域下思維導圖優化生物課堂的實踐，我們清晰看到其在改善教學效果上的顯著作用。從課前精心梳理知識網絡，到課中動態完善知識體系，再到課后深化拓展與鞏固，以及小組合作學習強化，每個環節都緊密圍繞思維導圖展開，幫助學生從碎片化學習邁向體系化認知。這種教學方式不僅減輕了學生的學習負擔，更提升了他們的知識運用能力與思維能力。

注：本文系福建省南安市教育科學“十四五”規劃2023年度課題“結構視域下思維導圖在高中生物學教學中的應用研究”階段性的研究成果。