初中生物课堂思维导图法的应用

摘 要：在初中生物教学中，传统的教学方法往往侧重于知识的传授和记忆，忽视了对学生思维能力和知识结构的培养。因此，如何通过创新的教学方法帮助学生构建清晰的知识体系，进而提高课堂效率和学习效果，成为教学改革中的重要议题。思维导图作为一种视觉化的思维工具，能够帮助学生将复杂的知识条理化、系统化，通过形象化的图示形式有效地呈现知识之间的相互关系。文章以“光合作用和呼吸作用原理的应用”的教学设计与实施为例，探讨思维导图在初中生物课堂中的应用，分析其对学生理解知识、培养思维能力以及提高课堂效率的具体作用。

关键词：初中生物；思维导图；思维能力

中图分类号：G633.91   文献标识码：A   文章编号：1673-8918（2024）51-0119-04

在初中生物教学中，光合作用与呼吸作用是重要的生命活动原理，学生需要深入理解其复杂的过程和相互关联。随着教学手段的多样化，思维导图法因其可视化、逻辑化和结构化的特点，逐渐被引入课堂中。思维导图法通过将信息转化为图像和关键词，能够有效提高学生的记忆能力、分析能力以及知识整合能力。在“光合作用和呼吸作用原理的应用”这一课题中，应用思维导图能够帮助学生构建知识框架，将两大过程的原理、步骤和应用场景以直观的方式呈现出来，有效提升课堂教学效果和学生的学习兴趣。

一、 初中生物课堂中应用思维导图法的重要性

（一）有助于知识体系的构建

生物学科知识点繁多，思维导图能有效整合知识碎片。以细胞结构为例，思维导图可把细胞膜、细胞质、细胞核等内容整合为网络，让学生理解其中内在联系，摆脱死记硬背的学习模式。同时，思维导图有助于学生梳理知识脉络，教材内容具有逻辑性，如对生物分类，从“界”到“种”的层次，思维导图能清晰展现，并且标注各层次特征和代表生物，帮助学生理解生物类群之间的关系。此外，思维导图还能加深学生对知识的理解，对光合作用、呼吸作用这类复杂概念，它可以详细呈现其过程、场所、反应物、产物等信息，而且能进行对比，使学生更好地理解这些概念的本质和作用。

（二）有助于学生学习能力的提升

思维导图有助于增强学生的自主学习能力，在掌握思维导图制作方法后，学生能够自主开展预习和复习。预习时可梳理内容以发现问题，课后则进一步完善思维导图，并且可以根据自身情况进行个性化设计，这一系列过程有利于培养学生独立思考的能力，进而提升自主学习能力。同时，思维导图还能培养学生的逻辑思维能力，因为在制作过程中学生需要思考知识点之间的逻辑关系。例如在涉及生态系统组成成分时，通过明确生产者、消费者、分解者和非生物物质和能量的相互关系，能有效锻炼学生的逻辑思维。

（三）有助于课堂教学效果的增强

首先，思维导图的应用有助于促进师生间的互动。在课堂上教师可以引导学生共同制作思维导图，比如在讲解生物进化历程时，教师先画出框架，然后让学生分组讨论并添加内容，这样的方式能活跃课堂气氛，同时也便于教师根据学生的参与情况和讨论结果来调整教学策略。其次，在教学评价方面，思维导图可成为有效的教学评价工具。教师通过查看学生制作的思维导图，能够清晰地了解学生对知识的掌握程度、知识结构的完整性，以及思维的逻辑性，进而可以有针对性地对学生进行辅导，增强教学效果。

二、 研究内容概述

（一）思维是人的重要认知心理过程

思维能力培养是教学目标的重要内容之一，是多种认知能力的重中之重。随着人们对计算机研究的深入，深度学习理念应运而生。思维导图法就是这个理念的具体应用，如今，在各个领域已经全面推广，包括在课堂教学当中，通过整合大量脑图式模块化信息，揭示模块之间的内在逻辑关系，经过抽象概括，形成概念系统，从而指导课堂教学。这有助于改进教学设计与教学方法，提高教学效率。

（二）教学目标分析

首先，基于“光合作用和呼吸作用原理的应用”一节内容抽象、学生认知经验不足，尤其是验证实验支撑不足等情况，教师需要运用深度学习理念，进行教学设计。其次，分析《义务教育生物学课程标准（2022年版）》（以下简称《课标》）提出的学科核心素养中科学思维和科学探究两个方面；从关键能力上看，涉及观察与提问、方案设计与实施、结果分析与表达、类比归纳和批判性思维等。《课标》总体要求既要说出具体的应用实例，也要在探究中习得能力，认同生物学科知识在生产实践中的意义与价值。

（三）教学内容分析

本节涉及《课标》主题四的相关内容，介绍了两个原理在生产与生活中的应用。绿色植物在生态系统中扮演着重要角色，光合作用和呼吸作用是绿色植物的两个重要的生命活动，是全章内容的延伸，具体介绍了以下内容：①光合作用原理在生产实践中的应用。②呼吸作用原理在生产实践中的应用。安排了“讨论温室中二氧化碳浓度的调控”活动，引导学生分析环境因素对这两个生命活动的影响，从而理解原理应用的策略，形成更加完整的概念系统。

在本节前面内容中，学生已经对光合作用和呼吸作用的概念有了以下认识：①对光合作用的认知。定义：光合作用是指绿色植物利用光能，把二氧化碳和水转化成贮存了能量的有机物，同时释放出氧气的过程。光合作用的场所是叶绿体。环境条件对光合作用影响极大，其中影响最大的三因素是光照、温度和二氧化碳浓度。另外，水分对光合作用的影响，在第三章第三节略有提及，即“水分参与植物体的各项生命活动”。但学生对三种因素的不同作用及其关联性认知仍不足。此外，由于缺乏化学知识的支撑，教材并没有对光合作用的实质进行概括，仅以较为抽象的公式呈现出来，学生难以理解原理应用的意义与价值。②对呼吸作用原理的认知。植物细胞的呼吸作用是指细胞内的部分有机物在有氧或无氧条件下，分解成二氧化碳和水或酒精等，并释放出能量的过程。一般情况下，进行有氧呼吸，但部分组织细胞在无氧条件下也能进行呼吸，如成熟的苹果、马铃薯的块茎通过无氧呼吸而减轻质量或防止腐烂。呼吸作用同样受到外界环境因素的影响，其中与湿度、温度以及空气成分的关系最密切。本节内容同样未对其实质进行小结。教材以暗线手法将二者之间的关联隐藏于多节教学内容中。

（四）学情分析

七年级学生依旧以形象思维为主导，抽象思维开始加速发展，想象力较强，批判能力日渐提高。教学实践表明，学生间从小学高年级阶段已经产生了思维分化现象。初中阶段，分化进一步加剧，给本节教学带来一定难度。同时历年测评中，与这节相关试题错误率较高。这些都要求教师不断探索新的方法途径。

（五）教师准备

依据上述问题，教师应将思维导图法运用到教学中，结合脑科学的深度学习原理，引导学生回忆光合作用、呼吸作用的原理（图1）。具备了教学设计的蓝图，再运用小组合作探究形式，突破教学的重难点，以思维方法为轴线，避免机械记忆，促进学生理解识记，这样，既能发挥学生群体的自育功能，又能提高教学质量。同时，通过整理课本的“自我评价”和其他补充习题，分门别类地进行分层练习、分类指导，实现课堂精讲精练的要求。

三、 在教学过程中的应用

（一）挖掘教材内容的内在逻辑

本节课在整个章节中处于概念系统的末端，主要负责将学生的概念认知延伸到实际应用部分。因此，在教学过程中，首先要复习前面的知识，特别是关于光合作用与呼吸作用的定义和实质的理解，这样才能为后续的应用拓展打下基础。教材围绕“讨论温室中二氧化碳浓度的调控”这一实例展开，使学生能够综合运用所学知识，在讨论和交流中从多个角度思考问题，深化对光合作用和呼吸作用这两个概念的理解。

（二）以思维训练为导向开展教学双边活动

1. 基于观察与质疑开启思维活动

当个体产生了不同疑惑，想要了解某些问题时，思维就活跃起来。课堂上创设发现问题的情境是引导学生积极思考的好办法，利用生活常识，采用启发性的问题，能调动学生积极性。以导课设计为例。

教师可以引入人类命运共同体中包含的生态命运共同体理念，融入“科技扶贫”“生态农业”“智慧农业”等时事热点话题，引导学生思考“如何利用所学知识，将来解决什么问题，作出哪些贡献”，当然，也可以使用传统的问题串的形式，而前者更好地注入了情感态度价值观。

2. 依托关键词打通思维导图构建经络

在教学中，关键词的掌握对激发学生有效的思维方向和过程至关重要。关键词就像是人脑中网状折叠或循环反馈的神经通路的基础素材，它有助于学生快速抓住概念核心，形成系统化的认知结构。只有在全面掌握教材中的关键概念之后，学生才能够有条不紊地展开深入地思考和分析。教师在指导学生阅读教材时，引导其识别并提炼出这些关键词是构建思维导图的关键步骤之一。基于之前的教学，学生已经具备了一定的技能，能够识别和运用这些关键词。因此，教师可以适当扩充教学内容，通过引导学生更加深入地思考关键词之间的联系，帮助他们在思维导图中构建出更加复杂和有条理的认知框架。这种方式不仅提升了学生对教材内容的理解，还强化了他们独立思考和解决问题的能力。

3. 构建思维导图

教学情境要求：运用多媒体展示下列图片。教师用字母和数字代替关键词进行板书。如图2所示，涉及了光合作用与呼吸作用的简写公式（A—二氧化碳，B—水，C—有机物，D—氧气，e′—化学能，e—光，f—叶绿体，g—活细胞）。

形象思维相较于文字陈述更能激发学生的兴趣。图2所链接的内容组成了问题串，为学生提供了必要素材和思考方向。

4. 探究情境

利用当前的新兴科技——无人售货超市和中国地标植物——花牛苹果创设以下情境：在一个无人售货超市中，没有售货员来向你介绍产品也无法试吃，你是花牛苹果的供货商，如何设计花牛苹果的名片，使得顾客看过这些关键词就能了解花牛苹果具有肉质细、致密、多汁、松脆，口感品质俱佳等特点。教师可以引导学生划定阅读内容（光合作用原理在生产实践中的应用），依托活动，自主学习，提取关键词，尝试解读花牛苹果的栽培方法的科学依据，完成思维导图中的部分疑问点的阐释。

在这个环节，教师创设了情境，没有直接举例说明光合作用原理的，而是把课堂交还给学生，让学生在活动中充分展示交流。学生通过阅读，提炼关键词，积极思考，提升了能力。

紧接着，引导学生尝试自主设计花牛苹果品牌的名片。要求根据自己的理解用科学的语句描述出如何利用光合作用的原理进行水果的增产增值，总结出影响光合作用产能的内外在因素。激发了兴趣，培养了其思维逻辑性。

本节课更大的难度在于，综合分析环境因素同时对两项生命活动的影响，从而全面看待多种应用技术并存现象。这部分内容的综合性和抽象性更强，学生理解起来难度也会更大。基于前一环节，学生已经能将光合作用的原理运用于实际中。教师进一步创设情境，再次将课堂还给学生。学生通过小组合作探究，“打造”出自主品牌或种植项目，展示团队在种植、仓储、运输过程中的奇思妙想。考虑七年级学生思维水平和知识储备情况，在讨论前先给出一个简例：某地采用温室、塑料大棚栽培哈密瓜，如何保证其含糖量超过新疆哈密瓜。除了采取增加昼夜温差，延长光照时间，改善光照质量，还有哪些办法？促使学生发散思维，对学生的思维广度与深度有了更高的要求，也给予学生展示特长的机会。

在课堂中，学生有许多新奇的想法，兴奋地选择自己种植的蔬果、盆栽，从材料选择上的不受限制，激活了气氛，点燃了思维，争相陈述各自的创意，多方位呈现了在增产增收、仓储、运输、节约资源、降低能耗等方面的思考，全面阐释了光合作用与呼吸作用之间的联系，构建出包括定义、实质、内外在条件以及相关应用举例等内容的较为完善的思维导图。

5. 精选习题，分层施测

学生通过自主讨论、观察、思考、练习、表达与交流，发挥了主体作用，练习速度和正确率都比较高，反映出学生在本节课的学习中通过思维训练对知识有了系统化认知。

四、 结论

在初中生物课堂中运用思维导图教学法，对教师和学生都是一种很大的挑战。它要求教师学会深度学习，用于组织教学过程；认真备课，深入钻研教材，仔细设计练习，融会贯通，才能巧妙设疑，言简意赅地主导课堂。需要慎重选择教学方法，因材施教，循序渐进，逐步激发学生的兴趣，训练学生的思维，高效地达成教学目标。在教学过程中不可忽略学生的合作方法与实效，利用学生的元认知，互帮互学，培养学生的自学能力、阅读能力、获取信息和处理信息的能力，主动建构知识框架。

参考文献：

［1］姚玉玲.浅谈初中生物课堂教学中的阅读方法［J］.教育艺术，2024（2）：80.

［2］钟学富.“双减”背景下初中生物高效课堂的构建探讨［J］.成才之路，2024（3）：125-128.

［3］肖小军.初中生物有效性课堂的构建策略［J］.第二课堂（D），2023（12）：62.