运用思维导图，着力培养生物学科学思维能力

黄福群

(福建省莆田第二中学 351100)

1 科学思维与思维导图

新课程提出生物学核心素养，重视科学探究能力和科学思维培养，力图促进学生学习方式的变革，引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等。

思维导图是一种发散性思考并能增强思维层次性与联想能力的可视化学习工具。它让人的左、右半脑在思维过程中协同运作，以树形分支延伸出去，形成一种树状思维。思维导图遵循与人类大脑处理事务的思考模式相吻合的规则，利用导图把长串枯燥的信息变化成容易记忆、高度组织性的图画，让学习者更有效地把信息储存进大脑或是迅速提取，有利于培养学科理性思维和学科核心素养。教学中引入思维导图有利于培养学生的超文本阅读能力，帮助学生快速构建知识网络和思维体系，从而提高学生的信息编码和信息提取能力，逐步提高学生的科学思维能力。

2 思维导图在教学实践中的运用

2.1 利用思维导图构建课堂思维体系 在课堂上有必要使学生了解各知识点之间的思维联系，形成思维网络。课堂初始导图引领联系前知识、明确思考新知识。在每节课的小结部分，教师可以使用“思维导图”与学生一起回顾本节课的内容。首先让学生简单说出本节课学习了哪些知识，在黑板上写下关键词，然后画成“思维导图”，可以加上不同的颜色，加深学生的印象与理解。例如，复习病毒内容时，以病毒为中心主题开始思维发散与联系，构建思维导图(图1)。学生很容易将碎片化的知识整体化、专题化，以形成完整的知识网络体系。将抽象的思维可视化、导图化，化抽象为具体，形式记忆与理性思维并重，从知识零散到思维体系构建有效达成。将思维导图引入，有的可在课前制作成课件，或与微课相结合，结合章节复习，引导学生建立知识点间的逻辑思维关系，既提高学习兴趣，又有助于培养学生理性思维。

图1 以病毒为中心构建课堂思维体系

2.2 利用思维导图明晰概念联系 高中生物学教学中，部分内容呈现概念多，陈述性知识有许多易混淆的概念、观点，这些相似的阐述又为识记增加了一定的难度。需要化繁为简，有利于学生抓住重点，提高教学的针对性和有效性。构建思维导图的过程是梳理知识间相互关系的过程，是一个逐步完善的过程，回顾、使用思维导图的次数越多，概念网络就越清晰。

例如，“孟德尔杂交实验(一)”教学中，引导学生合作交流，对于相关概念可归纳整理成思维导图(图2)。以遗传因子和生物性状为核心，引发思维，梳理相关概念，把零散的知识点都列在图中，在头脑中以全景图形式全面整合概念体系。使有关生物学概念在比较联系中掌握，形成正确生命观念。课堂教学中思维导图式板书还能促进师生间交流与沟通，在良好互动中共同构建课堂的知识体系，并通过思维引导的不断深入，促进学生思维能力的发展。

图2 孟德尔杂交实验概念联系思维导图

2.3 利用思维导图突出实验思维过程 生物学是一门实验学科。实验教学关键在于培养学生理性思维和科学探究能力。针对不同实验类型和教学内容，利用思维导图教学，注重引导学生在实验探究学习的过程中主动建构思维、加深体验“提出问题、做出假说、实验探究、实验验证、得出结论”的科学探究过程，将科学家探究思维、教师教学策略和学生实验思维构建为一体。

例如，“DNA是主要的遗传物质”教学中，可以提出遗传物质是什么？DNA或蛋白质？多少实验，多少争论，是谁将谜底解开？根据现象与本质，有机结合实验与知识点间的联系，有效构建实验思维，实现实验思维的可视化(图3)。

图3 DNA是主要的遗传物质实验思维导图

2.4 利用思维导图构建解题思维过程 利用思维导图进行习题课教学，把练习归类重新排序，有条理按层次讲评。让学生构建解题思维一般模式，使习题训练有利于帮助学生完善知识建构，提高思维品质。对练习和试卷归类建模，构建解题有效思维过程。例如，许多实验情景试题可以运用解题思维导图(图4)在习题解题分析中有效地推动思维的深化，捕捉试题的关键信息，排除题目的干扰因素，更好地做到运用所学知识解决问题，举一反三。

图4 实验类习题解题思维导图

3 在高中生物学教学中运用思维导图的主要效果和问题

3.1 主要效果 思维导图使思维可视化。思维导图能够使学生的思考与意图自然地在图上表现出来，有利于学生把主要的精力集中在关键的思维节点上，看到核心知识点之间的连接线，能够积极主动地进行思考，系统有效地整合所学知识，加快知识的融会与贯通。在课堂教学中，师生借助思维导图对其课堂设计、学习进行辅助并养成习惯，能改善师生信息加工，提升思维发散能力，增强学习乐趣和感受成功喜悦。运用思维导图引导的教学过程，能打造学习共同体，促进合作与对话。教学情景中，学生各自对概念有着不同程度的理解，先通过自主构建知识，提高学生探究的动手和学习能力，后进行合作协商，使各自的认识得到完善和拓展，寻找到最优化的解决方案。

3.2 存在问题 思维导图出现形式化问题，在应用过程中，一些学生不愿意运用的原因是嫌麻烦。这不是“思维导图”本身有问题，而是教师引导有问题，教师急于让学生绘制成图，结果加大学生负担，适得其反。如何使思维导图与学科特色、教学内容和学生个人情况相结合，是教师首先要思考解决的问题。

(基金项目：福建省教育科学“十三五”规划课题“运用思维导图提升高中生物教学质量的研究”，No.FJJKXB16-148)