思維導(dǎo)圖在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用思考

黃貞貞

摘? ?要：基于實(shí)驗(yàn)“探究溫度對α-淀粉酶活性的影響”，文章展示思維導(dǎo)圖在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的有效應(yīng)用。思維導(dǎo)圖的可視化特性使學(xué)生更清楚實(shí)驗(yàn)的流程，提高學(xué)生探究學(xué)習(xí)的自主性。同時(shí)可利用思維導(dǎo)圖對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解和掌握，導(dǎo)圖的拓展延伸有利于提高學(xué)生解決問題的能力。

關(guān)鍵詞：思維導(dǎo)圖;生物實(shí)驗(yàn)教學(xué);探究

引言

隨著課程的改革，新高中生物課程呈現(xiàn)出圖形多，概念多，概念間關(guān)聯(lián)緊密等特點(diǎn)[ 1 ]。同時(shí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的全面和終身發(fā)展需求，倡導(dǎo)學(xué)生的自主探究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生獲取、加工信息的能力以及積極處理問題的能力，以期待開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。生物實(shí)驗(yàn)不僅是教師傳授知識(shí)的利器，也是學(xué)生學(xué)習(xí)生物的必要途徑。思維導(dǎo)圖作為組織思維的有效工具，迎合了新課程改革的需求，它能將人類的發(fā)散性思維具體化，借助色彩、線條、圖像、關(guān)鍵詞等，將大量混亂的信息組織成彩色的、便于理解和記憶的、條理清晰和層次感強(qiáng)的圖像上，形成系統(tǒng)的思維的體系，既重點(diǎn)突出，又便于學(xué)生思維的延伸和挖掘[ 2 ]。將思維導(dǎo)圖應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不僅可以使實(shí)驗(yàn)的過程步驟簡潔明了，而且可以使學(xué)生有效地避開了因知識(shí)的雜亂而帶來的混亂，以清晰的圖像呈現(xiàn)出各個(gè)知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)性，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的整體把握;提升學(xué)生的抽象概括能力，積極地發(fā)揮其主觀能動(dòng)性;同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析及疑點(diǎn)的延伸，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的分析綜合能力及創(chuàng)新精神。

1? 思維導(dǎo)圖在實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用的有效性

思維導(dǎo)圖的形成是一個(gè)“由思成圖，由圖導(dǎo)思”的過程，繪制思維導(dǎo)圖的過程是將新舊知識(shí)進(jìn)行重新整合的過程[ 3 ]。應(yīng)用思維導(dǎo)圖不僅有利于提高教師的備課效率和改變學(xué)生的預(yù)習(xí)方式，同時(shí)也優(yōu)化了課堂教學(xué)內(nèi)容的展現(xiàn)，使學(xué)生的創(chuàng)造潛能得到了最大程度的發(fā)揮。繪制思維導(dǎo)圖的過程中可通過關(guān)鍵字、色彩、圖形的綜合應(yīng)用，使實(shí)驗(yàn)脈絡(luò)更加清晰，實(shí)驗(yàn)核心更加突出，實(shí)驗(yàn)邏輯順序更加明確， 達(dá)成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的圖示化，思維過程的可視化。在高一學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前，教師可通過導(dǎo)圖構(gòu)建基本的實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)模式（如圖1），讓學(xué)生熟知進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的規(guī)程制度的同時(shí)養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

1.1? 提高師生課前備課預(yù)習(xí)效率

對于教師來講，教學(xué)設(shè)計(jì)是上好一堂課的基礎(chǔ)，思維導(dǎo)圖可以幫助教師優(yōu)化教學(xué)方法，其層次化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征，有助于教師挖掘各個(gè)實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系。思維導(dǎo)圖的展示邏輯順序清晰可見，有助于教師對教學(xué)過程的全局把握。同時(shí)，思維導(dǎo)圖的形成過程是師生發(fā)散思維腦圖的體現(xiàn)，教師可根據(jù)學(xué)生的學(xué)情及校本課程做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整[ 4 ]。如對接受力較強(qiáng)的班級(jí)可對相關(guān)內(nèi)容作更為深入的拓展，使整個(gè)教學(xué)過程更加系統(tǒng)化。

對于學(xué)生而言，思維導(dǎo)圖可以改善學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。教師在新課之前為每位學(xué)生發(fā)放設(shè)有關(guān)鍵詞提示和問題框架的預(yù)習(xí)思維導(dǎo)圖，給學(xué)生提供大體的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)方向，指引學(xué)生快速掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的要點(diǎn)，整合自己的知識(shí)畫出思維導(dǎo)圖，明確每一實(shí)驗(yàn)步驟的目的性和必要性，通過思考發(fā)現(xiàn)問題，找出存在的疑慮點(diǎn)。同時(shí)，教師從學(xué)生預(yù)繪制的思維導(dǎo)圖中可以很快地發(fā)現(xiàn)學(xué)生面臨的疑點(diǎn)、難點(diǎn)，在課堂教學(xué)中能更有針對性地引導(dǎo)學(xué)生去突破。

1.2? 在實(shí)驗(yàn)過程中的有效應(yīng)用

通過學(xué)生對思維導(dǎo)圖的自主構(gòu)建和教師有效引導(dǎo)，學(xué)生便能建立較完整的實(shí)驗(yàn)框架體系，做實(shí)驗(yàn)時(shí)可以做到心中有數(shù)，發(fā)揮主觀能動(dòng)性，更對實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)理論有系統(tǒng)性完善地認(rèn)識(shí)，并能夠應(yīng)用理論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，不僅省時(shí)、省力，亦能開發(fā)培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。

“探究溫度對酶活性的影響”是各個(gè)中學(xué)必開的探究性實(shí)驗(yàn)，組織學(xué)生探究該實(shí)驗(yàn)，可以加深學(xué)生對影響酶活性因素的理解，但教材并未給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也不明確。這給學(xué)生提供了很大的自主設(shè)計(jì)、探究的空間。雖然本探究實(shí)驗(yàn)涉及到的原理大家都很熟悉，但如何使本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更科學(xué)、可行也備受關(guān)注[ 5 ]。首先教師必須引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)原理、選擇合適的試劑，如需解釋清楚為何選擇淀粉酶催化淀粉的水解作為本試驗(yàn)探究的原理，為何最好選擇碘溶液來檢測反應(yīng)結(jié)果;其次是試驗(yàn)溫度的確定，如何選擇代表性的溫度;第三是實(shí)驗(yàn)步驟安排及注意事項(xiàng)。

如此按傳統(tǒng)的"填鴨式”的講解介紹，復(fù)雜的文字描述降低了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的興趣度，學(xué)生需要花費(fèi)大量的精力“讀懂”實(shí)驗(yàn)步驟，被動(dòng)地接受這些知識(shí)。而在應(yīng)用思維導(dǎo)圖的學(xué)習(xí)過程中通過師生的交流、導(dǎo)圖的繪制及完善使實(shí)驗(yàn)方案更加完整，同時(shí)也加深了學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的理解和記憶（如圖2）。

上述思維導(dǎo)圖可以直觀、全面地展示實(shí)驗(yàn)的思維順序，原理、選材、步驟直觀明了，提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

1.3? 以"疑點(diǎn)”延伸導(dǎo)圖，觸發(fā)“思維風(fēng)暴”，提升探究能力

當(dāng)學(xué)生得到意料之外的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果時(shí)，不同的學(xué)生可作出不同的分析，有的人簡單地歸因于實(shí)驗(yàn)誤差，有的人認(rèn)為是操作錯(cuò)誤導(dǎo)致，但也不乏有學(xué)生愿意進(jìn)一步的思考。而通過思維導(dǎo)圖的拓展可把學(xué)生的思考、疑慮可視化，有利于教師進(jìn)一步指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)探究。

例如，在以上列舉的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果則往往與預(yù)期的結(jié)果存在差異。當(dāng)在100℃處理的實(shí)驗(yàn)組檢測結(jié)果并沒有象預(yù)期的那樣變藍(lán)，什么原因?qū)е逻@種結(jié)果？必然能引起學(xué)生的質(zhì)疑。當(dāng)學(xué)生驚奇發(fā)現(xiàn)100℃處理的實(shí)驗(yàn)混合液冷卻之后竟變藍(lán)了的時(shí)候，教師便可積極引導(dǎo)學(xué)生思考“溫度對碘與淀粉的顯色是否產(chǎn)生影響？”觸發(fā)思維風(fēng)暴，延伸導(dǎo)圖進(jìn)一步探究。學(xué)生們有不同的設(shè)計(jì)方案：有的學(xué)生認(rèn)為可通過溫度計(jì)監(jiān)測100℃處理的實(shí)驗(yàn)組在冷卻過程中混合液逐漸變藍(lán)時(shí)的溫度;有的學(xué)生重新設(shè)計(jì)"溫度對淀粉與碘顯色的影響”的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。通過探討師生達(dá)成共同的結(jié)論：在檢測水解程度時(shí)，首先必須冷卻試管，再加入碘液，以避免因溫度影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的判斷[ 6 ]。通過以上實(shí)驗(yàn)及教師的解釋，學(xué)生也更加明確了淀粉與碘顯色的原理，意識(shí)到高溫能使淀粉的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，加熱時(shí)間過長還可使淀粉變性，從而無顯色反應(yīng)等知識(shí)，進(jìn)一步完善學(xué)生的知識(shí)體系。而思維導(dǎo)圖仍可繼續(xù)延伸，如探究酸堿度等對淀粉與碘顯色的影響，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。

在思維導(dǎo)圖的構(gòu)建和完善過程，引發(fā)學(xué)生不斷思考，在提升探究能力的同時(shí)，使學(xué)生“心有所圖”，形成系統(tǒng)的知識(shí)體系。當(dāng)解題時(shí)學(xué)生也能做到思路清晰，思考到位，提高解題的準(zhǔn)確率。

2? 思維導(dǎo)圖在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用的反思

思維導(dǎo)圖在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用在體現(xiàn)其各種優(yōu)勢的同時(shí)，對師生也提出了一定的要求。

2.1? 啟發(fā)優(yōu)勢

思維導(dǎo)圖的應(yīng)用有利于提高教師的備課效率，同時(shí)教師將搜集到的學(xué)生思維導(dǎo)圖進(jìn)行完善后再以板書的形式體現(xiàn)，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容的展示。思維導(dǎo)圖直觀地建立起實(shí)驗(yàn)框架體系，使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)知識(shí)有系統(tǒng)性地認(rèn)識(shí);思維導(dǎo)圖的邏輯性也有助于學(xué)生理解和記憶實(shí)驗(yàn)步驟;應(yīng)用思維導(dǎo)圖可以更好地評估學(xué)生，也能幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足，找到解決自己問題的方法。

2.2? 挑戰(zhàn)要求

實(shí)驗(yàn)思維導(dǎo)圖雖有固定的思維順序，都圍繞著實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、步驟、儀器等進(jìn)行 ，但是思維導(dǎo)圖的結(jié)構(gòu)是發(fā)散的，可以有自由的組織形式，是學(xué)生親力親為的思維工具，是學(xué)生“腦圖”的體現(xiàn)。這就要求學(xué)生對實(shí)驗(yàn)有全面清晰的認(rèn)識(shí)，在制作思維導(dǎo)圖的過程中理解整個(gè)實(shí)驗(yàn)的思維順序，并有能力和興趣接受這樣發(fā)散性思維的訓(xùn)練。

2.3? 拓展應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)完成之后，利用思維導(dǎo)圖對本堂課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)，強(qiáng)化學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解和掌握。通過小組間的交流，教師的有效引導(dǎo)，延伸導(dǎo)圖，解決潛在問題，形成系統(tǒng)的知識(shí)體系。對于解題，思維導(dǎo)圖以圖形化的方法把題中所給信息結(jié)構(gòu)化，便于學(xué)生厘清解題思路，提高解題的準(zhǔn)確率。

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