高中生物实验思维可视化的研究

张海军

摘 要：高中生物实验思维可视化的应用能够帮助学生更好地理解和记忆所学的知识。文章研究思维可视化的含义、思维可视化的图示技术，探讨高中生物实验思维可视化的必然性，指出实现高中生物实验思维可视化的对策。

关键词：高中生物；生物实验；思维可视化；图示技术

中图分类号：G633.91 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2018）30-0024-01

一、思维可视化的含义

在进行高中生物实验思维可视化的研究分析前，教师得先明白什么是思维可视化。思维可视化的含义是指运用一切图示以及图示组合的技术把本来看不见的思维（思维逻辑、思维结构和思考路径）通过图像方式呈现出来，使所学的生物学内容变得清晰可见、简单易懂。这样被呈现出来的“思维”有利于学生的理解和记忆，促进教学质量和知识传递效能的提高。

二、思维可视化的图示技术

在互联网时代，网络技术手段日新月异，高中生能运用到的高科技学习工具是相当多的。而思维可视化的图示可以通过概念图、流程图、图片、漫画等表述出来，再通过思维可视化图示的载体呈现出来。例如，多媒体教学的投影仪、平板电脑、手机、云计算，还有虚拟实验等一系列的图示载体等。高中生物教师在传授生物学知识的时候，可利用思维可视化的有效作用结合图示技术来进行教学，促进学生思维能力的发展，使学生对所学知识内容有更深入的理解，以激发学生的学习兴趣和激情，变被动学习为主动学习。

三、高中生物实验思维可视化的必然性

高中生物学的知识内容范围相对较为广泛，容量庞大，而且各单元知识内容复杂多样。例如，生理功能的知识、生物学的分支学科数量众多，如动物学领域、植物学领域、生物化学领域、微生物学、演化及生态学领域等一系列的分支学科，这些领域还可进行细化，庞大的知识容量对于高中生的学习来说是一个比较困难的任务。传统教学模式就是教师运用大量的语言文字来表述，容易造成学生的学习压力过大，使没有“思维”的知识变成死知识，不利于学生思维能力的发展。而高中生物实验思维可视化可以帮助学生构建合理的知识体系，让学生更清晰地认识和理解所學的生物内容，不断促进发散、聚合、转化具体图像等思维方式的发展。所以，高中生物教学运用实验思维可视化的教学方式是有很有必要的。

四、实现高中生物实验思维可视化的对策

1.构建概念图

不同的高中生物知识内容，需要运用到不同的图示方式。不同的高中生物概念或物质之间有着不同的关系，如交叉、包含等，那么在学习酶和激素与蛋白质之间的交叉关系、酶与激素的并列关系等生物知识内容时，可以通过构建概念关系图来表示；在学习等生物的进化关系时，用进化树的表达方式更加简单明了，通俗易懂；最常见的日常饮食营养搭配计划就是按照“金字塔图”的图示方式来实行的等。构建有关所学高中生物知识点内容的概念图，将散乱繁杂的知识串联，再有顺序地组合起来，利用思维可视化的思维导图构造出一个知识结构，有益于帮助学生对生物的知识内容了解更深入、更透彻、更全面。

2.运用思维导图

（1）做好生物笔记。教师在进行高中生物教学时，要倡导学生养成做笔记的良好习惯。学生在接受教师所传授知识的信息时，运用思维导图做记录，记下重点要点，将相关的意识联系在一起并加以雕琢，能便于记忆和理解。这种思维导图的好处是可以帮助学生加强记忆和理解。（2）温习所学的知识。很多时候学生都是处于学了忘、忘了学这样的恶性循环，而温习的时候，运用思维导图将脑海里记住的生物知识或资料给画出来，能够帮助学生加深记忆。在温习的过程中，学生要学会自我反思，如为什么我老是忘记所学的内容等。（3）加强实验操作能力。实验教学是生物学非常重要的组成部分，教师在课堂教学时要倡导学生进行实验操作，锻炼实践技能。例如，在教学“观察植物细胞有丝分裂”相关生物知识内容时，教师要引导学生运用思维导图构建知识模型，将散乱的知识点、要点合理地组织起来。教师还可以让学生通过生物实验思维可视化建立物理模型，引导学生学会思考、观察、质疑，进而加强实验操作能力。（4）小组合作学习交流。在进行生物实验教学时，教师可根据学生的实际情况将他们分成几个学习小组。学习小组在进行实验时，小组成员可以先独自运用思维导图设计实验流程与观念。然后，组长组织小组成员聚合在一起讨论，“取其精华，去其糟柏”，将重要的、关键的留下，加入合理的新意识，组合成为一个完整的生物实验流程方案。这样，不仅促进了学生与同学间的友谊，而且培养了学生的合作意识。

总之，在高中生物学习的过程中，实验起着不可或缺的作用，也是生物教学的重要组成部分。教师在高中生物教学过程中要精心设计实验内容、实验步骤和实验项目，结合实验思维可视化的教学方法，注重对学生的实验操作能力和技能的教育。同时，教师要通过实验思维可视化的教学模式，引导学生自主运用图示载体构建生物知识体系，并加强对学生的监督，在学生做实验的过程中加以指导，以激发学生的学习兴趣，不断提升生物课堂教学效率。

参考文献：

[1]陈卫东，张际平.未来课堂的定位与特性研究[J].电化教育研究，2017（07）.

[2]陈欣.概念图、思维导图和生物图表的辨析 [J].生物学通报，2008（10）.