應(yīng)用思維可視化技術(shù) 提高生物教學(xué)有效性

劉裕彬

（江蘇省南通市海門市海門中學(xué)，江蘇海門 226100）

引 言

思維是人腦對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)間接的、概括的反映，反映的是事物的本質(zhì)和事物間規(guī)律性的聯(lián)系。同時(shí)，思維也是高中階段學(xué)習(xí)必不可缺的。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)模式只能將學(xué)生的學(xué)習(xí)停留在“感知記憶”層面，沒(méi)有上升到思維層面。思維可視化技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)⒔虒W(xué)重新匯聚在思維層面，使教學(xué)真正回歸到學(xué)生手中。因此，在實(shí)際教學(xué)中，高中生物教師要應(yīng)用思維可視化技術(shù)，以圖示化的教學(xué)方式，直觀地為學(xué)生展示生物知識(shí)，簡(jiǎn)化學(xué)生對(duì)課本內(nèi)容的理解，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維與創(chuàng)新能力。

一、問(wèn)題引領(lǐng)，培養(yǎng)思維能力

高中生思維能力的培養(yǎng)是高中階段最重要的教學(xué)目標(biāo)。運(yùn)用問(wèn)題引領(lǐng)的方式對(duì)于培養(yǎng)和引導(dǎo)學(xué)生的思維非常有效。因此，高中生物教師可以在教學(xué)中結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置相關(guān)的問(wèn)題，并引導(dǎo)學(xué)生在探究問(wèn)題的過(guò)程中繪制自己的思維導(dǎo)圖，進(jìn)而幫助學(xué)生在系統(tǒng)地掌握知識(shí)時(shí)構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系，并有效地啟發(fā)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力[1]。

以《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》為例，在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)《遺傳物質(zhì)的攜帶者》和《細(xì)胞器──系統(tǒng)內(nèi)的分工合作》等內(nèi)容，并且對(duì)DNA、RNA和細(xì)胞核已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)。因此，在講新課之前，筆者首先為學(xué)生設(shè)置了一些問(wèn)題：考慮并總結(jié)遺傳物質(zhì)有哪些？它們的分布有什么特點(diǎn)？我們是如何得出這些偉大的結(jié)論的？筆者要求學(xué)生結(jié)合這些問(wèn)題找出答案，并繪制思維導(dǎo)圖。學(xué)生結(jié)合自己的已有認(rèn)知和探究得出：遺傳物質(zhì)有DNA和RNA，DNA是主要的遺傳物質(zhì)，主要分布在細(xì)胞核，RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)，原核細(xì)胞的DNA位于擬核區(qū)域。學(xué)生了解到這些之后，筆者用多媒體展示了格里菲思和艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，加固學(xué)生的認(rèn)知。

在高中生物教學(xué)中，采用問(wèn)題引導(dǎo)的方式不僅能為學(xué)生提供一個(gè)思考的方向，用思維導(dǎo)圖的方式將自己的探究過(guò)程進(jìn)行記錄，還能引導(dǎo)學(xué)生掌握一種有效的學(xué)習(xí)方法，進(jìn)而有效地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

二、比較概念，建構(gòu)知識(shí)體系

知識(shí)體系的建構(gòu)是高中生物教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，也是保證學(xué)生靈活運(yùn)用生物知識(shí)解答生物問(wèn)題的關(guān)鍵所在。而思維導(dǎo)圖技術(shù)的應(yīng)用，則可以使知識(shí)體系的建構(gòu)過(guò)程更加快捷和完善。因此，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生借助思維導(dǎo)圖，對(duì)比生物學(xué)科中的相似、相關(guān)概念，并在此過(guò)程中，加深對(duì)相關(guān)概念的理解和記憶，有效建構(gòu)生物知識(shí)體系[2]。

以《細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)》為例，學(xué)生接觸和學(xué)習(xí)了細(xì)胞中各個(gè)結(jié)構(gòu)的成分、特點(diǎn)及其功能，對(duì)于細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)有了大致的了解。在此基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步保證學(xué)生形成“細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)”的知識(shí)體系，筆者在課堂內(nèi)引入了思維導(dǎo)圖，運(yùn)用思維可視化教學(xué)技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生回顧所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，并將所學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)地展示在思維可視化導(dǎo)圖中，進(jìn)行對(duì)比理解和記憶。首先，我們將“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”作為思維可視化導(dǎo)圖的中心，再以此延伸，分別展示細(xì)胞膜、細(xì)胞器、細(xì)胞核的成分和功能，讓學(xué)生在思維可視化導(dǎo)圖中能夠直觀地觀察到這三種基本結(jié)構(gòu)成分的不同，并對(duì)比細(xì)胞膜、細(xì)胞器及細(xì)胞核的功能，促進(jìn)學(xué)生對(duì)于細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)的理解。在生物教學(xué)過(guò)程中，融入思維可視化技術(shù)，可以引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)地回顧課堂內(nèi)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，并有章可循地將其進(jìn)行分類歸納和總結(jié)，將其呈現(xiàn)在思維可視化導(dǎo)圖中。同時(shí)在直觀對(duì)比的過(guò)程中，促進(jìn)學(xué)生對(duì)于相關(guān)概念的記憶和理解，有效建構(gòu)生物知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，促進(jìn)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的系統(tǒng)運(yùn)用，提高生物教學(xué)課堂的教學(xué)效率。

三、梳理學(xué)史，把握發(fā)展脈絡(luò)

生物學(xué)史是從辯證唯物主義和歷史唯物主義兩個(gè)方面出發(fā)，對(duì)生物科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展所做出的科學(xué)總結(jié)，是眾多科學(xué)家思維的產(chǎn)物。因此，利用生物學(xué)史教學(xué)可以將傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力和發(fā)展情感三個(gè)方面聯(lián)合起來(lái)，使學(xué)生在認(rèn)識(shí)了生物發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上，把握生物知識(shí)的發(fā)展脈絡(luò)，進(jìn)一步提高對(duì)科學(xué)發(fā)展的認(rèn)識(shí)、理解與把握。

以《能量之源——光與光合作用》為例，由于本課內(nèi)容涉及很多科學(xué)家的研究，并且各研究間有著明確的遞進(jìn)關(guān)系，因此在了解“光合作用”的相關(guān)內(nèi)容前，筆者先用思維可視化技術(shù)給學(xué)生梳理了“光合作用”的發(fā)現(xiàn)與探索過(guò)程。筆者先根據(jù)年代，列出了“光合作用”的發(fā)展歷程，即18世紀(jì)中期（英國(guó)普利斯特利）→1779年（荷蘭英格豪斯）→1845年（德國(guó)梅耶）→1864年（德國(guó)薩克斯）→1939年（美國(guó)魯賓和卡門）。在給學(xué)生列出“光合作用”發(fā)展歷程中大概的時(shí)間與人物后，筆者要求學(xué)生以時(shí)間為順序，了解這些科學(xué)家在“光合作用”探究與成型歷程中發(fā)揮的作用及主要貢獻(xiàn)。學(xué)生根據(jù)課本內(nèi)容與時(shí)間發(fā)展進(jìn)行了重組和整理，最終學(xué)生較為系統(tǒng)地了解到了光合作用的探究歷程。

通過(guò)以時(shí)間為順序帶領(lǐng)學(xué)生梳理生物學(xué)史，不僅能使學(xué)生體會(huì)到每一個(gè)新知識(shí)的來(lái)之不易，進(jìn)一步刺激學(xué)生的科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，而且能使學(xué)生系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)到某一知識(shí)點(diǎn)的探究與形成過(guò)程，幫助學(xué)生理清探究思路，實(shí)現(xiàn)師生與古今的對(duì)話。

四、出示方案，助力實(shí)驗(yàn)探究

實(shí)驗(yàn)探索是理科生在學(xué)習(xí)中必須具備的一項(xiàng)技能，但是在實(shí)驗(yàn)探究中，學(xué)生常常面臨設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的難題。因此，這就需要高中生物教師在教學(xué)中積極應(yīng)用思維可視化技術(shù)，使學(xué)生清楚地認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)探究的主題與方向，同時(shí)還要使學(xué)生能夠?qū)⒆约旱娜孔⒁饬性趯?shí)驗(yàn)方案的書(shū)寫(xiě)及探究過(guò)程中，側(cè)面加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。

以“影響酶活性的條件”探究活動(dòng)為例，筆者先要求學(xué)生從“溫度對(duì)酶活性的影響”和“pH對(duì)酶活性的影響”兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中選出一個(gè)作為自己探究的主題，大部分學(xué)生選擇先探究“溫度對(duì)酶活性的影響”這一主題。在學(xué)生選出自己的探究主題后，筆者給學(xué)生列出了該實(shí)驗(yàn)探究的流程，即確定溶液→控制溫度→記錄現(xiàn)象→得到結(jié)果→做出結(jié)論。在給學(xué)生介紹了這些探究的主線后，學(xué)生開(kāi)始書(shū)寫(xiě)自己的實(shí)驗(yàn)方案。

應(yīng)用思維可視化技術(shù)，不僅能夠吸引學(xué)生的注意力，使學(xué)生將更多的注意力集中在對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析及實(shí)驗(yàn)方案的擬寫(xiě)上，而且可視化技術(shù)的應(yīng)用能夠使學(xué)生清楚地看到實(shí)驗(yàn)探究的主體與方向，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的難度。

結(jié) 語(yǔ)

總而言之，教師在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中要善于應(yīng)用思維可視化技術(shù)，首先，要在問(wèn)題引領(lǐng)中培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維；其次，要在概念比較中使學(xué)生建構(gòu)起知識(shí)體系，還要在生物學(xué)史的梳理中使學(xué)生把握歷史發(fā)展脈絡(luò)；最后，在實(shí)驗(yàn)探究方案擬寫(xiě)上助力學(xué)生的探究，如此不僅簡(jiǎn)化了學(xué)生的學(xué)習(xí)，也有效提高了生物教學(xué)的有效性。