生物學教學中形象思維的運用和培養

【摘要】本文就如何在高中生物教學中運用形象思維作了闡述。首先介紹了形象思維的概念，然后在總結前人觀點的基礎上提出了發展學生形象思維的幾種方法，最后以DNA分子的結構一節為例著重講述怎樣在實際教學中運用形象思維。

【關鍵詞】生物教學；形象思維

生物學是研究生命現象和生命活動規律的自然學科，由于生命本身的復雜性，加之現代生物學向微觀發展，生物大分子和細胞的結構與功能等很多知識對于高中學生比較抽象，甚至難以理解。那么教師通過什么方法才能向學生講解清楚這些生物學知識呢，形象思維的方法就是一種重要的手段。

一、什么是形象思維

1984年，我國著名科學家錢學森從思維科學的高度出發，把形象思維看作是人類思維的基本方式之一，與抽象思維相對應。人們認識事物總是從感知開始，生物形象傳遞給大腦，在大腦相應區域留下痕跡，當事物不在面前時這種痕跡會再現事物的形象，心理學稱之為表象。大腦利用表象進行思維加工，間接地反映事物之間的聯系和關系，從而揭示事物的本質和發展規律，這樣的思維過程就是形象思維。形象思維的特征是用形象材料來思維，形象材料最主要的特征是形象性、直觀性和具體性。現在的中學教材變得越來越“漂亮”，增加許多插圖和示意圖，這也是充分利用形象思維的一種表現。

形象思維和邏輯思維是人類的兩種基本的思維形態。一般而言，形象思維力強，理解能力也相應高，理解需要形象思維的支持，形象思維在理解中展開，兩者相輔相成，互相促進。理解過程既需要邏輯思維，也需要形象思維，因為兩者都是達到對事物本質特征和內在聯系的理性認識過程。人類在創造過程中的思維活動主要是這兩種思維新穎的、靈活的、有機的結合。

實驗表明人腦貯存形象信息是語言信號記憶的1000倍，同樣的學習內容，單純用聽覺學習，單純用視學習和視聽兼用學習，三小時后記憶效率分別是60%、70%、90%，可見利用聲像教學能較大地提高記憶效果。因此發展學生的形象思維，充分應用于教學中可以大大提高教學效率。發展形象思維，用直觀形象的事物啟發、誘導學生，是促進學生智力開發的有效途徑。發展形象思維，轉變傳統的偏重抽象思維的教學模式，將兩種思維訓練緊密結合，可以有效地提高教學質量。

二、在中學生物學教學中運用形象思維

那么怎樣在實際的生物學教學中發展學生的形象思維呢，何志學（2001）指出了促進生物學教學中促進學生形象思維能力發展的三個途徑，即運用直觀手段豐富表象的儲備；運用生物圖表培養形象思維能力；運用想象促進形象思維的發展。還有學者提出從以下四個方面提高學生的形象思維能力，以形象的語言激發學生的形象思維；以生活實際激活學生的形象思維；以直觀教學促進學生的形象思維；以想象、類比提升學生的形象思維。這些都是切實可行的理論指導，目的都是引導學生積累和豐富正確的表象，培養學生形象思維的習慣。筆者借鑒前人的理論并總結在實際教學中的經驗，從以下幾個方面談談發展學生的形象思維。

1.在課堂教學中充分利用形象素材

在教學中充分利用教材插圖，并充分利用課外圖片、掛圖和模型等直觀教具。比如在講述細胞亞顯微結構、蛋白質的結構、蛋白質的翻譯過程等微觀抽象的內容時，讓學生邊看圖片邊聽教師的講解，學生理解記憶時會容易很多。現在教學中多媒體技術應用越來越多，許多教師習慣于用課件里的動畫來代替掛圖、模型，這點并不可取，因為教學實踐說明動畫和模型各有優點，模型的作用是動畫所不能取代的。生物模型是立體的實物，學生在觀察某一模型時可以更迅速地掌握生物學的知識。比如在學習DNA的分子結構時，可以讓學生同時觀察DNA雙螺旋模型，定會起到事半功倍的效果。此外在講解相關知識點時教師可以邊講解邊在黑板上板書相關的表格、示意圖、概念圖和結構簡圖等，以助于學生的理解和記憶。

2.重視和加強學生分組實驗和演示實驗

生物是一門實驗科學，幾乎任何生物學上的新發現新成果都離不開實驗。實驗課也是生物相關的實物、圖像和原理集中展示的地方，最有利于發展學生的形象思維。當然由于時間、材料等原因，有些實驗不能讓每個學生都做，可以改為教師在課上的演示實驗。如在講述人教版必修1物質跨膜運輸的實例一節時，如果教師能上課開始時做一下滲透現象的演示實驗，讓學生親自觀察到漏斗內紅色液體的移動情況，則會大大加深學生的印象。

3.充分利用現代多媒體教學技術

在教學中充分利用現代多媒體教學技術，制作有聲有色的課件、Flesh動畫、播放影像資料等，給學生展示生動的形象。電化教學中的課件、動畫和影像等也是形象思維的重要手段。如人類受精過程和胚胎發育的影像、細胞內轉錄和翻譯的影像、基因工程實驗操作的影像等都生動地展示了比較抽象的生物學知識。許多網站都提供了豐富的教學材料，可供教師下載。

4.鼓勵學生在生活中積累形象思維的素材

教師應該教導學生多觀察動物和植物，豐富生活經驗，積累豐富的表象，才能為形象思維積累更多的原材料。這一點也要靠教師的引導和啟發，如教師繪聲繪色地講了一段有趣的生物現象，定會激發學生的親自觀察的想法。引導學生學會運用聯想，把生物學中微觀的結構或功能和生活中常見的事物聯系起來。如多糖、蛋白質、核酸等生物大分子多聚體由單體構成就像是兒童玩的積木一樣，將相同的積木連接在一起組成更高的結構。

三、例談在生物課堂中運用形象思維

下面以人教版生物必修二第三章第2節DNA分子的結構一節為例，談一下怎樣運用形象思維的方法講解這一比較抽象的內容。本節課的內容可以分為三個部分：一、DNA雙螺旋模型的構建，二、DNA分子的結構，三、制作DNA雙螺旋結構模型。教師在課前可以組織學生參觀位于北京中關村高科技園區的DNA雕塑，給學生留下直觀逼真的形象，激發學生的求知欲望。可以用講故事的形式講述第一部分的內容，穿插沃森、克里克、威爾金斯和富蘭克林等多位科學家的照片、DNA衍射圖譜等圖片。講解第二部分內容時可以先給學生播放DNA模型的動畫視頻。當多彩旋轉的DNA模型像一個精靈一樣展示在學生面前，必將給學生留下深刻的印象。這時可以讓學生聯系生活實際展開想象，讓學生說出DNA的分子結構與生活中的什么相類似。學生應該會說出很多種與模型相似的物體，如軟梯，螺絲等。然后再深入講解DNA的分子結構，用DNA的平面結構和立體結構兩個圖片來說明DNA分子中磷酸、含氮堿基和脫氧核苷酸的排列特點，重點強調四種堿基的互補配對原則，播放兩個堿基互補配對的動畫和這些基本單位怎樣組成DNA大分子的動畫視頻。教師這時可以拿出DNA分子的磁性模型，讓幾位學生到黑板上組裝DNA，教師糾正并講解學生的錯誤。第三部分內容，課后讓學生分小組完成一個DNA模型構建的活動。參照課本后的兩幅模型圖可以采用不同的材料制作DNA的雙螺旋模型，進一步加深學生對生物大分子結構的理解和認識。

總之，形象思維作為人類基本的思維方式之一，在教學過程中起著重要的作用。如何充分利用形象思維提高生物教學效率是所有中學教育工作者所應研究的問題。

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（作者單位：廣東省廣州市鐵一中學）