运用思维导图提升科学思维能力的策略

江永艺

【摘要】思维导图是一种有效的思维工具与教学方法，也是一种高效的学习方法。在生物教学中运用构建思维导图的教学策略，既可促使学生更好地实现知识的一体化、具体化、清晰化和程序化，帮助学生记忆、理解和运用生物学相关的知识，提高学习效率，又可激发学生的学习兴趣与积极性，提升学生的科学思维能力。

【关键词】思维导图;教学策略;科学思维能力;高中生物

思维导图是英国著名心理学家托尼·巴赞在研究大脑的潜能过程中开发的一种高效率地表达思维轨迹的思维工具，其以图文并茂的特点，发散性地、多维度地调动大脑的各个功能，能有效地提高学生的学习效率和对知识的综合应用能力。而当前学生在高中生物的学习过程中普遍存在概念不清、知识点联系混乱、实验技能落后、综合分析理解能力不足等一系列问题。其实这些问题的出现归根结底是因为学生的科学思维能力不足。科学思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。而思维导图能有效提升学生的科学思维能力。

思维导图教学法比传统的教学方法更有效，可以让复杂的问题变得简单，将抽象的问题变得具体。“千做万练不及一张图”就是指思维导图。思维导图能使零碎的知识串联成知识体系，让学生快速厘清知识的脉络，而且思维导图的开放性可以激发学生对相关知识进行延伸的欲望，使学生在学习过程中逐步发展科学思维，基于生物学事实和证据，运用归纳与概括、模型与建模、演绎与推理、分析判断等方面能力，探讨生命现象及规律，进而提升其审视或论证生物学知识的综合分析及应用能力。下面笔者谈谈对运用思维导图进行教学实践的具体操作和体会。

一、思维导图教学法能将零散知识一体化，提升学生归纳与概括的能力

生物学科的名词多、概念多，如果通过常规的简单学习，一个一个地死记硬背，学生的学习效率是难以有效提升的。众多的知识点就像一堆汽车零件，你是背着一堆零件跑，还是把它们按照一定的规律组合成一辆汽车再上路呢？答案是显而易见的。

例如，在“种群特征”章节的教学中，笔者紧密围绕种群密度这一核心点，联想到影响其变化的相关知识点，梳理了知识之间的联系，将相对独立的“零件”构成一个整体（见图1）。通过思维导图，学生能够清晰地了解种群的知识结构，同时在现有框架下能够分析我国不同时期人口政策调整的原因及人口流动对社会的影响。当脑海中有了这张图，学生就有了解题的思路，学习的效率和分析的能力都会得到提升。

在生物学核心概念教学中，教师应充分把握好生物概念的形成和相关知识的内在联系，用思维导图引导学生学会归纳与概括，在教学中渗透科学思维方法的培养。

二、思维导图教学法能将抽象内容具体化，提升学生构建模型的能力

高中生物中有很多内容是抽象的、微观的，学生无法直接观察到的。由于部分学生缺少形象思维的能力，教师单纯讲解难以激发学生的学习兴趣。对于这类内容，教师可以利用多媒体教学手段，结合学生手绘流程图的方法，突破相关的难点。

例如，内环境中氧气和葡萄糖的运输过程的相关知识点涉及生理学的内容，学生在知识储备上明显不足。在教学中，笔者先向学生强调要抓住细胞是构成生物体结构和功能的基本单位这一核心，再引导其分步绘制过程图，将相关物质要经过的系统和器官简化，用最短的路径进行运输。这样既提高了学生的学习兴趣，又提高了其动手的能力，具体化的过程加深了学生对知识点的印象。在图2的基础上，笔者结合细胞膜的结构、物质跨膜运输的方式、物质在体内的转化和利用、代谢物质（CO2）的运出等一系列知识点进行思维拓展，使学生对生物生命活动过程的整体性有了更深的理解，提升了学生的想象力和思维能力。将该方法用于基因的表达、光合作用的过程、细胞免疫等内容的教学中效果也十分明显，能使学生少一份迷惘，多一分收获，让学生从更高的视角用系统学习的层次解决学习问题。

在教学过程中以实物或图画的形式直接地呈现符合建模的原理，将抽象的生物知识以直观、具体的形式展现出来，不仅能促进学生对生物本质的理解，还可以激发学生自主探究的兴趣，从而有效地提升其科学思维能力。

三、思维导图教学法能将易混知识清晰化，提升学生分析判断能力

在考试中，我们经常发现学生出现名词张冠李戴的现象。究其原因，主要是随着学习的深入，学生需要记忆的内容越来越多，但由于没有进行及时的梳理，思路逐渐不清晰。一些相似的、易混淆的内容之间往往存在非常密切的联系，学生只有把握它们之间的联系，进行有效的组织区分，答题时才能避免出错。

例如，近两年高考中均出现了ATP、ADP和核苷酸的相关考点，这两个知识点在课本上是属两个不同模块的内容。学生若平时不细心，缺少探究的精神，基本不会把两者联系在一起，当遇见这样的题目时就会不知所措。高考考查的知识点不会超出课本的知识范围，所以在教学中，笔者会引导学生动手绘画这样一幅图，明确几个知识的区别与联系（见图3）。有了这幅图，学生就会恍然大悟，对知识记忆深刻且牢固。同时，笔者还加入了同位素标记、核糖换成脱氧核糖、更换碱基、结合能量供应、中心法则、PCR等拓展内容，激发了学生的求知欲，训练了学生的分析判断能力。高中阶段的很多易混内容如生长素与生长激素，原生质与原生质层，染色体、同源染色体和姐妹染色体等，教师都可以通过这种图文并茂的方式为学生进行区分处理，从而使学生思路更清晰，答题更规范，进而提升其分析判断能力。

四、思维导图教学法能将探究实验过程程序化，提升学生演绎推理能力

新一轮生物课程改革的重要目标之一是让学生通过学习，提高对科学和探索未知的兴趣。生物探究实验能力作为课程改革的重要内容，每年都是高考的重要考点。其不仅考查学生探究能力、实验设计能力和运用生物学知识和方法分析与解决实际问题的能力，还能体现学生的科学态度、科学精神和创新意识。在高中必修教材中有11個实验，但由于受到部分学校的实验条件、学生的素质及教师的业务能力和对探究性实验的驾驭能力等多种因素的制约，学生在掌握这部分内容时感到无所适从，学习效率低，能力提升慢。针对以上问题，笔者在探究实验教学中通过思维导图将实验程序化，具体操作如图4所示。

运用程序化教学，可以使生物探究性实验不再深奥，使其变得通俗易懂、简单明了。因而在生物教学中，笔者每次讲到探究实验内容时都先重点强调实验程序，然后让学生分小组进行实验设计和预期实验结果。在探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度、温度对酶活性的影响、酵母菌细胞呼吸的方式等实验中，笔者会结合生活实际，创设问题情境，激发学生探究学习的兴趣;同时通过探究实验的程序化教学，让学生领悟科学研究方法、体验科学过程，让学生切身感受到生物学是鲜活、生动有趣的，使学生在实验试题复杂多变的情境中运用基本的程序进行推理和分析，继而提升其演绎推理能力。

总之，思维导图教学法作为一种有效的教学工具，以新课程理念为指导，以优化学科学习、提高科学思维能力为目标，解决了生物知识内容繁杂、知识体系混乱、难以厘清学科知识间的线索及其内在的联系等一系列问题。思维导图教学能很好地帮助学生构建生物模型，将知识点依据彼此间的关联分层、分类归纳管理，使知识的管理与应用系统化。这样学生思考问题时就可以迅速检索出所需的知识，做到触类旁通，确保分析问题比较全面。思维导图的使用删除了冗长杂乱的信息，保留了关键的内容，围绕核心概念组织教学，大大减轻了学生记忆的负担，有效改善了学生死记硬背的现象，同时也有助于学生科学思维能力的提高。思维导图的开放性、延伸性特点能将新旧知识结合起来，从而提升学生归纳概括与综合分析问题的能力。

【参考文献】

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