淺談思維導(dǎo)圖改變高中生物教學(xué)中的認(rèn)知負(fù)荷

摘 要：思維導(dǎo)圖是基于人類大腦的思考模式，一種學(xué)習(xí)圖式，思維導(dǎo)圖之于教師的教，建構(gòu)的教學(xué)設(shè)計(jì)可以從整體上反映整個教學(xué)過程，在新情境中，利用思維導(dǎo)圖完整的邏輯架構(gòu)及全腦思考的方法幫助學(xué)生解決實(shí)際的生物學(xué)問題;思維導(dǎo)圖之于學(xué)生的學(xué)，作為一種學(xué)習(xí)策略，能促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展、創(chuàng)造性學(xué)習(xí)，使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，有效地激發(fā)學(xué)生的想象力，提高創(chuàng)造性思維，以一種高階思維，全腦聯(lián)動，釋放學(xué)生工作記憶空間，改變了學(xué)習(xí)的認(rèn)知負(fù)荷。

關(guān)鍵詞：思維導(dǎo)圖;工作記憶;思維發(fā)散;認(rèn)知負(fù)荷

思維導(dǎo)圖，又叫心智圖，是基于人類大腦的思考模式，立足于心理學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)的一種表達(dá)發(fā)射性思維的有效的圖形思維工具，是一種革命性的思維工具。思維導(dǎo)圖運(yùn)用圖文并茂的技巧，把各級主題的關(guān)系用相互隸屬與相關(guān)的層級圖表現(xiàn)出來，把主題關(guān)鍵詞與顏色、圖形、符號等建立記憶關(guān)聯(lián)，充分調(diào)動人的左右腦同步思考，引發(fā)人的聯(lián)想，利用記憶、閱讀、思維的規(guī)律，從一個中心出發(fā)，利用層級和分支相連，使概念結(jié)構(gòu)清晰、層次分明，使注意力集中于關(guān)鍵點(diǎn)上，從而改善記憶力，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)可見，使教師的教學(xué)可見，充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性，發(fā)展學(xué)生的思維能力，幫助學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。它是將人類大腦的自然思考方式——放射性思考可視化的圖形思維工具。它既可呈現(xiàn)知識網(wǎng)絡(luò)，是組織陳述性知識的良好工具;也可以呈現(xiàn)思維過程，是組織程序性知識的良好工具。

認(rèn)知負(fù)荷理論認(rèn)為教學(xué)的主要功能就是讓信息存儲于長期記憶中，在心理學(xué)研究方面認(rèn)為：知識是以圖式的形式存儲于長期記憶中的。圖式組織信息的方法是根據(jù)信息元素的使用方式，它提供知識組織和存儲的機(jī)制，以減少工作記憶的負(fù)荷。就圖式而言，其內(nèi)容可以是學(xué)習(xí)者學(xué)到的不分大小的任何內(nèi)容，均以一個實(shí)體存在于記憶中。工作記憶的空間中子元素或低級圖式會整合到高一級的圖式中。圖式的建構(gòu)可以使工作記憶處理元素?cái)?shù)量變得有限，卻能讓處理的信息量變成無限;圖式建構(gòu)后通過大量的實(shí)踐可以將其進(jìn)一步自動化，可以為工作記憶釋放出其他活動的空間，當(dāng)自動化形成后，熟悉的學(xué)習(xí)任務(wù)可以準(zhǔn)確流利地操作，不熟悉的學(xué)習(xí)任務(wù)會由于獲取大量工作記憶空間，于是效率得以提升，因此圖式建構(gòu)可以降低工作記憶的壓力和負(fù)荷。

在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中建構(gòu)圖式，讓信息先在工作記憶中處理，在形成長期記憶前，借助圖式信息的相關(guān)內(nèi)容必定會從工作記憶中提取出來加以操作，經(jīng)過實(shí)踐，圖式就能形成長期記憶中的一種知識框架，可以降低影響工作記憶負(fù)荷程度的因素對學(xué)生學(xué)習(xí)的影響，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)新材料時，圖式就發(fā)揮中央執(zhí)行功能的作用。當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)新材料時，如果在長期記憶中得到過此類知識框架，材料就可以借助圖式提供的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)或解決問題。

思維導(dǎo)圖是一種學(xué)習(xí)圖式，一種知識框架，在教育教學(xué)實(shí)踐中建構(gòu)思維導(dǎo)圖，可以有效降低影響學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)知負(fù)荷，使學(xué)習(xí)有效，使教學(xué)有效。以下談?wù)勊季S導(dǎo)圖如何改變高中生物教學(xué)中的認(rèn)知負(fù)荷：

一、 革新觀念，思維導(dǎo)圖使教師教而有效

（一） 思維導(dǎo)圖之于教師的備課

對于個人備課而言，利用思維導(dǎo)圖建構(gòu)教學(xué)設(shè)計(jì)，教師立足于課時、單元、課程的三級層面，研讀課程標(biāo)準(zhǔn)、教材;查閱相關(guān)資料，在整體把握情況下，將原有顯現(xiàn)在教師頭腦中的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)理論和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以可視化的形式表現(xiàn)出來，使其建構(gòu)的教學(xué)設(shè)計(jì)可以從整體上反映整個教學(xué)過程。教學(xué)中，教師的思維就會整體化，使思維導(dǎo)圖與教案相結(jié)合，上課的程序性、條理性更為清晰，有利于預(yù)設(shè)的教學(xué)過程順利完成。對于集體備課而言，教師之間的討論是提高集體備課有效性的主要方式，在討論教學(xué)中困惑時，人們的思維處于高度集中狀態(tài)，接受和處理信息的能力強(qiáng)，靈感易于顯現(xiàn)，利用思維導(dǎo)圖圍繞一個中心議題，展開有效的討論，指定專人將討論中大家的意見、觀點(diǎn)及時地記錄下來，可以改變備課過程中因缺乏及時有效記錄和整理而效果不佳、容易跑題等缺點(diǎn)，使集體備課做到集思廣益、智慧共享。

（二） 思維導(dǎo)圖之于教師的教學(xué)過程

概念是生物學(xué)科知識的基礎(chǔ)，是學(xué)生形成生命觀念的基礎(chǔ)，許多生物學(xué)基本概念既是獨(dú)立的，又有相互聯(lián)系，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會因?yàn)楹鲆晫Ω拍畹耐庋印?nèi)涵的理解，不能形成概念網(wǎng)絡(luò)、深刻理解概念。（1）在教學(xué)過程中，可以以一個重要概念為中心主題，在學(xué)生了解基本生物學(xué)事實(shí)基礎(chǔ)上，進(jìn)行歸納、總結(jié)、演繹推理把握次位概念間聯(lián)系，通過建構(gòu)思維導(dǎo)圖把各種概念及其關(guān)系以層狀結(jié)構(gòu)形成排列，清晰地揭示意義建構(gòu)學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)，以降低學(xué)生學(xué)習(xí)概念的認(rèn)知負(fù)荷，幫助其對概念的記憶、理解、應(yīng)用構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)體系。（2）在教學(xué)過程中，教師可借助于思維導(dǎo)圖，畫出基本概念以及概念的關(guān)系的思維導(dǎo)圖，邊分析邊層層展示，將基本概念具體化到具體實(shí)例，或是教師引導(dǎo)學(xué)生自己畫思維導(dǎo)圖，這樣學(xué)生就可以更深層次地理解和認(rèn)識概念的外延、內(nèi)涵，在新情境中，利用思維導(dǎo)圖完整的邏輯架構(gòu)及全腦思考的方法幫助學(xué)生解決實(shí)際的生物學(xué)問題，大大減少了解決問題的時間，從而達(dá)到很好的學(xué)習(xí)效果。（3）在高三生物復(fù)習(xí)課教學(xué)過程中，教師利用思維導(dǎo)圖引導(dǎo)學(xué)生自主復(fù)習(xí);在課前，教師利用思維導(dǎo)圖軟件或用希沃5中自帶的思維導(dǎo)圖設(shè)計(jì)軟件先設(shè)計(jì)好一個中心主題的思維導(dǎo)圖，把學(xué)生依據(jù)不同思維發(fā)展類型分成若干學(xué)習(xí)小組;課中，以設(shè)定好的中心主題推出有層次性的問題串，讓學(xué)生自主復(fù)習(xí)圍繞中心主題的相關(guān)概念，學(xué)生以小組為單位進(jìn)行討論建構(gòu)思維導(dǎo)圖，然后讓各小組派代表展示、交流，最后教師展示自己制作的思維導(dǎo)圖進(jìn)行印證，于是在思維導(dǎo)圖的引導(dǎo)下，學(xué)生通過發(fā)散思維，生生互動、師生互動、相互交流和相互啟發(fā)，很好地完成中心主題的復(fù)習(xí)，并激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)主動性和積極性。如下面的思維導(dǎo)圖：

（三） 思維導(dǎo)圖之于教學(xué)評價(jià)

新課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，要求實(shí)行可行的評價(jià)體系;借助思維導(dǎo)圖，教師可以及時地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，診斷學(xué)生學(xué)生基于生命觀念的核心素養(yǎng)的發(fā)展情況，激發(fā)學(xué)生及時整理、及時實(shí)踐，可以檢測學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)體系的建成情況，是形成性評價(jià)的好工具;同時思維導(dǎo)圖也是學(xué)生自我評價(jià)的有用工具，學(xué)生利用思維導(dǎo)圖的反饋信息，能看清自己有沒有遺漏關(guān)鍵的概念和概念之間的關(guān)系，并以此來檢查自己對學(xué)習(xí)材料的理解情況，這樣就能及時激勵學(xué)生彌補(bǔ)自己的不足;通過問題評價(jià)，進(jìn)行操作釋放出工作記憶空間，并將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)踐，降低了學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷。

二、 發(fā)散思維，思維導(dǎo)圖使學(xué)生學(xué)而有效

（一） 思維導(dǎo)圖可以改變學(xué)生的認(rèn)知方式

在課堂教學(xué)中，教師借助于思維導(dǎo)圖把知識整合過程清晰地呈現(xiàn)出來，能改變學(xué)生的認(rèn)知方式，使概念和概念間的關(guān)系可視。學(xué)生就能掌握整體的知識框架、知識體系，更容易理解前后知識間的聯(lián)系和區(qū)別，學(xué)生通過思維導(dǎo)圖記憶的知識也必然比簡單機(jī)械重復(fù)記憶更長，利于長期記憶的形成，學(xué)生將更善于解決問題。許多學(xué)生在生物學(xué)科學(xué)習(xí)過程中往往能夠理解某個概念的含義，但是面對真實(shí)問題就不知道如何運(yùn)用自己所學(xué)知識來解決問題。

（二） 思維導(dǎo)圖可以教會學(xué)生學(xué)習(xí)方法

學(xué)生善于運(yùn)用“思維導(dǎo)圖”，并把它作為一種思維習(xí)慣可以在學(xué)習(xí)方式和思維習(xí)慣上發(fā)生本質(zhì)性改變。一方面，思維導(dǎo)圖可以改變學(xué)生記筆記的方式，讓其效率高、篇幅小、有重點(diǎn)、有層次、有結(jié)構(gòu)，并且方便以后復(fù)習(xí);而且可以讓學(xué)生在課堂上輕松跟上老師的節(jié)奏充分地理解;而且釋放的工作記憶空間還可以順著老師的思路展開聯(lián)想，聯(lián)想老師想到的相關(guān)知識點(diǎn)，沒想到的知識點(diǎn)，思想上又比老師前進(jìn)了一步。另一方面，學(xué)生在學(xué)習(xí)生物知識形成生命觀念，形成規(guī)律時往往容易犯些錯誤，發(fā)生認(rèn)識偏差，思維導(dǎo)圖可以引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)生物知識網(wǎng)絡(luò)體系，發(fā)現(xiàn)生物學(xué)概念、規(guī)律及其之間區(qū)別、聯(lián)系，對本內(nèi)容了然于心。

綜上所述，創(chuàng)意出個性的思維導(dǎo)圖，以一種橋梁、一種圖式、一種元認(rèn)知策略，在高中生物教與學(xué)中，使思維過程和過程可視，是一種高效思維、高效學(xué)習(xí)的工具，發(fā)展學(xué)生系統(tǒng)思維、發(fā)散思維、邏輯思維，使知識結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化、邏輯化;利用思維導(dǎo)圖有助于學(xué)生建構(gòu)所學(xué)知識之間的聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡(luò)體系，以一個重要概念為中心主題，提煉主干概念、增加主干的一個分支，抑或產(chǎn)生新的分類，抑或思維發(fā)散產(chǎn)生新的聯(lián)想、靈感，使學(xué)生思維生長;思維導(dǎo)圖能夠有效地激發(fā)學(xué)生的想象力，提高創(chuàng)造性思維，有助于學(xué)生形成有效的學(xué)習(xí)策略，使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí);以一種高階思維，全腦聯(lián)動，釋放學(xué)生工作記憶空間，改變了學(xué)習(xí)的認(rèn)知負(fù)荷。

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[5]普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）

作者簡介：楊運(yùn)謙，福建省福州市，福建省連江尚德中學(xué)。