思维可视化 建构生物逻辑架构

王小波

(江苏省平潮高级中学 226361)

思维可视化，即将抽象的概念事物用图片、图表、逻辑图等直观形式展示出来.可视化教学对教师提出了更高的教学要求，需要教师搜集素材将抽象的知识点转变为图表、导图等形式.同时，运用思维可视化教学手段，可以给学生带来更好的学习体验，帮助他们构建生物学科的逻辑框架，加深对生物学概念定义的理解与记忆，从而提高课堂的学习效率.

一、呈现感性材料，多元发散

无论什么学科的学习，都是通过眼睛、耳朵等感官来接收信息，从而引起大脑的思考与记忆.由此可见，将抽象的生物概念知识转变为感性材料，更加易于被学生所接受，使教学中的难点、疑点变得更加可视化，在学生脑中形成多元发散，帮助记忆理解.

比如，在学习高中生物必修一“细胞结构”的时候，便可以带领学生动手制作细胞组成的基本结构的模型，在制造的过程中达到发散思维的目的.要制作一个植物细胞的模型，首先备好制作材料——各种颜色的橡皮泥.用灰色的橡皮泥做一个外壳，即细胞壁；接着是细胞膜，用白色的橡皮泥；最后是细胞核，可以仿照书上选择黄色的制作.接下来就是细胞器的制作，各细胞器的形状要力求仿真.线粒体的形状为粒状的，在制作的时候，还要注意将内膜折叠形成嵴这一要素体现出来.植物细胞中比较特别的细胞器叶绿体，其与线粒体形状差不多，可以用绿色的橡皮泥区分，并突出其自身独有的特点.感性材料的运用，是思维可视化的一种表现形式，在使用感性材料辅助教学的时候，学生的思维能够得到多元化发散，使他们记忆知识理解更加透彻.

二、串联主要信息，绘制导图

一门学科中的知识内容，必定是有关联的.由事物之间的联系性出发，教师引导学生绘制学科章节逻辑导图，使学过的不同部分的内容相互串联起来，既可以做到知识的灵活运用还能够通过不同内容之间的联系加强自己的记忆，易于理解.

比如，在讲解必修三的“神经调节与体液调节的关系”部分的内容时就可以通过思维导图的方式帮助学生理解.首先在黑板上画一个圆代表动物体内的生命调节活动，然后问学生是什么完成的这些活动的调节？学生很快地就想到在这个圈上伸出来两条树枝，一只代表体液调节，另一个表示神经调节，因为这两个因素都调节着各种生命活动.但是不久学生又认为这两个树枝要连在一起，因为神经调节与体液调节相互结合互为补充的完成人体各种生命活动的调节，从而完成了知识的串联，得出了思维导图.

由此可见，正是因为有了可视化的思维导图，这些零散的看似没有什么关系的知识点被串联在了一起，构成了一张包含章节所有知识点的网.如果知识学习零散的知识，不将章节内或者章节间的知识进行串联，学生就不能够形成清晰的逻辑思维，学习也不能达到出神入化的境界，不能透彻理解生物这门学科.

三、学会分类类比，深层迁移

针对生物学科中有很多相近的概念，教师需要教会学生类比的学习技巧.学会类比可以进行知识的深层迁移，将自己的思维和知识面拓宽到更深更远的层次.通过这种分类的形式，将相近的易混淆的知识变得更加可视化，这整个过程中能够很好地锻炼学生的逻辑思维能力，实现梳理脑海中繁杂知识的目的.

比如，在讲授“神经调节和体液调节的关系”这一章节时就可以通过多元比较分析的方式，帮助学生认识这两种人体调节的异同之处.通过比较分析可以发现，在神经调节中基本方式为反射，信号的传播方式为电信号-化学信号-电信号.而在体液调节中为反馈调节，由内分泌器官分泌相应的激素通过体液运输并作用于靶器官，完成调节活动.这两种调节方式各有优缺点，神经调节好在反应快，缺点就是仅仅作用于某一固定细胞范围小.而后者的优点是调节范围广，缺点就是反应时间太长.因此，在人体的生命活动调节中往往是两种调节方式共同作用，保证生命活动顺利完成.

通过将知识进行分类并且进行类比的形式，才能将看似混乱没有关联的知识梳理出一条一条的主线，再进行拓展延伸，达到更深层次的学习.在类比相近内容的时候，知识点被很好地进行了可视化转变，同时学生需要将两者进行对比，找出关联与区别，这很好地锻炼了他们的逻辑思维，锻炼了他们的分类类比能力.

四、抓住本质特征，建立模型

生物学科的教学需要从不同生物概念的本质出发，构建符合其本质的模型，使生物概念、现象以及规律变成可视化的生物模型.通过构建生物模型，将课本知识和动手实践结合起来，他们的动手能力、观察能力以及思考能力都能得到很好的提升.

比如，在讲解“种群的数量变化”这部分内容时就需要引导学生抓住影响种群数量的本质因素，建立起相应的数学模型，明确给出条件后如何预测数量的变化.例如在理想条件下(即食物充足、没有敌害)时种群的数量只和初代数量以及发展时间有关系，Nt=N0λt，其中N0代表初代种群数量，λ为增长倍数，这一数学模型就是J型增长模型，在这种情况下种群的最终数量是无限增长的.而在实际条件下种群数量增长曲线为S型，最终数量受到自然条件和敌害的控制达到K值就保持相对稳定.

在抓本质、建模型的过程中，学生不但能够深刻了解事物的本质特征，还能锻炼将理论转变为实践的动手能力.若不了解事物的本质，就无法用恰当的模型去展示其特征，无法学习到事物的主要矛盾.

通过将抽象概念可视化转变为感性材料，能够启发学生的多元思维；通过可视化的思维导图，能帮助他们串联主要信息，构建逻辑框架；通过分类整理学过的相近知识，能达到类比并且深层迁移的目的；通过深刻认识事物抓主要特征，并由此构建生物模型，能使学生的逻辑动手能力增强.总之，在生物教学中引入思维可视化概念，能够培养起学生的逻辑思维能力.