探究式教学结合思维导图在动物学教学中的应用与实践

苏丽娟 朱河水 郭爽 刘慧敏 张国只 梁振普 李琰

摘要：在现行多媒体课堂教学的基础上应用探究式结合思维导图的教学模式，提出农业院校教学的可视化新策略，本文将两种教学模式交替应用在动物学教学过程中的教学设计、导入新课、分组讨论、复习总结、教学评价等五个关键环节，提出探究式教学和思维导图不仅能够提高教师的教学效果，也能提高学生的学习效果，同时也是一种能够促进学生学习积极性和主动性、激发学生的联想与创意、让学生养成系统的学习和思维习惯、实现“以学生为中心”的教学方法，为实现新形势下“两性一度”的一流课程建设奠定基础。

关键词：思维导图;动物学;探究式;学习积极性

“授人以鱼不如授人以渔”这句话自古有之。随着教育的不断发展，其中的“渔”从初始的“打渔”泛指到后来的各种方法，到如今更是已经抽象到了“思维”。而《动物学》课程是生命学领域的重要专业基础课程之一，主要围绕动物的形态结构、生命活动规律、分类特征和与人类的关系等五大部分内容作系统而详细的阐述，内容的理论性和实践性非常强、应用范围也很广，但存在知识点太过分散、容易混淆和难以掌握等特点，而且单个动物门类的教学模式不太符合学生的注意力曲线和发散思维方式，从而导致学生对内容学习的积极性不[1]。虽然经过多年教学探索，有经验的老师已经形成了经典的教学模式，即以进化为主线，重点介绍在动物演化进程中处于重要地位的动物类群，突出介绍其进化史上里程碑式的特征，让学生了解动物的主要演化历程，以系统发生的观点让学生在总体上把握动物演化树上的各类群间的关系，注重比较各个动物类群间在器官和系统上的演化规律，这种教学模式已经对学生的积极性引导有了很大的改善，但是针对新时代的年轻人，他们的思维活跃，不再因循守旧，需要不断创新教学模式，激发学生的学习激情，使学习变被动为主动，是每一个热衷于动物教学事业者们一直努力解决的问题之一。

“探究式教学法”由美国教育家施瓦布提出，是指在教师的启发和诱导下，以学生的积极主动参与为前提，使学生通过自主学习和讨论以探求答案，获取知识，激发学生主动思考，培养学生的思维能力、创新能力以及解决实际问题能力的教学方法[2]。由于该教学法强调以学生为中心，实施方法简易灵活，教学效果良好，因而受到广泛关注。但是单纯的探究式教学缺乏系统性，不利于学生融会贯通，难以形成系统化知识。思维导图是由英国Tony Buzan 博士首次提出的一种思维工具，其符合大脑自身的思考规律，可全面调动左脑（逻辑、顺序、条理、文字、数字）和右脑（图像、想象、颜色、空间）的思维潜能，形成一种图形化的教学辅助工具[3]。即：先确立一个中心主体，即着重研究的知识点。从中心主体出发，辐射状思维，逐渐扩张与中心主体相关知识，用线段、箭头鏈接图形，用颜色加以区分，建立有序的层级关系图[4]。基于此，我们在动物学教学中引入探究式教学法，并有机结合思维导图教学，充分挖掘两种教学法的优势，以培养学生的自主学习能力和创新思维能力。

1 教学设计

“探究式教学”的核心是在整个教学过程中围绕精心设计的“问题”而展开，教师根据教学内容在上次课程结束后，抛出难易适度、针对性强的若干问题，课下建立诸如微课堂、微信群、QQ群等互联网交流平台，积极鼓励学生围绕“问题”进行资料查询、汇集、分析、思考和相互讨论，可使学生在较短时间内由知识被动接受者变身为知识主动探究者，进而实现思维的发散和创新[2]。因此在教学准备阶段，教师就根据教学内容、教学重点和教学难点，思考探究式教学方法的应用，精心设计问题，比如针对“无脊椎动物的比较及器官系统进化”一部分内容，前面已经学过无脊椎动物的门类章节，同学们已经对无脊椎动物每个章节的器官系统有了直观的认识，这一部分需要将前面的内容加以整合比较，从最低等的原生动物到高等棘皮动物，它们的器官系统发生了很大的变化，因此教师需要从进化的角度，精心设计问题，如提出“从单细胞的原生动物到棘皮动物，它们的排泄系统经历了哪些进化？试比较无脊椎动物的神经系统进化。”学生可以提前通过各种途径获得资料，给出各自的答案，利用翻转课堂组织学生讨论或者辩论，从而激起了学生结合自己的生活常识，积极思考和大胆创新的探索热情，为该课程前半部分的总结和复习奠定了坚实基础。

另外，由于在教学设计环节中应用思维导图不仅可以构建完整系统的知识框架，使整个教学体系更加清晰明了化，还可以在思维导图的不同分支上预留需要更新的内容和学科进展信息，使教学内容的更新达到及时化[5]。因此，对于“无脊椎动物的比较及器官系统进化”这一部分，应用思维导图可以将教师的授课思维呈现出来，可以将课程的导课方式（用图片或视频引出问题）、知识内容、学生活动、课后作业等一览无余，通过本章节的学习，完全可以达成知识目标（学生自主用思维导图的方式体现知识体系）、能力目标（学生活动）和核心素养的三维教学目标。

2 教学过程

2.1 导入新课

课堂导入对整节课的内容起着承上启下的重要作用，方法多种多样，包括图片导入、复习导入、类比导入、实事导入、实物导入、问题导入等多种方法。不同的教师上课，课堂导入的方法也会有很大不同;同一教师上课，如果面对不同的教学对象，课堂导入的方法也应有所不同，因此，课堂导入要因人因时因地而异，灵活运用[6]。灵活运用导入方式要求教师具备一定教学素养，即具有掌控整个课堂的连贯性、熟悉所有教学内容的连续性、深知学生学习的渐进性等能力。探究式教学和思维导图无疑给教师提供了一种精妙的导课工具。如在学习动物学“鸟纲”这一部分内容时，可以用问题“鸟类为什么能够在天空中飞翔？”学生回答：因为它们有翅膀。接着会有一系列的问题“它们不需要喝水吗？”“它们不累吗？”“它们怎么能一次飞几十公里不休息？”“它们怎么能够提供如此多的氧气”，使学生产生一探究竟的兴趣，然后针对这一系列问题，开始在板书中引出鸟类适应飞翔的结构特点，并抓住飞翔时需要减轻体重和提供高能量这一条主线，用思维导图的方式展开，同时与前面的爬行纲动物进行器官系统的比较。另外，教师在利用思维导图导入时最好是以循序渐进的形式呈现出来，这样的思维导图能在学生的头脑中形成一定的知识结构体系，使学生清楚新旧知识间的联系，并能唤醒学生的原有认知和对新知识的渴求和期待，而且诸如“鸟类为什么能飞”等这样接地气的话还能引发学生的学习兴趣。

2.2 分组讨论与汇报

由于大学课堂的开放性特点以及学生认知能力水平已达到一定高度，所以自主学习是必然趋势。那么讨论课堂无疑是适合大学生的一种教学方式，尤其在开放且相对抽象的专业课学习中更应该推广[7]。讨论课堂首先要解决的是分组问题，分组的方法也有很多种，比如在“鸟纲”一部分，我们参考的是矩阵分组教学法，即整个课堂由小组讨论--话题分组--分享展示--回到小组4 个环节组成，学生在4 个环节的推进过程中，完成分工、讨论、展示、批改作业的任务。当然，我们在这个方法前面加上了导入新课、后面加上教师的评讲过程。比如“鸟纲”一章，讨论的主题是“鸟类为什么能够在天空中飞翔？”，要求同学们用思维导图的方法把鸟类能够适应飞翔的特征整理出来。因此，我们将整个教学过程分成了6个环节，包括一是教师导入新课（5分钟），用探究式方法，将问题提出。二是小组讨论（10分钟），5人一个小组，每人负责一个小题目，并简单交流题目的难点所在，这个过程教师不参与讨论。三是话题分组（20分钟），以班级为单位将前面6个小组的话题进行深入讨论，内容整合，互相补充，对于问题进行综合分析，汇总知识点，准备下一步的分享展示。四是分享展示（20分钟），从每个班随机挑选一名同学，向全部同学汇报本组讨论交流的情况，由于大家的话题是一样的，不同班级之间可以竞争，进行补充。五是回到小组（15分钟），分享展示结束后，回到小组中，由每个小组的负责人对小组内其他成员的作业进行批改和评讲，并将其他小组成员展示的成果吸纳入自己的结果中，进行最后的总结。六是最后的教师讲评，针对讨论和展示中共性的问题进行评讲，也对个别特殊问题进行解答，至此，整个教学过程完成。

2.3 复习总结

课堂教学结束后，如何让知识内化并记忆，一直是教育研究者关注的问题。遗忘曲线的研究也表明，课后的及时复习有助于知识的记忆。对于大学生来说，快速复习的方法尤为重要。以思维导图为主线对所学内容进行提炼总结并挖掘深层次的学术问题[3]。因此，在复习总结方面也突显出明显的优势，可以将其作为一种高效的复习策略。另外，动物学的知识点过多，短期内快速复习难度太大已是共识。比如“无脊椎动物的器官系统进化比较”一部分内容，基本上是真个课程一半的复习总结，包括绪论、胚胎发育和九个门类动物的器官系统比较，内容相当繁杂。因此，利用思维导图可以显示主要内容的紧凑性和知识点的分级连贯性，使各知识点一目了然，可以很快完成整个内容的复习，既减少了复习时间，又便于学生复习和记忆，完美的完成动物学书学习的从厚到薄的过程。

3 教学效果评价

通过课程组老师的共同努力，动物学课程的教学在各个方面取得了比较显著的成效。无论是教师的理念、课堂教学的方式方法，还是学生的学习兴趣以及学生的综合能力等都有明显的改变。我们以19 级生物科学4个班学生的教学实践后效果作为评价班级，与18级的4个班学生成绩相比，用学生的期末考试成绩进行了学习成绩的分析，结果显示，19级学生的平均成绩是80.28，18级学生的平均成绩是79.23，可见学生的笔试成绩之间有了显著提高。

3.1 学生的学习兴趣和积极性

由于应用了探究式结合思维导图的教学方式，学生在上课之处就带着问题，心中有疑问，就有了解决问题的兴趣，加上思维导图的应用，将知识点梳理、压缩成一个个直观的可视化知识框架，激发了学生的兴趣和主动性。学生总是带着问题去完成思维导图，有问题有目标，因此不仅在课上能认真听、认真记，紧跟教师的授课节奏，积極回应教师提出的各种问题，而且在不知不觉中开始主动思考如何设计才能有个性化的思维突破，因此，课堂上气氛活跃，课后学习兴趣浓厚。

3.2 学生的学习热情和能力

机械性“背”下的知识不能应用自如，同样的问题换种提问方式就可能不知所措，更谈不上利用已学知识解决实际问题了[6]。因此，当学生带着问题在学习制作思维导图的过程中，将知识点转化为直观的图片，逐渐学会如何筛选关键词、如何理清知识点的逻辑关系等。学生在“笔记→看书→制图→修正”的循环中逐渐学会了如何学习，提升了学习自觉性，学习热情也随之高涨，学习能力也在不知不觉中突破。

3.3 学习的逻辑思维能力

这种带着问题学习，在完成问题的过程中应用思维导图的教学方式极大地提高了学习效率，思维导图可以将枯燥、复杂的知识点转化为便于理解和记忆的脉络图，能够激发学生的学习潜能，进而提高学习的积极性[6]。学生在完善思维导图到独立制作思维导图的过程中，激发了想象力和创造力，逐渐学会如何筛选如何理清逻辑关系，如果提取主干，如何舍去细节，使得原本抽象复杂、繁琐而不易归纳、记忆难度大的课程学习变得简单起来，同时促进了学生的协作能力等综合素质的提高。促使学生用多角度、多维度去看待问题，从而更有效地促进发散思维和创新能力的培养[8]。而且在日常生活中，可以帮助学生制定生活和学习计划、设计学生未来将要做的事情，对于学生打破思维定势、扩展发散思维、激发创新能力有很大的推动作用。

4 教学反思

4.1 教师在教学环节中的作用

探究式结合思维导图的教学方法需要学生分组讨论，虽然打破了教师满堂灌的传统教学模式，教师不是主体，但教师的主导作用依然不容忽视[7]。教师在准备实施课堂前，要充分优化教学重点和教学目标，并合理安排所要讨论的问题。教师需要对小组展示进行点评和引导。课后，教师还需针对本节教学任务，给出巩固练习题，夯实基础。整个过程中，需要教师控制课堂流程及节奏，控制良好的讨论气氛。所以，探究式结合思维导图的教学方法对教师把握课堂的能力有了更高的要求，要上好一节讨论课，需要更充分地进行备课，做好学情分析。

4.2 课堂容量和教学目标的完成

传统教学中，因为主要是教师讲，一节课的课容量比较大，而“探究式结合思维导图” 的教学方法需要学生分组讨论，需要学生进行成果展示。这样的课堂就不能设定太多的教学目标，否则完不成预定任务，否则会流于形式[7]。讨论时间和课堂容量是一个需要教师调整的矛盾，因此在将来的教学中，可以借助网络课程的优势，提前给学生布置好问题，分组讨论课下来做，课堂主要用来成果展示和总结复习。另外，需要控制每个人的发言时间和发言内容，避免与前边的发言重复，全班需要保持紧凑、充实的交流过程。

参考文献：

[1]史新娥， 董武子， 吴朗， 史怀平， 李安宁， 胡沈荣. 基于SPOC在线课程的高等院校《动物学》教学改革思路浅析. 家畜生态学报. 2018， 39（11）： 95-96

[2]刘慧敏， 张国只， 苏丽娟， 李文清， 杨国庆， 常洪涛. “探究式教学法”在《人体与动物生理学》教学中的应用与探讨. 农业灾害研究. 2016， 6（9）： 58-60

[3]杨婷婷， 杜俊变， 梁丽琴. 基于思维导图的高校《酶工程》课堂教学模式设计. 教育教学论坛. 2019， 17： 180-181

[4]程美玲， 尹革芬， 杨亮宇， 陈培富， 李建宾， 安曈昕， 白华毅. 动物生理学教学中思维导图的应用探讨. 教育现代化. 2019， 39：2095-8420

[5]董章勇， 罗梅. 思维导图在高校微生物学教学中的应用. 安徽农业科学. 2012， 40（20）： 10731-10738

[6]闫勇， 张丽红， 刘靖靖， 刘晓琦， 胡青平. 思维导图在微生物学教学中的应用实践. 微生物通报. 2020， DOI： 10.13344/j.microbiol.china.1-11

[7]严明， 陈艳林， 熊焰. 矩阵分组教学法在讨论课堂中的实践与反思. 科教文汇. 2019， 480： 95-96

[8]黄秋石. 思维导图在高校创新创业教育教学中的应用研究. 兰州教育学院学报. 2016， 8： 113-114

基金项目：

河南省高等学校优秀基层教学组织，河南省一流课程，河南农业大学教学研究项目。

作者简介：

苏丽娟（1972-），女，副教授，博士，从事动物学教学与研究。