运用思维导图开展高中生物单元教学的探索 论文

运用思维导图开展高中生物学单元教学的探索摘要：新高考的推行，促进培养学生自主学习兴趣以及自主学习意识和能力的教学理念逐步落实，且各个单元知识点之间的联系也更为紧密。因此如何系统的掌握单元知识，正确梳理各单元知识框架成为提高学习效率的关键，高中生物学也不例外。所以本文将围绕高中生物学单元教学展开讨论，着重探究运用思维导图开展高中生物学单元教学的具体策略及案例，通过对其成果的分析，总结出运用思维导图开展高中生物学单元教学的重要意义。关键词：思维导图高中生物学单元教学实践探索《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》明确指出“内容聚焦大概念”的课程理念，明确学习要求，确保学生有相对充裕的时间主动学习，让学生能够深刻理解和应用重要的生物学概念，发展生物学学科核心素养。而生物学学科核心素养之一的生命观念的形成不能靠说教，要靠事实和概念，学生理解和应用重要的生物学概念是生命观念形成的基础。所以，无论是教师在备课教学过程中，还是学生在自主学习过程中，都需要从情境中提炼事实依据，形成小概念；众多的小概念汇集成大概念，从而潜移默化的帮助学生形成生命观念。以人教版高中生物学必修一第二章为例：生命本质上是物质的，生细胞的元素组成，分子组成细胞及其生命活动命活动并不是由神秘的及主要物质成分的作用。有特定的物质基础。非物质的力量支配的。事实和小概念大概念生命观念而这种将学科知识点之间的逻辑关系以图文并茂的形式直观的呈现出来的方式就是构建思维导图的过程。以思维导图为工具，可以帮助学生构建知识框架，优化学生理性思维能力，帮助学生建立生物学概念模型，从而促进学生生命观念的形成。尤其在生物学单元教学的过程中，思维导图这种学习工具显得尤为重要，运用思维导图围绕生物学重要概念，引导串联单元知识点，进而建立系统的单元知识学习体系，提高学生学习生物的思维品质和生物学习的效率。一、什么是思维导图1.思维导图的定义及优势思维导图最初由东尼博赞提出，他给出的思维导图的定义是：思维导图是用于记录发散思维的笔记工具，是一种新的思维模式，它结合了全脑的概念，增强思维能力，启发联想力与创造力。简单而言，思维导图就是将我们得思想，学到的知识点用图形的形式表现出来，以学习的主题为中心，用发散性思维将中心主题与其它相关联的主题通过线条相联系。然后再以辐射到的主题为新的中心，继续发散连接相关知识点，形成知识网络，构建知识体系。思维导图应用于学习具有明显优势，可以巧妙的帮助我们精准的把握一些重难点，以及各知识点之间的逻辑关系，构建学科体系，提升思维能力，图文并重的形式让我们对知识点的认识更加清晰化，粗细线条的连接将大脑中无条理的内容变得有条理，提高了学生的学习效率和学习兴趣。2.思维导图应用于教学的理论基础一是依据人类脑科学基础，思维导图是一种能够充分调动左脑的逻辑思维和右脑的感性思维、形象思维来记录和表达思想过程的可视化工具。二是建构主义学习理论。学生通过自主学习，从书本中获取知识点，在教师和学习伙伴的帮助下，理清知识脉络，构建知识体系。三是依据知识可视化基础理论。即将知识点利用左脑的逻辑思维用图文的形式变现出来，有利于右脑的记忆功能的开发，也就是说人们对图表的记忆会比对纯文字的记忆更加深刻等等。二、高中生物学单元教学及其现状分析1.单元教学的概念及优势单元教学就是把一个单元看成一个相对自足的学习整体，在明确的学习目标统领下，对一个单元的学习内容和活动进行系统规划，整合设计，关注联系，关注发展，充分发挥和落实单元学习价值，以清晰的路径促进生物学学科核心素养的提升。2.现行单元教学的不足分析（1）忽视单元知识整体性笔者在进行高中生物学单元教学实践中总结发现，现行教师在进行单元整体教学设计时有时忽视了单元知识整体性。这种现象直接导致了学生对于单元整体知识不能够进行自主的思考，这就让学生虽然能够掌握基础知识，但是无法对于整体内容的精髓知识进行领悟，并且在掌握零碎知识之后，无法将其形成有序的知识体系。（2）知识之间逻辑性不足单元教学相比与传统教学虽然存在着具有系统性，有序性的特点，但是由于教师选取的论证次位概念的事实性证据相互独立，使得知识之间逻辑性不足，这就进一步导致了学生在进行高中生物单元学习时，总是产生逆来顺受的学习想法，对于学生的自主学习积极性产生打击，也让学生不能够自主认识到知识之间的逻辑关系。三、引入思维导图的具体单元教学案例及成果分析接下来我将以人教版高中生物学必修二第四章“基因的表达”的内容为载体，将思维导图引入单元教学中，拓展学生思维方式，通过教学实践证实思维导图在高中生物学单元教学中发挥着积极的作用。1.运用思维导图的教师单元教学设计教材分析《基因的表达》是必修2《遗传与进化》中第4章的内容，围绕“亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上”这一重要概念组织学习。概述DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白质的合成，细胞分化的本质是基因选择性表达的结果，生物的性状主要通过蛋白质表现；概述某些基因中碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象是它的次位概念。本文即以“基因的表达”为主题尝试单元整体教学设计，通过一连串的问题导向设计，和事实性的科学研究根据帮助学生解答基因究竟是如何起作用的，并帮助学生形成“基因—蛋白质—性状”这三者关系的整体认识。教师在备课过程中，考虑到学生在各环节可能遇到的认知障碍，教师设计解决策略，通过科学史、实物演示、视频演示等多种方式，充分利用教材案例，深度挖掘教材，制作出如下课程思维结构图：2.运用思维导图的学生单元学习过程（1）预习环节：引入思维导图，明确知识系统以新教材人教版高中生物学必修二第4章第一节《基因指导蛋白质的合成》为例，课前我提出思考问题，让学生预习本节内容，思考问题如下：1、概述基因表达的过程；2、DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？3、mRNA的碱基序列如何决定蛋白质的氨基酸序列？学生根据问题，展开探究，从课文内容中提炼出知识要点，绘制思维导图，初步感受和浅层的理解新知识，从而做到更有目的的课堂学习。选取一位同学绘制的思维导图如下：思维导图在高中生物学预习环节中的使用，一方面帮助学生自主学习，更高效更独立的完成预习任务，明确了知识系统，提高了学习兴趣。另一方面学生在预习环节构建的思维导图，还可以被教师用作教学资源，当堂评价，针对性讲解，化解教学难点。（2）课堂环节：结合思维导图，构建知识逻辑在课堂环节，思维导图可以应用于教师的板书或学生的笔记，以“表观遗传”一节的课堂教学为例，教师通过思维导图把一长串枯燥的信息变成容易记忆的、有高度组织性的图画，边讲边展示在黑板上，最终以知识块的形式保留在学生大脑中，具体板书如下：思维导图在高中生物学课堂环节中的使用，改革了传统的板书和笔记形式，以思维导图的形式呈现可以很好的刺激大脑去更好的进行信息分析，大段的描述性的文字被简化成寥寥数字的关键词，分类处理后的知识点被放在了网状结构中，用线条连接表示他们之间的逻辑关系，方便学生记忆和理解。（3）复习环节：绘制思维导图，优化学生思想在本章课程内容结束以后，我给学生布置了学习任务：绘制基因、性状、环境之间关系的思维导图。这就要求学生整体复习、深度理解本章知识，并能与其他章节相关知识建立联系，运用整体性思维，将这些知识进行归类聚合，构建关于“基因表达”相关的知识体系。学生可以先在脑海中构思关于构建重要概念的整体框架，然后在复习的过程中逐一提炼每个知识的关键知识点，提取关键词，添加每个次位概念的细节内容。从学生的表现来看，他们对这个自主学习的过程非常感兴趣，在画思维导图的过程中，还添加了一些图画帮助理解，增加趣味性。下面是一位同学在这个学习任务下构建的思维导图。思维导图在高中生物学复习环节中的使用，一方面有利于学生梳理知识、加深理解和增强识记效果，提高对核心概念的理解度。在这个过程中学生利用发散性思维或者集中思维找出知识点之间的联系和不同，提升了学生的思维品质。另一方面由于“思维导图”具有分类，有序、可视等特性，可以极大地提高学生的复习效率，帮助学生在较短的时间内，记忆更多的知识点，从而摆脱“题海战术”。3.教学结果检验本学年我担任高一9、11、27三个普通班的生物学的教学任务，三个班为平行班，从平时学业评价测试结果来看，9班成绩较突出一点，11班与27班成绩相对较弱一点，这两个班上课气氛相对沉闷，但学生上课都能自觉认真听课做笔记，课后作业也都能认真完成，只是学习生物学的积极性不高，创新性不强。故本次实验选择27班为实验班，引入思维导图教学，9班和11班为对照组。并保持三个班教学进度一致，教学时间相同进行《基因的表达》这一章的单元教学。在四课时的单元教学结束以后，进行了章节检测。试卷总分100分，考试时间90分钟。以下是对检测结果的分析。2020学年高一生物学《基因的表达》单元检测成绩比较从平均分来看，实验班（27班）在本次检测中取得了非常不错的成绩，比平时差不多的班级11班多出了近4分的平均分，比平时与之相比相对较好的班级也高出了2分的平均分。且高分人数较多。从学生课堂上的表现来看，实验班学生课堂气氛也较以前活跃许多，对生物学的学习热情也增加不少。特此我针对这次测验提分较高的几位实验班学生进行了访谈。截取部分访谈结果如下：访谈一：师：你这次考试成绩进步不少，是考前认真复习了吗？生1：也没有突击复习，平时每节课上都用了思维导图总结知识，对各知识点之间的脉络联系理解的非常清楚，且记忆非常深刻，所以考试做题时就能够灵活应用了。访谈二：师：我发现你最近上课活跃了许多，能参与到课堂讨论中来了。生2：那是因为老师每节课带我们绘制思维导图，我开始是不会绘制向同学请教，后来绘制出来后，又对课堂知识有了深入理解，根据各种事实性的证据理解这些重要概念的内涵，然后又想就自己的理解进行交流讨论，所以课堂上就更积极，更活跃了。访谈三：师：你和他们俩一样，这次成绩提高也受益于思维导图吗？生3：是的，以往考前复习时，我只是看一看学科笔记和练习卷，对所学知识不能形成系统的认识，很快就遗忘了。这次在学完这章内容以后，绘制了章节思维导图，不仅对这个章节的内容有了个系统的认识，而且还能深度理解该章节与其他章节的联系。所学的知识都掌握理解了，对生物学的学习热情也就大大提高了，更愿意学习生物了。综上所述，可以看出：在“基因的表达”单元的学习中，实验班全面赶超两个对照班，且学生学习生物的热情大大提高，说明思维导图在高中生物学单元教学中具有很好的效果。四、运用思维导图开展高中生物学单元教学的意义1.运用思维导图备课之于教师的意义教师在备课过程中仔细研读《课程标准》与某单元重要概念之间的关系，选取合适有效的事实性证据帮助学生建构次位概念，在次位概念的基础上建构本单元重要概念。如果教师在进行单元教学设计时，通过以下方式构建思维导图，则会让教师在备课过程中可以高屋建领的把握单元教学内容，将一个单元的内容浓缩在一张图形中，理解和参考起来方便快捷，各课时间的联系也更加紧密。2.运用思维导图学习之于学生的意义（1）帮助学生构建知识框架在高中教育时期，学生的学习思维相比较其他学段来说较为活跃，教师应用思维导图为学生逐步分析生物单元教学，有利于帮助学生形成自身的思考体系和学习框架，令学生在接下来的学习过程中，也能够将思维导图运用到自主生物学学习中，使其能够拥有事半功倍的学习效果，提高自身的自主学习能力。（2）优化学生逻辑思维能力培养学生的科学思维能力是落实生物学核心素养的重要内容。学生运用思维导图开展高中生物学单元学习，能够使学生的逻辑思维能力，发散思维能力得到进一步的优化，让学生不仅能够学习和吸收基础生物知识，还能够进一步理解各基础知识的逻辑关系。了解教材编写意图，更有利于学生正确的生命观念的