高中生物教學中運用思維導圖對核心概念的有效建構

王崇信

【摘? 要】 思維導圖在高中生物教學中的應用對核心概念的建構起到了積極的作用。文章通過對思維導圖的理論基礎、思維導圖對核心概念建構的影響進行綜述，重點探討了思維導圖在高中生物教學中有效建構核心概念的方式與機制。通過實證研究和案例分析，可以發現思維導圖能夠激發學生的學科興趣，提高學科記憶和理解的深度，為高中生物教學注入新的活力。此外，文章就思維導圖在教學中可能面臨的挑戰進行了初步探討。

【關鍵詞】 高中生物教學;思維導圖;核心概念;學科認知

高中生物教學旨在培養學生對生命科學的基本認識、科學思維和綜合應用能力。然而，由于生物學知識體系龐大、概念繁多，傳統的教學方法往往容易使學生陷入死記硬背的境地，難以真正理解和應用知識。因此，尋找一種既能梳理生物核心概念，又能激發學生主動學習的教學方法尤為重要。

一、思維導圖的理論基礎

（一）認知心理學理論

思維導圖的設計和應用根植于認知心理學理論，該理論主張學習是一種主動的、建構性的過程。在這一理論框架下，學生被視為信息處理的主體，通過思考、理解和建構自身的知識結構來實現對所學內容的深層次理解和記憶。思維導圖作為一種教學工具，被設計用以促進這一認知過程的進行。認知心理學理論強調學生在學習中的積極參與，而思維導圖的非線性結構和圖形化展示恰好迎合了這一理念。思維導圖以圖形化的方式展示知識之間的關聯和層次，使得學生能夠更清晰地把握信息之間的邏輯關系，從而更有效地構建自己的認知模型。這種視覺化的表達方式有助于將抽象的概念具體化，并幫助學生更容易理解和記憶復雜的知識點。通過思維導圖，學生被鼓勵將學習過程中的信息進行整合和聯結，形成更為有機的知識網絡。這種非線性的思維導圖結構有助于打破傳統線性學習的束縛，使學生能夠更自由地探索知識，并以更靈活的方式組織信息。從而，學生在學習過程中更容易實現對知識的深度理解，并能更靈活地運用所學概念解決問題。

（二）多元智能理論

多元智能理論強調每個學生擁有獨特的智力類型和學習風格，因此教學方法應當靈活多樣，以滿足不同學生的需求。思維導圖作為一種多元智能的工具，通過結合圖形、文字、顏色等多種表達方式，為不同學生提供了個性化的學習途徑，促使他們以更適合自己的方式理解和記憶知識。在多元智能理論的指導下，思維導圖的設計強調以多樣的方式呈現信息，以滿足不同智力類型的學生的學習需求。通過視覺化、符號化的手段，思維導圖可以激發視覺空間智能、語言智能等多種智力，從而使學生更全面地參與學習。

例如，對視覺型學習者，圖形元素和顏色的運用可以使他們更容易理解和記憶知識;而對語言型學習者，則可以通過文字描述和關鍵詞的運用來強化學習效果。思維導圖的多樣化表達形式有助于激發學生的興趣，因為學生可以選擇更符合自己學習風格的方式進行思維導圖的繪制。這種個性化的學習方式不僅提高了學生的學習興趣，還增加了他們對學習任務的投入度。學生在以符合自身智力特點的方式學習時，更容易保持專注，理解和吸收知識。在多元智能理論視角下，思維導圖的應用使教學更具靈活性和差異化，有助于構建更為包容的學習環境。教師可以通過思維導圖的使用，更好地滿足學生不同智力特點和學習風格的需求，從而促進他們更全面地發展。

（三）知識圖譜理論

知識圖譜理論強調知識的組織結構對學習的重要性，而思維導圖則可被視為知識圖譜的一種簡化形式，通過圖形化方式呈現知識關系。這一理論認為，有效地學習不僅涉及獨立的知識點的掌握，更需要理解這些知識點之間的相互聯系和組織結構。思維導圖通過圖形的形式，有效地傳達了知識的層次性、關聯性和結構性。

在知識圖譜理論的指導下，思維導圖被視為一種將知識可視化的工具，有助于學生更好地理解知識之間的邏輯關系。運用思維導圖，學生能夠清晰地看到不同知識點之間的聯系，理解知識的整體框架，從而更深入地掌握學科的核心概念。這種圖形化展示不僅提供了對知識結構的直觀認知，還能夠幫助學生更容易記憶和應用所學知識。思維導圖作為簡化的知識圖譜，具有易于理解和操作的特點，使學生能夠迅速把握知識的主要框架。通過在思維導圖上建立關系和鏈接，學生能夠更自由地探索知識，加深對知識點的理解。這種非線性的學習方式符合知識圖譜理論中對知識網絡的理解，有助于學生形成更為靈活、全面的認知結構。

在教學實踐中，知識圖譜理論為思維導圖的設計和應用提供了理論基礎。教師和學生可以共同參與思維導圖的構建過程，通過交互式的方式構建知識圖譜，學生可以更深度地參與學習。因此，思維導圖在知識圖譜理論的框架下不僅是一種教學工具，更是促進學生深度學習的重要手段，有助于構建更為有機、系統的知識體系。

二、思維導圖對核心概念建構的影響

（一）提升學習興趣

思維導圖作為一種視覺化的工具，對核心概念的建構具有積極影響，其中最顯著的一點是提升了學生的學習興趣。引入思維導圖的教學方式打破了傳統的線性學習模式，使學生能夠以更活躍、自主的方式參與到知識的建構過程中。通過思維導圖的繪制，學生不再是被動地接受信息，而是成為知識的創造者和組織者，這種主動性的參與能夠激發他們對學科的濃厚興趣。思維導圖以其直觀的圖形表達方式，使學生能夠在圖上清晰地看到知識點之間的關聯，形成一個整體的認知結構。這種視覺化的效果不僅使學習變得更加生動有趣，還能夠幫助學生更好地理解和記憶核心概念。

通過參與思維導圖的繪制，學生對學科內容的興趣被激發，從而更愿意深入學習，形成對核心概念的深刻理解。思維導圖還提供了一種自由度較高的學習方式，使學生能夠根據自己的學習風格和思維方式構建知識圖譜。這種個性化的學習過程更符合學生的興趣和需求，增加了學習的愉悅感，進而增強了對核心概念的學習動力。學生在繪制思維導圖的過程中，體驗到對知識的探索和整合，從而形成更加深刻的學科理解，提升了對核心概念的興趣。

（二）深化概念理解

思維導圖作為促進學生深度學習的工具，對核心概念的建構有顯著的影響，其中一個關鍵方面是深化概念理解。通過思維導圖的應用，學生得以將零散的知識點有機整合，構建起一個完整而結構化的概念網絡，從而實現對核心概念的深刻理解。在思維導圖中，學生被鼓勵思考不同概念之間的關系，通過節點和連接線的方式清晰地呈現出這些關系。這種圖形化的表達方式能夠使學生更直觀地理解核心概念之間的邏輯關聯，幫助他們形成更為系統和有機的認知結構。

繪制思維導圖的過程中，學生需要思考如何將各個知識點有機地連接在一起，促使他們深入思考概念的本質和內涵。思維導圖的非線性結構使學生能夠以更自由靈活的方式探索概念之間的關系。這種自主性的學習過程有助于學生主動去探討核心概念的各個方面，挖掘深層次的內涵。與傳統線性學習方式相比，思維導圖的使用使學生更容易形成對核心概念的立體式理解，更全面地把握知識的精髓。通過思維導圖，學生在概念建構的過程中體驗到對知識的整合和聯結，從而加深了對核心概念的理解。這種深度學習不僅幫助學生記憶和掌握概念，還培養了他們對概念背后原理和邏輯的深刻認知。

（三）促進橫向和縱向聯想

思維導圖的非線性結構為學生提供了一個促進橫向和縱向聯想的理想平臺，從而在核心概念的建構中拓展知識的廣度和深度。橫向聯想是指學生能夠在不同概念之間建立關聯，形成跨學科或相關主題的連接;而縱向聯想則是指學生能夠在同一主題內深入思考，拓展知識的深度。通過思維導圖的制作，學生被鼓勵在不同節點之間建立聯系，形成一個綜合而有機的知識網絡。這種橫向的連接使得學生能夠將不同領域的知識進行整合，促進跨學科的思考。

學生通過思維導圖可以看到不同概念之間的相互關系，進行橫向的聯想，進而拓展了知識的廣度。這種橫向的拓展使學生更全面地理解核心概念，并能夠將所學知識應用于更廣泛的語境中。同時，思維導圖的非線性結構也有助于縱向的聯想。學生可以通過思維導圖沿著某一概念的不同分支深入思考，挖掘更深層次的內容。這種深度的縱向拓展使得學生能夠更深刻地理解核心概念的各個方面，形成更為豐富的認知結構。通過追溯概念的起源、發展，以及與其他相關概念的關系，學生可以更系統地理解知識的演變過程，從而提高對核心概念的深度理解。

三、思維導圖在高中生物教學中的應用方法

（一）深層次思維的激發

思維導圖的分支結構不僅有助于呈現知識，還能促進學生進行深層次的思考。在構建思維導圖的過程中，學生需要思考不同概念之間的邏輯關系、相互影響，從而達到對知識的深層次理解。例如，教師在對人教版高中生物必修1《細胞中的無機物》這一課進行授課時，在教學過程中，教師引導學生構建思維導圖的主題，即“細胞中的無機物”。學生通過討論和思考，將主題拆解為多個關鍵概念，如“水分子”“礦物質”“離子”等。這些概念成為思維導圖的主要分支。

同時，學生需要思考這些概念之間的關系。例如，在討論“水分子”時，學生將其與“細胞膜通透性”“細胞內物質傳遞”等分支相連接。思維導圖的分支結構使得學生能夠清晰地呈現“水分子”在細胞中的多種功能，進而引發深層次的思考。此時，教師可以通過提問激發學生對概念之間關系的深入思考，例如：“你們認為水分子在細胞內的傳遞是如何影響細胞功能的？”或者“細胞膜通透性與哪些無機物質的運輸有關？”這樣的問題引導學生去思考概念之間的邏輯聯系，從而推動他們進行深層次的思維。通過構建思維導圖，學生在整理知識的同時，深入思考不同概念之間的內在聯系，促使他們從零散的知識點出發，形成一個更為系統和有機的認知結構。這種深層次思維的激發有助于提高學生的綜合分析能力，使其能夠更全面地理解和運用所學的細胞生物學知識。

（二）學科認知與跨學科應用

思維導圖不僅有助于生物學知識的整理，還可以促進學科認知和跨學科應用?？鐚W科的思維導圖將生物學核心概念與化學、物理等學科知識相連接，幫助學生形成更為全面的學科認知。例如，教師在對人教版高中生物必修1《光合作用的原理和應用》這一課進行授課時，教師引導學生構建思維導圖的主題，即“光合作用的原理和應用”。學生通過討論和思考，將主題拆解為多個關鍵概念，如“光能轉化”“化學反應”“養分合成”等。這些概念成為思維導圖的主要分支。同時，學生需要思考這些概念與其他學科知識之間的關系。例如，在討論“化學反應”時，學生可以將其與“光合作用中的光能轉化”相連接，并引入相關的化學反應公式。此時，思維導圖的分支結構使得學生能夠清晰地展現光合作用是如何涉及生物學和化學的交叉領域，進而促進學科認知的形成。然后，教師可以通過引導學生進一步思考，例如：“在光合作用中，化學反應是如何催化養分合成的？”或者“化學反應的速率如何影響光合作用的效率？”這樣的問題有助于激發學生對生物學和化學之間關系的深層次思考，推動跨學科應用。通過構建思維導圖，學生在整理生物學知識的同時，能夠將其與化學、物理等學科知識相連接，形成一個更為綜合的認知結構。這有助于培養學生的跨學科思維，使其能夠更靈活地運用不同學科的知識解決實際問題。以養雞為例，學生可以思考如何通過優化光照條件，促進雞體內養分的合成，從而提高雞的生長效率，涉及光合作用、化學反應等多個學科知識的綜合應用。

四、結語

思維導圖作為一種強大的圖形思維工具，在高中生物教學中能夠幫助學生更清晰地理解生物學核心概念、促進深層次思維，并有助于學科認知和跨學科應用。然而，思維導圖在高中生物教學中仍面臨一些挑戰，如學生技能水平差異、時間緊迫等問題。通過培訓、課堂合作和評價體系的建立，這些挑戰可以得到一定的緩解。未來，可以進一步深化思維導圖在高中生物教學中的研究，不斷創新教學方法，提高思維導圖的實際應用效果，以更好地滿足學生對知識掌握和思維發展的需求。

參考文獻：

[1] 方冬冬. 淺談思維導圖在高中生物教學中的應用策略[J]. 高考，2023（14）：84-86.

[2] 于晶淼. 核心素養視域下思維導圖在高中生物教學中的應用研究[D]. 上海：上海師范大學，2022.

[3] 歐陽文. 思維導圖在高中生物教學中的應用研究[D]. 武漢：華中師范大學， 2017.

[4] 邱美. 高中生物教學中思維導圖對科學思維建構的有效性研究[D]. 貴陽：貴州師范大學，2015.