高中生物思維可視化教學探討

黃 斌

(江蘇省海門中學 226100)

思維是對事物的內在本質或者事物間的規律性聯系等進行反映的一種認知能力，是學生學習中不可或缺的一個要素.然而，傳統的生物教學常常只注重引導學生從感性層面上理解與掌握有關知識，卻忽視了思維層面上的教學，影響了學生學習效果.而借助思維可視化技術的合理導入，那么可以將高中生物教學匯聚在學生的思維層面，在培養學生發散思維以及創新能力具有很強的應用價值.

一、基于思維導圖，開展思維可視化高中生物教學

思維導圖是一種重要的學習工具，主要是采用圖形的方式來對正常人類思維進行表達，可以實現相關知識之間相關性的直觀表達，促使思維向開放性、綜合性和開放性等方向發展.如果在高中生物教學期間，教師可以結合教學目標以及學生的實際學習興趣，為學生科學地創建相關知識點的思維導圖，那么可以將相關的生物知識以“可視化”的思維過程展示給學生，使學生直觀地理解與掌握這些復雜或抽象的生物知識，這對于降低學生生物知識學習難度，提高學生學習效果具有巨大幫助. 因此，在高中生物教學的過程中，教師可以結合教學目標與要求，靈活運用思維導圖來開展生物概念教學，深化學生對于有關生物概念的理解與認識.

例如，在學習“細胞的能量供應和利用”部分生物知識的過程中，為了幫助學生可以系統理解與掌握這部分的生物知識，提高學生的學習效果，教師可以基于思維導圖來開展課堂知識教學.通過為學生展示圖1所示的思維圖示，這樣可以使學生直觀地了解該部分生物知識的構成以及各個知識點之間的聯系性，可以強化學生對于這些生物知識的理解與記憶，避免學生在記憶這些生物知識點的時候出現知識混淆等問題，否則會影響學生的知識學習效果.

圖1 “細胞的能量供應和利用”思維導圖

二、基于實體模型，開展思維可視化高中生物教學

在開展思維可視化教學的過程中，為了增強教學的直觀性，教師可以直接采取生物模型構建，借助直觀、生動的模型來為學生展示相關的生物知識，借此來深化學生對于生物知識的理解與認識，同時通過引導學生自主制作生物知識模型，可以使學生在“邊做邊學”的過程中激發學生學習興趣的同時，培養他們的建模思維，并牢固地掌握高中生物方面的基本概念、規律與模型等相關知識.在當下人教版的高中物理教材中，涉及到比較多的結構模型，如真核細胞三維結構模型與DNA雙螺旋結構模型等，這些相關知識的教學，均可以增強學生學習學習生物知識的有效性.

例如，在“真核細胞結構”部分生物知識學習的過程中，可以明確其主要包括細胞質、細胞核、細胞膜以及多種細胞器，且細胞器當中又包含有線粒體、溶酶體、內質網與高爾基體等.由于這部分知識涉及到比較多的生物名詞，相應的結構容易出現記憶混淆情況，影響了學習效果.為了深化學生對于“真核細胞結構”的理解與認識，鞏固對于真核細胞結構知識掌握情況，教師可以引導學生結合教學的有關知識，自主制作真核細胞的三維結構模型.比如，教師可以為學生提供泡沫、瓊脂、彩色橡皮泥與紙盒等相關材料，引導學生結合所學的相關知識，科學地制作動物細胞與植物細胞的細胞模型，期間不需要對各種細胞構成部分的制作比例與準確度進行控制，只需要引導學生大膽動手做即可.又如，在學習“DNA重組技術的基本工具”部分生物知識的時候，可以為學生提供紙條、剪刀等用具，借助模擬模型構建來幫助學生更好地理解這部分知識，如借助不同顏色的兩條紙條分別代表織里與目的基因，以中間小孔代表氫鍵，之后采取剪刀來代表限制酶，利用雙面膠來對NDA的連接酶模擬“重組DNA分子”的對應過程進行模擬，這樣可以使學生在動手制作模型的過程中深化他們對于各種工具酶及作用的理解與認識.

三、基于媒體設備，開展思維可視化高中生物教學

隨著教學現代化技術的發展，教學中誕生了多媒體設備與電子白板等眾多媒體設備，它們可以成為輔助課程教學的重要工具.通過在教學中應用媒體設備，可以將枯燥的生物文本知識以直觀、生動的形式展示給學生，尤其是可以借助3D動畫制作，，使學生直觀地觀察DNA或蛋白質等微觀立體結構，或者對DNA復制過程進行直觀地展現，這樣可以極大地提升學生學習生物知識的效果.由于采取媒體設備，可以增強教學內容的趣味性，有助于更好激發學生學習興趣，

例如，在“DNA的復制”部分生物知識的過程中，為了可以有效激發學生學習興趣，增強教學內容學習的直觀性，高中生可以結合這些相關的教學知識，借助多媒體設備為學生播放“DNA復制”的相關演示動畫，使學生在觀察趣味動畫中DNA分子結構復制過程中所發生的動態變化過程，可以深化學生對于相關復制過程的理解與認識，最終可以使學生意識到DNA復制的一大特征就是半保留復制，同時復制過程中會一邊進行解旋一般進行復制.通過借助媒體設備的應用，可以將教師從課堂教學中解脫出來，自己平時只需要引導與指導學生自主觀看與學習即可，不再需要耗費自己大量的時間來為學生講解相關的概念、性質、規律或實驗過程等知識，只需要學生自主學習即可，這樣可以顯著提高學生理解這些生物知識的效果，強化了他們的記憶.

總之，思維可視化是基于模型、圖示以及其他可視化技術或事物的應用，引導學生直觀地觀察知識或者相關的現象，借此來深化學生對于知識的理解與認識.在實際的應用過程中，教師需要注意立足于生物教學目標，靈活運用思維導圖、模型以及媒體設備等來為學生創設一個可視化教學環境，引導學生可以更加直觀地學習與了解高中生物知識，從而不斷提升課堂教學的效果.