思维导图在高中生物教学中的应用

赵卓 汤婷婷

摘 要 本文在奥苏伯尔的有意义学习理论和加涅的信息加工学习理论指导下，论述了思维导图的缘起、现状、概念、特点以及在高中生物教学中的应用。在高中生物教学中构建思维导图，有利于激发学生学习兴趣，拓展创新性思维以提高学生学习效率。

关键词 思维导图 高中生物教学 有意义学习

思维导图（Mind Map）是从一个中心词出发，根据人们的思维方式，结合文字、线条、颜色、图片、图形等可视化工具对所有与其相关的信息进行加工整理，用来表征中心概念的有意义学习工具。基于关键词构建的意义图形，以吸引人眼球、达到快速长久记忆、形成清晰逻辑结构为主要目的。目前思维导图已应用于教育、医学、服务等诸多领域，尤其在教学领域，思维导图已融入到生物等多个学科中，并收获了较为理想的教学效果[1，2]。

高中生物知识主要包括生物学中的分子与细胞、遗传与进化以及稳态与环境这三部分模块，体系丰富、内容繁杂。教师针对性、层次性、艺术性地讲解生物课程具有一定困难，导致部分学生难以高效利用课堂时间消化新知，课后建立各个知识点间的联系存在障碍，老师一讲就懂，练习题一做就错。本文构建以思维导图为主线的高中生物教学模式，旨在运用思维导图表达宏观与微观方面的生物学知识，有利于教师架构清晰的知识体系，学生提高记忆效率，养成逻辑思维方法和发散性思维能力，最终全面提高学生学习效率。

一、思维导图的阐释

思维导图起源于20世纪60年代，由英国教育家、心理学家、有“记忆之父”美誉的Tony Buzan所创始[3]。起初在课堂上，学生在整理随堂笔记时很容易漏掉老师讲解的知识点，从而影响学习效果。为了改善这一不良现象，托尼精心设计了一种能够快速准确记笔记的方法——思维导图[4]。最初的思维导图制作方法既简易又经济，仅用普通的纸笔来完成。目前，思维导图经不断改进，既可用不同颜色的画笔在一张空白纸中自行绘制，也可借助MindManager、MindGenius、FreeMind、Inspiration、MindMeister and MindView等软件进行绘制。

1.由点到面 一词成形

思维导图的总体构型是通过甄选中心词、寻找知识节点，将它们按照一定层次关系架构成知识的结构框图。运用抽象化和形象化思维选取中心词，搜集有关中心词的全部有意义信息作为知识节点，所以思维导图不是围绕一个词的简单信息叠加，而是适应于人们整体思维能力的有意义图形。从生物学角度出发，人的思维能力与大脑皮层紧密相连，左脑主要负责词汇、数字、逻辑、次序等方面，右脑主要负责维度、想象、色彩、整体意识等方面[5]。思维导图是以普通人的大脑思维为研究对象，激发脑部神经的兴奋性，在左脑与右脑协调运作的基础上，使其对某一特定知识深化加工，在大脑内部形成“树杈状”的美感图形。刘智斌等人研究发现，基于一个单词的思维导图记忆法有助于学生记忆更多英语单词[6]。因此，思维导图既能把新知识长时间地储存在人脑中，又能加速人们理解记忆，达到“由点到面”的良好记忆效果。

2.颜色鲜活 层次明晰

将一种或多种颜色运用到一个思维导图中，可呈现出较好的视觉效果。思维导图中的颜色既可以运用到文字上，以分出各知识点间的层次及联系，又可以运用到关键词的连接线条上。同一级别属性的相关连接运用同一种颜色线条，可以使思维导图引导性更明确。Leonidas A.等研究发现，在一个思维导图中三种颜色有机搭配能发挥其最大化效应[7]。同时，某些关键词也可以用生动的图片或动画来替代，使中心词具体化，组成一个更为鲜活的思维导图。所以，在“三色”原则下构建思维导图，能够体现出知识的紧密性、层次性和整体性。

3.逻辑了然 易于提取

思维导图作为一种有效的学习工具，以人们的思维方式为依据，将零散的知识汇集，呈现极强的逻辑关系。Ertug Evrekli等人研究发现，思维导图能够促进学生记忆以及理解知识之间的关联，并且在不同的学习阶段都有利于学生创建自主学习的知识体系[8]。在现实生活中，单纯地罗列书本上的理论知识没有实际意义，只有按照事物的发展规律整合成人们易于接受的方式，才能在实践中灵活地解决问题。因此，思维导图的清晰逻辑有助于将信息高效地映射在头脑中，便于人们提取相关知识，为自身解决实际问题提供最佳方案。

二、思维导图在高中生物教学中的应用

1.思与教同进

高中生物课程理念主要体现在：提高学生生物科学素养、面向全体学生、倡导探究性学习、注重与现实生活的联系[9]。在该理念的指导和要求下，对教师的个人素养要求越来越高，教师的教学活动不仅局限在课堂教学上，还体现在课外教学研究中。教师在备课时要考虑到学生的知识储备、认知规律、身心发展特点以及知识接受能力，还要关注教材的逻辑结构、知识细节等多方面因素。在此基础之上，教师绘制教学内容的思维导图，根据思维导图来设计教学计划。我们在人教版高中《生物必·遗传与进化》第5章第3节“人类遗传病”中，将单基因遗传病、多基因遗传病以及染色体异常遗传病进行课前整理，形成关于人类遗传病的思维导图（如图1）。教师设计该思维导图应在学生已有知识基础上设定相关情境，或者在适当教学环节设置一定问题，并思考如何启发学生解答问题，为达到良好的课堂教学效果奠定基础。

2.教与学相融

21世纪以来，国家课程标准规定了高中生物课程的三维目标——知识与技能目标、过程与方法目标以及情感态度与价值观目标[10]。教师不仅要在知识方面对学生进行指导教育，还要注重技能的培养，更要着重关注学生情感、态度与价值观的养成。Chin Sok Fun等将思维导图分为以学生为中心的思维导图和以教师为中心的思维导图，而以学生为中心的思维导图更有利于知识的同化[11]。我们在人教版高中《生物·稳态与环境》第5章第4节“生态系统的信息传递”的信息种类教学中，将物理信息、化学信息、行为信息设计成直观思维导图（如图2），将该思维导图拓展成三个分支，并运用形象化图片代替具体的内容，使学生易于接受图片显示的信息，以此激发学生的学习兴趣。通过教师对思维导图的演绎，学生在课后亦能按照自身逻辑思维，构建以学生为主体的思维导图，加强对课后内容的消化和巩固。

3.学与用并行

在信息时代，学生需要具有收集、分析和整理信息，自行建构思维导图的能力。唐敏等对学生思维导图应用情况和认知态度方面进行调查，研究结果表明大部分学生能够积极主动运用思维导图进行学习[12]。尤其是高三复习阶段，学生在课后主动制作思维导图以巩固学习内容，加深对知识的理解，能收到较好的复习效果[13]。在人教版高中《生物·分子与细胞》中，为避免在生命活动对供能物质产生混淆，我们将供能物质构建一个完整清晰的思维导图，明确地概括了供能物质包含太阳能、脂肪、糖类、ATP及蛋白质等有机物（如图3）。因此，思维导图对于凝练供能物质种类具有重要作用，能够培养学生的科学思维和独立解决问题的能力。

综上所述，思维导图既是一种有效的记忆方法，又是一种灵活的学习策略，在实际的教师教学和学生学习过程中均能取得明显的效果[14]。同时在教学过程中，思维导图还可以对更多的教学资源进行开发和利用[15]，是教师用来准备教学内容、设计教学环节、引导学生进行复习的有力工具，也是学生巩固知识、备战考试、解决实际问题的最佳手段。因此，高中生物教学中科学运用思维导图，将为教师教学能力和学生学习效率提升创造较大的空间，可以更好地为高中生物教学服务。

参考文献

[1] 邱相彬，曾红丽.思维导图技术在中学语文教学中的应用[J].教学与管理，2011（24）.

[2] 安代红.思维导图在初中生物学教学中的应用[J].生物学通报，2007（7）.

[3] 赵佳娜.思维导图在认知结构建构中应用模式研究[J].中国电化教育，2014（6）.

[4] Vasilije Kokotovich.Problem analysis and thinking tools： an empirical study of non-hierarchical mind Mapping[J].Design Studies，2008（1）.

[5] 邓敏杰，李占伟，张豪锋.运用思维导图优化小学作文教学的实践[J].中国电化教育，2012（3）.

[6] 刘智斌，覃学健，刘玉梅，等.运用思维导图进行英语单词记忆的实验研究[J].软件导刊，2009（1）.

[7] Leonidas A. Zampetakis，Loukas Tsironis，Vassilis Moustakis. Creativity development in engineering education the case of mind mapping[J].Journal of Management Development， 2007（4）.

[8] Ertug Evrekli，Ali Gunay Balim，Didem Inel.Mind mapping applications in special teaching methods courses for science teacher candidates and teacher candidates’opinions concerning the applications[J].Procedia Social and Behavioral Sciences，2009（1）.

[9] 刘恩山.普通高中生物课程标准的设计思路和主要特点[J].生物学通报，2003（5）.

[10] 李润洲.三维教学目标表述的偏差与矫正[J].课程·教材·教法，2014（5）.

[11] Chin Sok Fun a，Norhayati Maskat.Teacher-Centered Mind Mapping vs Student-Centered Mind Mapping in the Teaching of Accounting at Pre-U Level An Action Research[J].Procedia Social and Behavioral Sciences，2010（7）.

[12] 唐敏，杨成.思维导图在培养中学生物理发散性思维中的应用探索[J].中国教育信息化，2009（12）.

[13] 陈小清，黄志坚.利用思维导图有效加强生物课堂教学[J].教学与管理，2014（10）.

[14] Paul Farrand，Fearzana Hussain，Enid Hennessy.The efficacy of the 'mind map' study technique[J].Medical Education，2002（36）.

[15] Sarah Edwards，Nick Cooper.Mind mapping as a teaching resource[J].The Clinical Teacher，2010（7）.

[作者：赵卓（1973-），女，吉林四平人，吉林师范大学生命科学学院教授，硕士生导师，博士；汤婷婷（1994-），女，吉林德惠人，吉林师范大学生命科学学院在读硕士研究生。]

【责任编辑 杨 子】