浅谈基于思维导图的生物课堂教学
2022-06-08
思维导图是由英国学者托尼?巴赞于20世纪60年代初期所创的一种思维方式，刚开始只是作为一种新的笔记方法，现在已经发展成为一种组织性思维工具。思维导图模拟人脑自然信息加工方式，形象地把所有的信息组织在一个呈树状发散式的结构图上，随着思维的不断深入，学习者可以联想出一系列相关的事物，形成一个有序的图式。众所周知，生物学知识面广量大，教学内容多，若学生无法理解众多知识点间的复杂关系，则会导致学习效率不高，学习效果不佳。长此以往，会大大影响学生学习生物学的积极性。这就需要教师能够改变原有的教学方式，探寻更优化的教学策略，降低加工知识的难度，提高课堂效率，帮助学生更快地掌握系统的生物学知识。
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笔者根据自身教学实践发现，思维导图作为一种教学策略，在优化教师教学和活跃学生思维方面有着不可替代的作用。在教学过程中，教师可以利用思维导图展示教学内容，辅助教学设计，整理知识体系。下面以必修三《稳态与环境》第四章中“生态系统中的能量流动”内容为例，谈谈如何利用思维导图提高课堂教学的有效性。
1 思维导图在课堂教学中的实际应用
1.1 用于课前
1.1.1 整体把握教材，有利于知识结构的系统化
思维导图是通过观点或图片，从核心知识发散出的一种纲要形式。画思维导图时，通常是从一个主要概念出发，随着思维的不断深入，逐步建立起一个有序的图形。教材中呈现的知识点一般较为零散，不易于学生的知识建构。教师若使用思维导图将它们汇聚在一起，指导学生先了解核心知识，再按分支的走势沿各级主题依次阅读，使学生在理清学习思路的同时，借由思维导图明确教学步骤和过程。这种将知识进行可视化表征的过程使文字变得形象具体，有利于学生从复杂零散的内容中理顺相关概念之间的联系，对学生构建系统化的知识体系有促进作用。
1.1.2 实例分析：厘清关系，完善体系
应用思维导图梳理教材，便于教师从整体上把握教学的节奏和突破重难点，为学生高效学习提供支架。如分析“生态系统中的能量流动”内容可知，学生在此之前已经学习了“生态系统整体性、成分、营养结构”等先备知识，为本节课的学习奠定了一定的基础。本节知识包括“能量流动的规律及其应用”，是先备知识的拓展和延伸，直接关系到学习生态系统另外两个功能和生态系统稳态的学习。这样的安排体现了教材的内在逻辑和学生认知规律的统一，能够帮助学生更好地在教材背景下构建概念体系，具有承上启下的作用。用思维导图的方式对教材知识点进行梳理，可结合学生的学情，明确教学目标、教学重难点，明细教学思路，引导学生将该节的内容先内化再外化，从而帮助学生深入理解相关知识，并为下节课的学习铺设情境。教材内容分析情况如图1所示。
生物学知识繁多而复杂，容易混淆，学生有时即使强行记住这些知识点，也会因没有真正理解而无法灵活运用。如果教师不帮助学生理顺前后概念之间的关系，易造成学生学习上的困难。在上课伊始，教师可引导学生利用思维导图梳理教材内容，按教师给出的教学要求确定导图中的关键词，根据关键词逐步展开联想，将零碎的知识有机地组合在一起，自主地对新旧知识进行重组和构建，扩展原有知识结构，最终形成一个完整而详细的知识体系。这样的操作可使学生感受到教材中各章节之间的逻辑关系，体会学习内容并不是完全孤立的，而是互相有着千丝万缕的联系。课后，教师还可指导学生将每一节的内容汇总编成一个大的思维导图，形成某单元或某模块下的知识网络体系，有助于学生对生物学知识的整体把握。同时，思维导图中多变的图像和鲜艳的色彩使学习过程变得更加清晰易懂，能大大激发学生的学习兴趣。
1.2 用于课中
1.2.1 重点突出关键词，利于板书设计的高效化
板书设计是课堂教学一个重要环节，合格的板书应能反映课堂教学的重点和难点，反映知识间的逻辑关系，为学生反思学习提供良好的载体。教师应用思维导图设计教学板书，可利用各级关键词将一连串枯燥的文字转换成逻辑性强、系统性高的各种图形，引导学生在关键词之间展开清晰的联想，有效加强知识的内在联系。思维导图下的板书不是单调烦人的线性笔记，而具有多重色彩、多维角度，关键知识点之间的连接线会引导学生进行积极主动思考、快速系统地整合知识，促进学生的记忆力，增强其理解力，为知识融会贯通创造极其有利的条件。这种图景式的知识展示为学生听课降低了理解难度，知识间能够横向对比有效整合，易于学生归类整合，提高学习效率。
1.2.2 实例分析：突出重点，培养能力
如分析“能量流动的过程”可知，该部分需重点分析过程图解，教师引导学生根据图解推算能量流动的传递效率。采用思维导图式板书设计，重点突出图解，能量流动过程中每一营养级能量的来源与去路一清二楚。例图如图2所示。
传统板书的线性表达方式容易阻碍学生大脑作出联想，涉及的知识点孤立而无意义，学生需要耗费大量时间对有关重点进行梳理，抑制他们的思维，影响创造性思维的培养。采用思维导图方式优化板书设计，文字包含量少，但内容丰富，教师利用关键词、图形或连线等形式将一节课、一个章节的知识点梳理成一张有众多关联的网络图，图中对相关信息进行分析和管理，使学生对知识点的储存和应用更加系统化。学生注意力集中于突出的关键词上，节省了宝贵的学习时间，有利于他们以此为线索进行记录和整理。导图色彩鲜艳，形式富于变化，更易吸引学生的注意力，可全面调动学生左、右脑中逻辑、抽象、直觉等思维功能，有利于学生分析问题和解决问题能力的培养。
1.3 用于课后
1.3.1 构建知识联系，利于复习效率的最大化
生物学科的术语较多，原理抽象且关系复杂，学生难以系统地理解和掌握。这样的特点决定生物学科的复习不能停留在对知识点的简单再现。教师应找出有效的方法对知识点进行系统梳理，帮助学生理清关系，深入挖掘有关内容的内在本质和联系。采用思维导图方式复习使枯燥的复习过程变得更有生机，更加充实，学生参与度高，对学生自主学习能力的训练落到实处，学习效率大大提高，为最终对学生各项能力的培养打下良好的基础。 1.3.2 实例分析：细化知识，训练思维
针对某一内容展开复习，教师首先要鼓励学生构建该节内容的知识网络，引导学生了解相关核心知识，细化各级知识点之间内在的逻辑关系，把头脑中散乱的知识点化繁为简，完善知识结构，提升学生思维广度。其次，根据主干知识的关键词展开专项突破，引导学生利用思维导图搜索所有与核心知识相关的其他知识点，明确知识点之间的联系，针对每一个专题设置相应问题情境，通过剖析原理、现象或典型例题来培养学生分析能力，突破难点，提升思维深度。如要复习“能量流动”中涉及的“生态金字塔”问题，则要引导学生讨论：①自然界中存在哪几种生态金字塔类型？②每种金字塔的表现形式是什么？特点如何？象征意义是什么？每一阶层含义为何？有无特殊形状？从这些问题驱动入手层层构建思维导图，使学生透彻领悟有关知识，完善知识结构。有关“生态金字塔”的思维导图如图3所示。
最后，教师引导学生利用思维导图解决实际问题，从中发现自身的不足，想方设法弥补不足。教师就难点问题着重讲解，有针对性地教学与辅导。
2 基于思维导图的生物课堂教学的建议
大量课程实践表明，运用思维导图对生物课堂教学具有一定的促进作用。它可以生动地呈现各级知识点之间的联系，提高学生的学习积极性和主动性；能宏观把握知识结构，高效建立知识网络，特别是针对知识点较多且杂的单元效果更佳，提高学生探究新事物的能力，有利于学生的可持续发展；能激发合理的联想与创意，鼓励学生对所学知识进行多方位、多角度的分析与思考，提高学生创新思维能力的发展。
但要明确的是，思维导图只是教学策略中的一种新形式，不是所有的生物课程内容都适合画思维导图，使用思维导图应与学科特色和学生个人情况相结合。在教学过程中，教师要有选择地使用这一教学工具，不能为使用而使用。教师要指导学生逐渐养成绘制的习惯，不能急于求成，做到因人制宜、因地制宜、因材施教。教师可以以小专题为切入口，让学生尝试制作，再分析他们的成败得失，总结经验推广普及。
当然，如何更好地激发学生使用思维导图的热情？如何调整课堂中采用思维导图的节奏？如何将这种模式应用于更多样的生物学教学实践中？这些都还需教师进一步摸索和探究。
参考文献：
[1] 廖令洁.利用Edraw Mind Map构建互动式复习课[J].中学生物学，2010（11）：26-27.
[2] 郑芳君.利用思维导图 开展生物复习[J].中学生物学，2008（7）：22-23.
[3] 罗剑.例谈思维导图在生物学教学中的应用[J].新课程研究，2013（6）：36-39.
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笔者根据自身教学实践发现，思维导图作为一种教学策略，在优化教师教学和活跃学生思维方面有着不可替代的作用。在教学过程中，教师可以利用思维导图展示教学内容，辅助教学设计，整理知识体系。下面以必修三《稳态与环境》第四章中“生态系统中的能量流动”内容为例，谈谈如何利用思维导图提高课堂教学的有效性。
1 思维导图在课堂教学中的实际应用
1.1 用于课前
1.1.1 整体把握教材，有利于知识结构的系统化
思维导图是通过观点或图片，从核心知识发散出的一种纲要形式。画思维导图时，通常是从一个主要概念出发，随着思维的不断深入，逐步建立起一个有序的图形。教材中呈现的知识点一般较为零散，不易于学生的知识建构。教师若使用思维导图将它们汇聚在一起，指导学生先了解核心知识，再按分支的走势沿各级主题依次阅读，使学生在理清学习思路的同时，借由思维导图明确教学步骤和过程。这种将知识进行可视化表征的过程使文字变得形象具体，有利于学生从复杂零散的内容中理顺相关概念之间的联系，对学生构建系统化的知识体系有促进作用。
1.1.2 实例分析：厘清关系，完善体系
应用思维导图梳理教材，便于教师从整体上把握教学的节奏和突破重难点，为学生高效学习提供支架。如分析“生态系统中的能量流动”内容可知，学生在此之前已经学习了“生态系统整体性、成分、营养结构”等先备知识，为本节课的学习奠定了一定的基础。本节知识包括“能量流动的规律及其应用”，是先备知识的拓展和延伸，直接关系到学习生态系统另外两个功能和生态系统稳态的学习。这样的安排体现了教材的内在逻辑和学生认知规律的统一，能够帮助学生更好地在教材背景下构建概念体系，具有承上启下的作用。用思维导图的方式对教材知识点进行梳理，可结合学生的学情，明确教学目标、教学重难点，明细教学思路，引导学生将该节的内容先内化再外化，从而帮助学生深入理解相关知识，并为下节课的学习铺设情境。教材内容分析情况如图1所示。
生物学知识繁多而复杂，容易混淆，学生有时即使强行记住这些知识点，也会因没有真正理解而无法灵活运用。如果教师不帮助学生理顺前后概念之间的关系，易造成学生学习上的困难。在上课伊始，教师可引导学生利用思维导图梳理教材内容，按教师给出的教学要求确定导图中的关键词，根据关键词逐步展开联想，将零碎的知识有机地组合在一起，自主地对新旧知识进行重组和构建，扩展原有知识结构，最终形成一个完整而详细的知识体系。这样的操作可使学生感受到教材中各章节之间的逻辑关系，体会学习内容并不是完全孤立的，而是互相有着千丝万缕的联系。课后，教师还可指导学生将每一节的内容汇总编成一个大的思维导图，形成某单元或某模块下的知识网络体系，有助于学生对生物学知识的整体把握。同时，思维导图中多变的图像和鲜艳的色彩使学习过程变得更加清晰易懂，能大大激发学生的学习兴趣。
1.2 用于课中
1.2.1 重点突出关键词，利于板书设计的高效化
板书设计是课堂教学一个重要环节，合格的板书应能反映课堂教学的重点和难点，反映知识间的逻辑关系，为学生反思学习提供良好的载体。教师应用思维导图设计教学板书，可利用各级关键词将一连串枯燥的文字转换成逻辑性强、系统性高的各种图形，引导学生在关键词之间展开清晰的联想，有效加强知识的内在联系。思维导图下的板书不是单调烦人的线性笔记，而具有多重色彩、多维角度，关键知识点之间的连接线会引导学生进行积极主动思考、快速系统地整合知识，促进学生的记忆力，增强其理解力，为知识融会贯通创造极其有利的条件。这种图景式的知识展示为学生听课降低了理解难度，知识间能够横向对比有效整合，易于学生归类整合，提高学习效率。
1.2.2 实例分析：突出重点，培养能力
如分析“能量流动的过程”可知，该部分需重点分析过程图解，教师引导学生根据图解推算能量流动的传递效率。采用思维导图式板书设计，重点突出图解，能量流动过程中每一营养级能量的来源与去路一清二楚。例图如图2所示。
传统板书的线性表达方式容易阻碍学生大脑作出联想，涉及的知识点孤立而无意义，学生需要耗费大量时间对有关重点进行梳理，抑制他们的思维，影响创造性思维的培养。采用思维导图方式优化板书设计，文字包含量少，但内容丰富，教师利用关键词、图形或连线等形式将一节课、一个章节的知识点梳理成一张有众多关联的网络图，图中对相关信息进行分析和管理，使学生对知识点的储存和应用更加系统化。学生注意力集中于突出的关键词上，节省了宝贵的学习时间，有利于他们以此为线索进行记录和整理。导图色彩鲜艳，形式富于变化，更易吸引学生的注意力，可全面调动学生左、右脑中逻辑、抽象、直觉等思维功能，有利于学生分析问题和解决问题能力的培养。
1.3 用于课后
1.3.1 构建知识联系，利于复习效率的最大化
生物学科的术语较多，原理抽象且关系复杂，学生难以系统地理解和掌握。这样的特点决定生物学科的复习不能停留在对知识点的简单再现。教师应找出有效的方法对知识点进行系统梳理，帮助学生理清关系，深入挖掘有关内容的内在本质和联系。采用思维导图方式复习使枯燥的复习过程变得更有生机，更加充实，学生参与度高，对学生自主学习能力的训练落到实处，学习效率大大提高，为最终对学生各项能力的培养打下良好的基础。 1.3.2 实例分析：细化知识，训练思维
针对某一内容展开复习，教师首先要鼓励学生构建该节内容的知识网络，引导学生了解相关核心知识，细化各级知识点之间内在的逻辑关系，把头脑中散乱的知识点化繁为简，完善知识结构，提升学生思维广度。其次，根据主干知识的关键词展开专项突破，引导学生利用思维导图搜索所有与核心知识相关的其他知识点，明确知识点之间的联系，针对每一个专题设置相应问题情境，通过剖析原理、现象或典型例题来培养学生分析能力，突破难点，提升思维深度。如要复习“能量流动”中涉及的“生态金字塔”问题，则要引导学生讨论：①自然界中存在哪几种生态金字塔类型？②每种金字塔的表现形式是什么？特点如何？象征意义是什么？每一阶层含义为何？有无特殊形状？从这些问题驱动入手层层构建思维导图，使学生透彻领悟有关知识，完善知识结构。有关“生态金字塔”的思维导图如图3所示。
最后，教师引导学生利用思维导图解决实际问题，从中发现自身的不足，想方设法弥补不足。教师就难点问题着重讲解，有针对性地教学与辅导。
2 基于思维导图的生物课堂教学的建议
大量课程实践表明，运用思维导图对生物课堂教学具有一定的促进作用。它可以生动地呈现各级知识点之间的联系，提高学生的学习积极性和主动性；能宏观把握知识结构，高效建立知识网络，特别是针对知识点较多且杂的单元效果更佳，提高学生探究新事物的能力，有利于学生的可持续发展；能激发合理的联想与创意，鼓励学生对所学知识进行多方位、多角度的分析与思考，提高学生创新思维能力的发展。
但要明确的是，思维导图只是教学策略中的一种新形式，不是所有的生物课程内容都适合画思维导图，使用思维导图应与学科特色和学生个人情况相结合。在教学过程中，教师要有选择地使用这一教学工具，不能为使用而使用。教师要指导学生逐渐养成绘制的习惯，不能急于求成，做到因人制宜、因地制宜、因材施教。教师可以以小专题为切入口，让学生尝试制作，再分析他们的成败得失，总结经验推广普及。
当然，如何更好地激发学生使用思维导图的热情？如何调整课堂中采用思维导图的节奏？如何将这种模式应用于更多样的生物学教学实践中？这些都还需教师进一步摸索和探究。
参考文献：
[1] 廖令洁.利用Edraw Mind Map构建互动式复习课[J].中学生物学，2010（11）：26-27.
[2] 郑芳君.利用思维导图 开展生物复习[J].中学生物学，2008（7）：22-23.
[3] 罗剑.例谈思维导图在生物学教学中的应用[J].新课程研究，2013（6）：36-39.