思維導圖在生物實驗教學中應用思考

黃貞貞

摘? ?要：基于實驗“探究溫度對α-淀粉酶活性的影響”，文章展示思維導圖在實驗教學過程中的有效應用。思維導圖的可視化特性使學生更清楚實驗的流程，提高學生探究學習的自主性。同時可利用思維導圖對實驗內容進行歸納總結，進一步強化學生對實驗內容的理解和掌握，導圖的拓展延伸有利于提高學生解決問題的能力。

關鍵詞：思維導圖;生物實驗教學;探究

引言

隨著課程的改革，新高中生物課程呈現出圖形多，概念多，概念間關聯緊密等特點[ 1 ]。同時強調學生的全面和終身發展需求，倡導學生的自主探究性學習，培養學生獲取、加工信息的能力以及積極處理問題的能力，以期待開發學生的創新能力和實踐能力。生物實驗不僅是教師傳授知識的利器，也是學生學習生物的必要途徑。思維導圖作為組織思維的有效工具，迎合了新課程改革的需求，它能將人類的發散性思維具體化，借助色彩、線條、圖像、關鍵詞等，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的圖像上，形成系統的思維的體系，既重點突出，又便于學生思維的延伸和挖掘[ 2 ]。將思維導圖應用到實驗教學中，不僅可以使實驗的過程步驟簡潔明了，而且可以使學生有效地避開了因知識的雜亂而帶來的混亂，以清晰的圖像呈現出各個知識點間的關聯性，實現學生對實驗內容的整體把握;提升學生的抽象概括能力，積極地發揮其主觀能動性;同時引導學生對實驗結果的分析及疑點的延伸，進一步培養學生的分析綜合能力及創新精神。

1? 思維導圖在實驗教學應用的有效性

思維導圖的形成是一個“由思成圖，由圖導思”的過程，繪制思維導圖的過程是將新舊知識進行重新整合的過程[ 3 ]。應用思維導圖不僅有利于提高教師的備課效率和改變學生的預習方式，同時也優化了課堂教學內容的展現，使學生的創造潛能得到了最大程度的發揮。繪制思維導圖的過程中可通過關鍵字、色彩、圖形的綜合應用，使實驗脈絡更加清晰，實驗核心更加突出，實驗邏輯順序更加明確， 達成實驗內容的圖示化，思維過程的可視化。在高一學生進入實驗室前，教師可通過導圖構建基本的實驗室學習模式（如圖1），讓學生熟知進入實驗室的規程制度的同時養成良好的實驗習慣。

1.1? 提高師生課前備課預習效率

對于教師來講，教學設計是上好一堂課的基礎，思維導圖可以幫助教師優化教學方法，其層次化的網絡結構特征，有助于教師挖掘各個實驗知識點間的聯系。思維導圖的展示邏輯順序清晰可見，有助于教師對教學過程的全局把握。同時，思維導圖的形成過程是師生發散思維腦圖的體現，教師可根據學生的學情及校本課程做適當的調整[ 4 ]。如對接受力較強的班級可對相關內容作更為深入的拓展，使整個教學過程更加系統化。

對于學生而言，思維導圖可以改善學生的學習方式，促進學生自主學習。教師在新課之前為每位學生發放設有關鍵詞提示和問題框架的預習思維導圖，給學生提供大體的實驗預習方向，指引學生快速掌握實驗內容的要點，整合自己的知識畫出思維導圖，明確每一實驗步驟的目的性和必要性，通過思考發現問題，找出存在的疑慮點。同時，教師從學生預繪制的思維導圖中可以很快地發現學生面臨的疑點、難點，在課堂教學中能更有針對性地引導學生去突破。

1.2? 在實驗過程中的有效應用

通過學生對思維導圖的自主構建和教師有效引導，學生便能建立較完整的實驗框架體系，做實驗時可以做到心中有數，發揮主觀能動性，更對實驗相關知識理論有系統性完善地認識，并能夠應用理論設計實驗，不僅省時、省力，亦能開發培養創造性思維。

“探究溫度對酶活性的影響”是各個中學必開的探究性實驗，組織學生探究該實驗，可以加深學生對影響酶活性因素的理解，但教材并未給出詳細的實驗步驟，實驗現象也不明確。這給學生提供了很大的自主設計、探究的空間。雖然本探究實驗涉及到的原理大家都很熟悉，但如何使本實驗設計更科學、可行也備受關注[ 5 ]。首先教師必須引導學生明確實驗原理、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探究的原理，為何最好選擇碘溶液來檢測反應結果;其次是試驗溫度的確定，如何選擇代表性的溫度;第三是實驗步驟安排及注意事項。

如此按傳統的"填鴨式”的講解介紹，復雜的文字描述降低了學生對實驗的興趣度，學生需要花費大量的精力“讀懂”實驗步驟，被動地接受這些知識。而在應用思維導圖的學習過程中通過師生的交流、導圖的繪制及完善使實驗方案更加完整，同時也加深了學生對知識點的理解和記憶（如圖2）。

上述思維導圖可以直觀、全面地展示實驗的思維順序，原理、選材、步驟直觀明了，提高了學生的實驗設計能力。

1.3? 以"疑點”延伸導圖，觸發“思維風暴”，提升探究能力

當學生得到意料之外的實驗現象和結果時，不同的學生可作出不同的分析，有的人簡單地歸因于實驗誤差，有的人認為是操作錯誤導致，但也不乏有學生愿意進一步的思考。而通過思維導圖的拓展可把學生的思考、疑慮可視化，有利于教師進一步指導實驗探究。

例如，在以上列舉的實驗中，實驗結果則往往與預期的結果存在差異。當在100℃處理的實驗組檢測結果并沒有象預期的那樣變藍，什么原因導致這種結果？必然能引起學生的質疑。當學生驚奇發現100℃處理的實驗混合液冷卻之后竟變藍了的時候，教師便可積極引導學生思考“溫度對碘與淀粉的顯色是否產生影響？”觸發思維風暴，延伸導圖進一步探究。學生們有不同的設計方案：有的學生認為可通過溫度計監測100℃處理的實驗組在冷卻過程中混合液逐漸變藍時的溫度;有的學生重新設計"溫度對淀粉與碘顯色的影響”的實驗進行探究。通過探討師生達成共同的結論：在檢測水解程度時，首先必須冷卻試管，再加入碘液，以避免因溫度影響實驗結果的判斷[ 6 ]。通過以上實驗及教師的解釋，學生也更加明確了淀粉與碘顯色的原理，意識到高溫能使淀粉的空間結構發生改變，加熱時間過長還可使淀粉變性，從而無顯色反應等知識，進一步完善學生的知識體系。而思維導圖仍可繼續延伸，如探究酸堿度等對淀粉與碘顯色的影響，激發學生的探究欲望。

在思維導圖的構建和完善過程，引發學生不斷思考，在提升探究能力的同時，使學生“心有所圖”，形成系統的知識體系。當解題時學生也能做到思路清晰，思考到位，提高解題的準確率。

2? 思維導圖在實驗教學中運用的反思

思維導圖在實驗教學中的運用在體現其各種優勢的同時，對師生也提出了一定的要求。

2.1? 啟發優勢

思維導圖的應用有利于提高教師的備課效率，同時教師將搜集到的學生思維導圖進行完善后再以板書的形式體現，優化了教學內容的展示。思維導圖直觀地建立起實驗框架體系，使學生對實驗知識有系統性地認識;思維導圖的邏輯性也有助于學生理解和記憶實驗步驟;應用思維導圖可以更好地評估學生，也能幫助學生發現自己的不足，找到解決自己問題的方法。

2.2? 挑戰要求

實驗思維導圖雖有固定的思維順序，都圍繞著實驗目的、原理、步驟、儀器等進行 ，但是思維導圖的結構是發散的，可以有自由的組織形式，是學生親力親為的思維工具，是學生“腦圖”的體現。這就要求學生對實驗有全面清晰的認識，在制作思維導圖的過程中理解整個實驗的思維順序，并有能力和興趣接受這樣發散性思維的訓練。

2.3? 拓展應用

實驗完成之后，利用思維導圖對本堂課的實驗內容進行歸納總結，強化學生對實驗內容的理解和掌握。通過小組間的交流，教師的有效引導，延伸導圖，解決潛在問題，形成系統的知識體系。對于解題，思維導圖以圖形化的方法把題中所給信息結構化，便于學生厘清解題思路，提高解題的準確率。

參考文獻：

[1]翟文燦， 趙秀芳. 思維導圖在高中生物教學中的應用分析[J]. 教育教學方法， 2012 （24）：69.

[2]朱鳳蘭， 吳紅漫. 淺談“思維導圖”在高中生物教學中的應用[J]. 中學生物學，2010， 26（7）：25-26.

[3]張曙光. 基于思維導圖的化學實驗教學優化模式初探[J]. 化學教與學，2011（9）：10-13.

[4]朱笑. 思維導圖在高中物理實驗教學中的有效應用[J]. 實驗教學研究，2016（7/8）：14-15.

[5]朱小碗， 黃淑峰. “探究影響酶活性的條件”實驗中的幾項注意點[J]. 生物學通報，2011，46（7）：57-58.

[6]吳蕾.探究直鏈淀粉遇碘顯藍色的溫度范圍[J].中學生物教學，2015（1/2）：88.