思维导图在高中生物学教学中的应用分析

王继变

(江苏省宜兴市丁蜀高级中学,江苏 宜兴 214221)

思维导图是一种以人脑思维习惯与思维方法为核心构建起的逻辑思维图形,是一种非常有效的教学辅助工具,可以应用于教育教学工作中,成为教师教学的有效助手.如果学生掌握了思维导图的绘制方法,在学习中用于问题分析、知识归纳也具有很好的效果.但是在现阶段高中生物教学中关于思维导图应用比较局限,只在知识点的归纳上有一定程度的应用,还未能达到理想的应用效果,而在其他方面的应用更是微乎其微,大部分学生也没有熟练地掌握思维导图的绘制方法,在学习中没有充分发挥思维导图的辅助功能.

1 思维导图在实验探究方案设计中的应用

在生物课程设置上,教师要注重对课程结构的优化,合理地设置理论知识教学与生物实验教学之间的比例,确保学生有足够的生物实验操作机会.而在生物实验教学中,对实验方案的设计是非常重要的一个环节,以往的生物实验教学中,主要就是以文字罗列的方式来呈现实验原理、实验步骤,学生在大量文字中间很难快速地捕捉到重要的、关键的信息,实验操作进展也会受到不同程度的阻碍[1].生物教师可以利用思维导图的方式,站在学生的角度,以学生的思维习惯来进行实验方案设计,帮助学生快速理解与掌握实验原理与实验方法.

例如,在进行“影响酶活性的条件”探究实验教学中,在实验教学开始之前,生物教师需要先让学生对影响酶活性的具体因素有充分的了解,结合课上所讲的相关理论知识,生物教师利用思维导图的形式引导学生对酶活性影响因素进行分析,主要是从温度以及酸碱度两个因素进行分析,并绘制了完整的思维导图,学生在跟随教师一起绘制思维导图的过程中,对这部分内容有了更加系统化的掌握.教师在此基础上为学生设计不同的实验探究主题,比如设计“温度对酶活性的影响”以及“酸碱度对酶活性的影响”,让学生围绕不同的实验探究主题,利用相关的实验材料进行自主设计实验并进行实验操作,在这一过程中思维导图的应用使学生对实验的原理有了准确的了解,也对实验的目的有了清楚的掌握,让学生能够快速地进入到实验操作的氛围中,激发学生的实验参与兴趣.此外,思维导图在实验教学中还可以应用到实验步骤的设计上,简单明了的思维导图可以避免以往过于冗长的文字带给学生的阅读负担,能够通过思维导图呈现实验步骤,使学生准确地掌握到实验操作的重点与核心,保障实验顺利进行.同时,学生根据个人对实验的理解可以利用思维导图设计具有个性化的实验流程,帮助学生提升自身的实验素养以及综合学习水平.

2 思维导图在生物概念教学中的应用

在概念教学中应用思维导图可以将不同的生物知识概念之间构建起关系系统,能够让学生在思维导图的辅助下准确地掌握与理解各知识点之间的关系,从而促进学生对生物知识的理解和记忆.生物教师在开展生物概念教学的过程中,可以采用思维导图代替传统文字罗列或者单一的口述方法,让学生能够系统化地学习与掌握生物课程内容.生物教师在利用思维导图呈现课程内容中的概念知识时,要注重相对概念知识之间隐藏的逻辑关系进行梳理与明确,找准关系有利于思维导图构建得更加合理化,更容易让学生理解.生物概念性知识之间存在的逻辑关系主要包括同一关系、从属关系、并列关系以及交叉关系等,结合具体关系能够明确思维导图构建的逻辑,避免因思维导图绘制得不合理而影响学生对知识的学习和理解效果.

例如,在进行有关“细胞的结构和功能”这部分内容教学中,在讲解“细胞器之间的分工合作”相关概念性的知识时,由于这部分涉及到的概念性知识比较多,各种细胞器的结构、物质组成以及功能等需要学生逐一掌握和记忆,很多学生在记忆这部分知识的过程中会出现概念混淆的问题,常常记混,给学生的学习带来很大的困扰.生物教师可以通过构建思维导图的方式,利用类比思维,将细胞的各个器官与飞机的各个功能性系统相类比,这样能够让学生更加形象地区分不同的细胞器,构建更具逻辑思维的思维导图,从而对细胞器相关知识构建起完整的知识脉络,使学生对这部分复杂的概念性知识达到理解性记忆.

3 思维导图在生物重点难点教学中的应用

高中生物教师可以通过借助思维导图的合理运用,对教学形式进行创新和改进,以学生自主学习、探究的方式来进行重点和难点部分的讲解,这样能够促进高中生更好地完成生物课程学习任务,准确地理解并合理应用教学中的重难点内容.在合作学习或者自主探究中,教师引导学生通过构建思维导图的方式来呈现学习的成果,对课程中的重点和难点进行归纳总结[2].

例如,在进行有关“细胞的能量供应和利用”这一章节内容的教学中,涉及到“细胞的能量货币ATP”以及“光合作用与能量转化”两部分内容,是本章节教学中的重点和难点.在教学过程中,学生通过对概念性的知识学习,对细胞的呼吸过程以及光合作用的过程还比较容易掌握和理解,但是对于影响细胞呼吸以及光合作用的相关因素理解起来就比较困难,针对这一教学难点,生物教师可以让学生通过小组合作学习的方式来进行相关问题的思考、探究,并且以思维导图的形式来呈现学习的结果.学生在教师的指导下先对影响呼吸作用的相关因素进行了总结和分析,并对各种影响因素对呼吸作用产生影响的坐标曲线图进行绘制,以同样的方法绘制不同因素对光合作用的影响坐标曲线图,然后再结合课本中的知识内容,借助小组分析和探究,对这一部分难点内容的知识进行归纳和总结,并绘制思维导图将学习的成果展示出来,以此实现提高学生有关细胞呼吸作用和光合作用方面知识的理解和掌握.

4 思维导图在预习环节中的应用

生物教师可以指导学生在课前预习中应用思维导图进行知识的梳理,从中发现自己哪部分知识理解不到位,在课堂教学中能够针对这部分内容认真听、认真学,并在课堂学习的过程中对思维导图加以补充与完善[3].

例如,在进行有关“光合作用与能量转化”这部分知识的预习过程中,生物教师为了能够让学生系统化的学习相关的知识,并能够形成良好的逻辑思维,有效地绘制思维导图,可以给学生设置如下预习思考问题:(1)捕获光能的色素有几种?具体包括什么?(2)叶绿体的结构是怎样的?其能适用于光合作用的原因是什么?(3)光合作用过程中具体发生了哪些反应?具体的反应式是什么?(4)光反应与暗反应阶段有哪些不同?分别都经历哪些反应过程?(5)影响光合作用强度的因素具体包括什么?有哪些影响?通过对这些问题的思考和自主学习,学生能够构建起以“光合作用与能量转化”为核心的思维导图,将自己能够理解的知识点归纳整理到思维导图中,对于自己理解不透的部分在思维导图上做出标记(如图1所示),这样能够提醒学生在课堂学习中重点学习这部分内容,在完成课堂学习后,学生可以对课前预习阶段所绘制的思维导图进行补充,再在班级中进行展示(如图2所示).

图1 学生预习绘制的光合作用与能量转化思维导图

图2 学生补充完整的光合作用与能量转化思维导图

5 思维导图在知识复习与巩固中的应用

高中生物教学中,每学习完一章节的内容,教师都需要及时带领学生做好本章节内容的巩固与复习,然后再进行下一章节的新课学习.在思维导图的应用下,为学生章节知识复习提供了帮助,生物教师引导学生通过绘制思维导图的方式来整理和归纳章节知识.

例如,在完成“细胞的基本结构”这一章节的教学后,生物教师让学生通过大脑回忆的方式,合上书本完成本章知识的思维导图的绘制,学生一边回忆一边绘制思维导图,在教师的引导下,学生从外到内逐一回忆细胞的机构,对每一个细胞结构的组成物质、功能特征等进行回忆整理,并绘制相应的思维导图.最后教师再让学生结合自己绘制的思维导图,翻开书本进行从前到后的系统化梳理,将遗漏的内容补充完整,对标记错的内容进行纠正,使学生进一步巩固所学知识,也让学生了解了自己哪些知识记忆和掌握得不扎实,为学生的课后自主巩固和复习提供参考.

6 思维导图在错题纠正上的应用

思维导图还可以在学生错题纠正上得到有效应用,利用思维导图来分析题目、整理与题目相关的知识内容,帮助学生系统化地分析题目,从中了解题目做错的原因,进而使学生对相关知识有更深入的理解和掌握,避免同样的错误再次发生.

例如,在进行“酶水解后形成了( )和( )两种有机小分子.”这道题目的纠错中,教师引导学生先从题目中提取关键词,学生通过读题和分析题目找出了“酶”、“水解”、“有机小分子”几个关键词,然后引导学生以“酶”一词为核心,回顾做学对相关知识完成思维导图的构建,学生在这一主题的思维导图绘制中,整理出了有关酶的本质、酶的种类以及酶的物质组成和功能、特征等内容,梳理完关键的知识内容,学生再结合题目中“水解”和“有机小分子”两个关键词,根据酶的本质是蛋白质和RNA,其水解后会生成氨基酸和核糖核苷酸两种物质,与题目中提到的有机小分子相符合,因此题目的答案也正是这两种物质.