思维可视化在生物教学中的应用 论文

思维可视化在生物教——以《感知信息》第一课时为例摘要：随着我国基础教育改革的深入，培养学生的思维发展由华师大刘濯源教授提出的思维可视化在全国多所学校已有实质性的进展和研究。笔者在思维可视化这一理论的指导下，通过数字化、仿真实验室等作为依托，进行思维可视化的研究，展现了学程，培养了学生的创新思维，提升了学生的生物学核心素养。关键词：思维可视化，微课，学科思维导图科学的发明创造是通过人的思维来实现的。随着我国基础教育改革的全面深化，培养创新思维已然成为国家对人才培养的战略需求。传统的教育重复，学生多处于“浅思考”甚至“不思考”的状态，“知识加工”和“问题解决”的思考过程往往不可见，这样，不仅让学生枯燥、低效、令人厌倦致思维能力发展受阻。思维得不到发展，必然学习也会越来越吃力，这无疑会进入恶性循环。只有深入挖掘和呈现知识背后的规律，训练学生掌握它识机械重复的同时，发展学生的思维能力，让不可见的思维过程和方法清晰地得以呈现，才能使学生对知识理解地更深入，掌握地更透彻，以便更好内容。因此思维教育既利于学生成绩的提高，又可以减轻教学负担，是当今教育活动的重要组成部分，更是培养创新型人才的必要工作。“思”是由华东师范大学现代教育技术研究所思维可视化教学实验中心主任刘濯源教授提出的，它利用一系列的图示或图示组合技术将不可见的思维，如思考方法和思考路径等，使思维过程清晰可见。将“思维可视化”运用在教学中，不仅可以让零散知识系统化，还可以让隐性思维显现2011年10月，全国育信息技术研究“十二五”规划重点课题《思维可视化技术与学科整合的理论与实践研究》立项，参与此课题教学实践研究的有来自北京、上海、天津、江苏、浙江等20多个省市近300所学校。在该课题的全国会议上，来自全国的教育专家及校长们一致认为该模式对提升学生的学习能力和教师的教学品质能起关键的作用。基于以上原因，笔者以苏教版七年级下册第十二章第三节《感知信息》第一课时为课例，对思维可视化在生物教学中进行实践，并有一定的研究。笔者认为，基于思维可视化可在生物教学中进行如下的教学策略：一、利用微，进行初中生物思维可视科学研究表明，人类通过视觉得到的信息占83%，通过听觉得到的信息占11%，通过嗅觉得到的信息为3.5%。由此可见，在获取知识的过程中，视觉和听觉尤其视觉是获取知识的重要来源。多媒体教学能够直观、生动地吸引学生，让思维可视化。通过微课，可以将抽象的概念形象化，将复杂的过程思维化。实现“思维可视化”最有效的方式就是”将“思”呈现出来。在微课的教师可以利用图、表、流程图等形式将内容呈现出来，还可以利用动将教学内容通过思维化呈现出来，如在《感知信息》这一节的第一课时教学中，眼球不能直接观察内部结构，而眼球的结构这部分内容难度不大，学对照书本，提前进行自学。因此，教师可以提前录制好微课《眼球的结构》。课前，通过云平台发给学生，让学生自学眼球的结同时在微课中还要注意由外而内的顺序，以提高学生的科学形象思维的发展。二、利用学科思维导图，进行初中生物思学科思维导”是由华东师范大学现代教育技术研究所思维验中心主任刘濯源教授提出的。学科思维导图不仅集成了思维导图的主要元素和表现形式，还在思维导图原有的基础上整合了逻辑思维和学习教学思适于提升学科教学效率。生物学科思维导图是把所学的生物学知识根据自己的理解，按照一定的逻辑和层次组成的彩色思维导图、鱼骨图等，其优点有简洁性、科学性、可视性、全面性、导向性。在制作学科思维导图的过程中，的前概念和后概念相互融合，从而发展认知，这完全符合建构主义思想。在学生制作出思维导图的同时，教师可以直观地了解学生掌握的不足以及学生的需求，这样教师就真正成为学生的指导者；同时，学生在相互合作椒牛的过和体验到与自己不同的理解和观点，这样能促进学生更透彻地了解自己的思维，实现学生的主体地位。在教学中，教师完全可以让学生自制学科思维导图。如在《感知信息》这一节中，通过微课的学习，学生了解了眼球的结构，因此，可以在上课的时候，让学生自制思维导图，另一方面帮助学生建构眼球结构的知识体系，构建概念。这无疑也符观点。通过这种方式，可以提高课堂效率；在学生进行思维导图的绘制过程中，也培养了学生的思维发展。在完成眼球结构的学科思维导图绘制后，学生对眼球的结构有了一定的认识，教师完全可以以此为依据，进一步结合前一节内容，让学生分析过程，这不仅让学生建构了视觉的形成概念，还能达到促进学生逻辑思维发展的目的。三、利用可视化教具，进行初中生物思维教具模型具有一定的直观性，能更为生动地展示相关知识。借助教具模型，可以让学生更加深刻地理解生物学知识；甚至可以在此基础上，让学学知识后再进行教具模型的制作，不仅能大大激发学生的学习兴趣，还可以培养学生的建模思维，以巩固学生对生物学概念的理解及规律的认知。如在学生已经学习过眼球结构的基础上，为了加深理解，可以让学生通过自己对眼球的理解，进行眼球模型的制作。有些学生甚至还想到使用水体进行模拟，这不仅可以让学生对眼球壁与内容物的理解，还可以有助于学生对视觉的形成有初步的理解，以利于学生对近视和远视的成因的掌握，的抽象思维。四、利用数字化技术、仿真实验室等生物思维可视化随着信息技术的发展，多媒体技术在教学中的应用越来越多，软件和APP的资源越来越多，3D技术的应用与仿真实验室等模拟技术已在教学中进行了初步的应用。在课堂中合理的运用多媒体，结合学生特点，让多媒体为课堂服务，让晦涩难懂的知识变得更加形象、易理解，让看不见的思维达到可视化的效果。作为教师，完全可以充分利用这些资源提高可视化教学过程。在当今的大数据时代，也更多的强调数据处理、分析和可视化的能力，数据可视化助思维可视化教学。数据可视化强调对大数据的分析和处理的基础上进行可视化，整合数据，透视数据。在《感知信息》这一节中，初中生物课程标准建议调查本并分析原因。学生完全可以利用问卷星，将近视通过网络平台发送给全年级学生，再将数据进行汇总，利用问卷星进近视原因的数据分析，并将数据凝练成表格、图表这样的可视化形式。学生针对这些可视化形式的数据进行结果分析，完成可视锻造内在认知机理。同时，在学生学习完本节内容后，完全可以以问卷星等软件发放测试评价，并对数据进行分析，不仅改变了单纯的笔试为主的评价方式，还可依题情况进行学生的思维能力评价分析统计表，以直观地体现学生的思维状态和思维问题，这样不仅可以反映学生的学习状态，还有利于学生进行深度学习。仿真实验室在很多学校都有所推广。在这节内容中，学生对于凸透镜成像的知识了解不多，因此在视觉形成的过程方面有一定的困难。在这部分利用仿真实验室，在教师的帮助下，学生自行操作，从而模拟凸透镜成像及光线在眼球内部的光路，以便进一步了解视觉形成的过程，为近视和远视铺垫，以促进抽象思维的进步。再如，NetLogo仿真模型平台，可以对自然和社会现象进行仿真的可编程建模环境。学生可以自主运行仿真软件，通过模拟现实中的变量变化，获取的过程，可采用数据、图形、语言表征，多这样学生不仅能模拟探究性实验，还可以提升解决实际问题的能力，让探究过程中学生的思维可视化。综上，通过微课、学科思维导图、教具模型、数字化技术、3D技术、仿真实验室等方式，可以让学生的思维可视化，展现学生的思维过程、思促进学生的思维尤其是创新思维的发展，并提升生物学科的核心素养。参考文献[1]姜继为：思维教育导论[M].北京：中央编译出版社，2012年版，7-9.2]刘濯源：思维可视化：减负增效的新支点[J].中小学管理，2014，06：10-3]孙静：思维可视化与交互式教学在高中艺术生数学课堂的应用[D].苏州：苏州大学，2013，15-1[4]李闫莉：浅谈思维可视化微课的制作策略.中国信息技术教育，2016(15)：173-5]李国光：浅论多媒体技术在教学中的运用.学周刊，2021（19）：123-12