運(yùn)用思維導(dǎo)圖提升科學(xué)思維能力的策略

江永藝

【摘要】思維導(dǎo)圖是一種有效的思維工具與教學(xué)方法，也是一種高效的學(xué)習(xí)方法。在生物教學(xué)中運(yùn)用構(gòu)建思維導(dǎo)圖的教學(xué)策略，既可促使學(xué)生更好地實(shí)現(xiàn)知識(shí)的一體化、具體化、清晰化和程序化，幫助學(xué)生記憶、理解和運(yùn)用生物學(xué)相關(guān)的知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率，又可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性，提升學(xué)生的科學(xué)思維能力。

【關(guān)鍵詞】思維導(dǎo)圖;教學(xué)策略;科學(xué)思維能力;高中生物

思維導(dǎo)圖是英國(guó)著名心理學(xué)家托尼·巴贊在研究大腦的潛能過(guò)程中開(kāi)發(fā)的一種高效率地表達(dá)思維軌跡的思維工具，其以圖文并茂的特點(diǎn)，發(fā)散性地、多維度地調(diào)動(dòng)大腦的各個(gè)功能，能有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。而當(dāng)前學(xué)生在高中生物的學(xué)習(xí)過(guò)程中普遍存在概念不清、知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系混亂、實(shí)驗(yàn)技能落后、綜合分析理解能力不足等一系列問(wèn)題。其實(shí)這些問(wèn)題的出現(xiàn)歸根結(jié)底是因?yàn)閷W(xué)生的科學(xué)思維能力不足?？茖W(xué)思維是指尊重事實(shí)和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識(shí)事物、解決實(shí)際問(wèn)題的思維習(xí)慣和能力。而思維導(dǎo)圖能有效提升學(xué)生的科學(xué)思維能力。

思維導(dǎo)圖教學(xué)法比傳統(tǒng)的教學(xué)方法更有效，可以讓復(fù)雜的問(wèn)題變得簡(jiǎn)單，將抽象的問(wèn)題變得具體?！扒ё鋈f(wàn)練不及一張圖”就是指思維導(dǎo)圖。思維導(dǎo)圖能使零碎的知識(shí)串聯(lián)成知識(shí)體系，讓學(xué)生快速厘清知識(shí)的脈絡(luò)，而且思維導(dǎo)圖的開(kāi)放性可以激發(fā)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行延伸的欲望，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中逐步發(fā)展科學(xué)思維，基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)，運(yùn)用歸納與概括、模型與建模、演繹與推理、分析判斷等方面能力，探討生命現(xiàn)象及規(guī)律，進(jìn)而提升其審視或論證生物學(xué)知識(shí)的綜合分析及應(yīng)用能力。下面筆者談?wù)剬?duì)運(yùn)用思維導(dǎo)圖進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐的具體操作和體會(huì)。

一、思維導(dǎo)圖教學(xué)法能將零散知識(shí)一體化，提升學(xué)生歸納與概括的能力

生物學(xué)科的名詞多、概念多，如果通過(guò)常規(guī)的簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)，一個(gè)一個(gè)地死記硬背，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率是難以有效提升的。眾多的知識(shí)點(diǎn)就像一堆汽車(chē)零件，你是背著一堆零件跑，還是把它們按照一定的規(guī)律組合成一輛汽車(chē)再上路呢？答案是顯而易見(jiàn)的。

例如，在“種群特征”章節(jié)的教學(xué)中，筆者緊密?chē)@種群密度這一核心點(diǎn)，聯(lián)想到影響其變化的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，梳理了知識(shí)之間的聯(lián)系，將相對(duì)獨(dú)立的“零件”構(gòu)成一個(gè)整體（見(jiàn)圖1）。通過(guò)思維導(dǎo)圖，學(xué)生能夠清晰地了解種群的知識(shí)結(jié)構(gòu)，同時(shí)在現(xiàn)有框架下能夠分析我國(guó)不同時(shí)期人口政策調(diào)整的原因及人口流動(dòng)對(duì)社會(huì)的影響。當(dāng)腦海中有了這張圖，學(xué)生就有了解題的思路，學(xué)習(xí)的效率和分析的能力都會(huì)得到提升。

在生物學(xué)核心概念教學(xué)中，教師應(yīng)充分把握好生物概念的形成和相關(guān)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，用思維導(dǎo)圖引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)歸納與概括，在教學(xué)中滲透科學(xué)思維方法的培養(yǎng)。

二、思維導(dǎo)圖教學(xué)法能將抽象內(nèi)容具體化，提升學(xué)生構(gòu)建模型的能力

高中生物中有很多內(nèi)容是抽象的、微觀的，學(xué)生無(wú)法直接觀察到的。由于部分學(xué)生缺少形象思維的能力，教師單純講解難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對(duì)于這類內(nèi)容，教師可以利用多媒體教學(xué)手段，結(jié)合學(xué)生手繪流程圖的方法，突破相關(guān)的難點(diǎn)。

例如，內(nèi)環(huán)境中氧氣和葡萄糖的運(yùn)輸過(guò)程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)涉及生理學(xué)的內(nèi)容，學(xué)生在知識(shí)儲(chǔ)備上明顯不足。在教學(xué)中，筆者先向?qū)W生強(qiáng)調(diào)要抓住細(xì)胞是構(gòu)成生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位這一核心，再引導(dǎo)其分步繪制過(guò)程圖，將相關(guān)物質(zhì)要經(jīng)過(guò)的系統(tǒng)和器官簡(jiǎn)化，用最短的路徑進(jìn)行運(yùn)輸。這樣既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又提高了其動(dòng)手的能力，具體化的過(guò)程加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的印象。在圖2的基礎(chǔ)上，筆者結(jié)合細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?、物質(zhì)在體內(nèi)的轉(zhuǎn)化和利用、代謝物質(zhì)（CO2）的運(yùn)出等一系列知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行思維拓展，使學(xué)生對(duì)生物生命活動(dòng)過(guò)程的整體性有了更深的理解，提升了學(xué)生的想象力和思維能力。將該方法用于基因的表達(dá)、光合作用的過(guò)程、細(xì)胞免疫等內(nèi)容的教學(xué)中效果也十分明顯，能使學(xué)生少一份迷惘，多一分收獲，讓學(xué)生從更高的視角用系統(tǒng)學(xué)習(xí)的層次解決學(xué)習(xí)問(wèn)題。

在教學(xué)過(guò)程中以實(shí)物或圖畫(huà)的形式直接地呈現(xiàn)符合建模的原理，將抽象的生物知識(shí)以直觀、具體的形式展現(xiàn)出來(lái)，不僅能促進(jìn)學(xué)生對(duì)生物本質(zhì)的理解，還可以激發(fā)學(xué)生自主探究的興趣，從而有效地提升其科學(xué)思維能力。

三、思維導(dǎo)圖教學(xué)法能將易混知識(shí)清晰化，提升學(xué)生分析判斷能力

在考試中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生出現(xiàn)名詞張冠李戴的現(xiàn)象。究其原因，主要是隨著學(xué)習(xí)的深入，學(xué)生需要記憶的內(nèi)容越來(lái)越多，但由于沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)的梳理，思路逐漸不清晰。一些相似的、易混淆的內(nèi)容之間往往存在非常密切的聯(lián)系，學(xué)生只有把握它們之間的聯(lián)系，進(jìn)行有效的組織區(qū)分，答題時(shí)才能避免出錯(cuò)。

例如，近兩年高考中均出現(xiàn)了ATP、ADP和核苷酸的相關(guān)考點(diǎn)，這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)在課本上是屬兩個(gè)不同模塊的內(nèi)容。學(xué)生若平時(shí)不細(xì)心，缺少探究的精神，基本不會(huì)把兩者聯(lián)系在一起，當(dāng)遇見(jiàn)這樣的題目時(shí)就會(huì)不知所措。高考考查的知識(shí)點(diǎn)不會(huì)超出課本的知識(shí)范圍，所以在教學(xué)中，筆者會(huì)引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手繪畫(huà)這樣一幅圖，明確幾個(gè)知識(shí)的區(qū)別與聯(lián)系（見(jiàn)圖3）。有了這幅圖，學(xué)生就會(huì)恍然大悟，對(duì)知識(shí)記憶深刻且牢固。同時(shí)，筆者還加入了同位素標(biāo)記、核糖換成脫氧核糖、更換堿基、結(jié)合能量供應(yīng)、中心法則、PCR等拓展內(nèi)容，激發(fā)了學(xué)生的求知欲，訓(xùn)練了學(xué)生的分析判斷能力。高中階段的很多易混內(nèi)容如生長(zhǎng)素與生長(zhǎng)激素，原生質(zhì)與原生質(zhì)層，染色體、同源染色體和姐妹染色體等，教師都可以通過(guò)這種圖文并茂的方式為學(xué)生進(jìn)行區(qū)分處理，從而使學(xué)生思路更清晰，答題更規(guī)范，進(jìn)而提升其分析判斷能力。

四、思維導(dǎo)圖教學(xué)法能將探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程程序化，提升學(xué)生演繹推理能力

新一輪生物課程改革的重要目標(biāo)之一是讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，提高對(duì)科學(xué)和探索未知的興趣。生物探究實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ψ鳛檎n程改革的重要內(nèi)容，每年都是高考的重要考點(diǎn)。其不僅考查學(xué)生探究能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)和方法分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力，還能體現(xiàn)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神和創(chuàng)新意識(shí)。在高中必修教材中有11個(gè)實(shí)驗(yàn)，但由于受到部分學(xué)校的實(shí)驗(yàn)條件、學(xué)生的素質(zhì)及教師的業(yè)務(wù)能力和對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)的駕馭能力等多種因素的制約，學(xué)生在掌握這部分內(nèi)容時(shí)感到無(wú)所適從，學(xué)習(xí)效率低，能力提升慢。針對(duì)以上問(wèn)題，筆者在探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)中通過(guò)思維導(dǎo)圖將實(shí)驗(yàn)程序化，具體操作如圖4所示。

運(yùn)用程序化教學(xué)，可以使生物探究性實(shí)驗(yàn)不再深?yuàn)W，使其變得通俗易懂、簡(jiǎn)單明了。因而在生物教學(xué)中，筆者每次講到探究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)都先重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)程序，然后讓學(xué)生分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在探究生長(zhǎng)素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度、溫度對(duì)酶活性的影響、酵母菌細(xì)胞呼吸的方式等實(shí)驗(yàn)中，筆者會(huì)結(jié)合生活實(shí)際，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣;同時(shí)通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)的程序化教學(xué)，讓學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)研究方法、體驗(yàn)科學(xué)過(guò)程，讓學(xué)生切身感受到生物學(xué)是鮮活、生動(dòng)有趣的，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)試題復(fù)雜多變的情境中運(yùn)用基本的程序進(jìn)行推理和分析，繼而提升其演繹推理能力。

總之，思維導(dǎo)圖教學(xué)法作為一種有效的教學(xué)工具，以新課程理念為指導(dǎo)，以優(yōu)化學(xué)科學(xué)習(xí)、提高科學(xué)思維能力為目標(biāo)，解決了生物知識(shí)內(nèi)容繁雜、知識(shí)體系混亂、難以厘清學(xué)科知識(shí)間的線索及其內(nèi)在的聯(lián)系等一系列問(wèn)題。思維導(dǎo)圖教學(xué)能很好地幫助學(xué)生構(gòu)建生物模型，將知識(shí)點(diǎn)依據(jù)彼此間的關(guān)聯(lián)分層、分類歸納管理，使知識(shí)的管理與應(yīng)用系統(tǒng)化。這樣學(xué)生思考問(wèn)題時(shí)就可以迅速檢索出所需的知識(shí)，做到觸類旁通，確保分析問(wèn)題比較全面。思維導(dǎo)圖的使用刪除了冗長(zhǎng)雜亂的信息，保留了關(guān)鍵的內(nèi)容，圍繞核心概念組織教學(xué)，大大減輕了學(xué)生記憶的負(fù)擔(dān)，有效改善了學(xué)生死記硬背的現(xiàn)象，同時(shí)也有助于學(xué)生科學(xué)思維能力的提高。思維導(dǎo)圖的開(kāi)放性、延伸性特點(diǎn)能將新舊知識(shí)結(jié)合起來(lái)，從而提升學(xué)生歸納概括與綜合分析問(wèn)題的能力。

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