羊垂功

思維地圖是基于語義學和認知心理學基礎(chǔ)上幫助學習者學習的一種語言工具。研究表明在知識的學習過程中，使用圖像會使學習者對所學內(nèi)容的印象更深刻，知識的記憶更牢固。思維地圖正是以圖像的形式對知識信息進行組織和建構(gòu)，以強化學習者對所學內(nèi)容的理解和記憶，進而達到提高學習者學習效率的目的。

1 思維地圖的類型

思維地圖是學習者用來進行建構(gòu)知識、培養(yǎng)發(fā)散思維和提高學習效率的一種可圖視化工具。根據(jù)在思考時的八種基本思維過程，思維地圖主要分為八種類型：圓圈圖、起泡圖、雙起泡圖、樹型圖、括號圖、流程圖、復流程圖和橋型圖（表1）。

2 思維地圖應(yīng)用的理論基礎(chǔ)

2.1 知識分類理論

認知心理學與當代信息加工心理學理論認為，知識可以分為陳述性知識、程序性知識和策略性知識。不同類型知識具有不同特點，決定了學習者學習不同知識時涉及到的具體方法不盡相同，也決定了思維地圖在不同生物學知識類型中所起的作用也不盡相同。例如，思維地圖中的圓圈圖、起泡圖主要用來描述事物，表達概念和說明事物的特點，它們可以加強學生對陳述性知識的理解；樹形圖、括號圖和流程圖有利于學生對程序性知識的理解和轉(zhuǎn)化；雙起泡圖、復流程圖和橋型圖有利于促進學生對策略性知識的理解和運用。

2.2 信息加工理論

信息加工學理論認為，人類學習過程是信息不斷獲得、加工和重整的過程，其中工作記憶是信息加工過程一個非常重要的環(huán)節(jié)。工作記憶對信息的貯存時間一般只有30 s左右，容量只有5～9個信息模塊。因為工作記憶的容量有限，不利于信息的長時記憶，所以合理有效使用思維地圖，可將信息加工過程中一些零散的知識構(gòu)建成比較系統(tǒng)的知識組塊，進而形成知識網(wǎng)絡(luò)，降低記憶難度的同時，拓展了記憶的容量，最終有利于長時記憶的形成。

2.3 知識同化理論

同化學說理論認為，新知識與原有舊知識可以構(gòu)成三種關(guān)系，即原有觀念為上位，新知識為下位；原有觀念為下位，新知識為上位；原有觀念和新知識平行并列。新舊知識的三種關(guān)系導致了三種形式的學習，即下位學習、上位學習和并列結(jié)合學習。思維地圖中的樹型圖和括號圖通過呈現(xiàn)對知識的分類或整體與部分之間的關(guān)系有利于學習者實現(xiàn)上、下位知識的學習，而利用橋型圖對知識點進行類比和類推，能有效地實現(xiàn)并列結(jié)合學習。

3 思維地圖在生物教學中的應(yīng)用

3.1 使用圓圈圖優(yōu)化生物概念教學

生物概念是中學生物學科知識的基礎(chǔ)，是生物課程內(nèi)容的重要組成部分。通常，學生對生物概念的學習經(jīng)常出現(xiàn)以偏概全、主體界限不清的毛病。例如，對酶概念的學習，學生主要關(guān)注酶由活細胞產(chǎn)生、酶具有催化作用，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA這個方面，而忽略了其主體“有機物”這一概念的核心點。如果在概念的教學中使用思維地圖中的圓圈圖，就可以很好地克服這一現(xiàn)象。教師在圓圈中心寫下核心詞匯酶，在圓外寫下與此概念相關(guān)的所有信息（圖1），則學生對此概念的全面掌握即可迎刃而解。

3.2 使用雙起泡圖優(yōu)化細胞基本結(jié)構(gòu)教學

細胞基本結(jié)構(gòu)的教學是《必修1·分子與細胞》重要組成部分，隨著學習知識的深入和所學結(jié)構(gòu)的增多，對于相應(yīng)結(jié)構(gòu)的理解和記憶也逐漸成為學生學習生物的負擔。教師在授課過程中，如果恰當利用氣泡圖對細胞基本結(jié)構(gòu)的教學進行優(yōu)化，必將會加深學生對這一組塊知識的理解和記憶。例如講述細胞膜相關(guān)內(nèi)容時，可以繪制氣泡圖來降低記憶難度，拓寬記憶容量（圖2）。

3.3 使用雙氣泡圖優(yōu)化易混知識點的教學

中學生物學習中會遇到很多意義相近的知識點，它們既有共性又存在差異，學生學起來比較容易混淆。在具體教學中，如果教師利用思維地圖中的雙氣泡圖，把這些易混淆知識的相同點和不同點進行對比，既方便教師教學，又易于學生辨析。例如對于DNA和RNA的比較就可以用雙氣泡圖進行優(yōu)化（圖3）。

4 使用樹形圖優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)的教學

樹形圖的使用在優(yōu)化生物知識結(jié)構(gòu)教學中顯得尤其重要。生物學科的特點之一就是知識點比較零碎，每個知識點都會產(chǎn)生很多分支，如果巧妙繪制樹形圖，就會使生物知識結(jié)構(gòu)明顯，條理清晰，有利于學生對知識的掌握。例如在糖類教學中，教師可以繪制樹形圖進行教學（見圖4）。

5 利用括號圖優(yōu)化組成細胞化合物的教學

括號圖的使用在人教版普通高中課程標準實驗教科書中已開始使用。例如在《必修1·分子與細胞》中講解組成細胞的化合物時，教材就使用了括號圖（圖5）。

這種括號圖的使用在描述化合物的種類時顯得比較直觀、簡潔，便于學生對相關(guān)知識的理解和記憶。

3.6 使用流程圖優(yōu)化生物產(chǎn)品生產(chǎn)知識的教學

流程圖可以很方便、簡潔地說明事件發(fā)生的順序、過程和步驟。這在中學生物教學實踐中用來優(yōu)化生物工程、生物產(chǎn)品生產(chǎn)過程等方面獨具優(yōu)勢，流程圖已經(jīng)在人教版普通高中課程標準實驗教科書中開始使用。例如在《選修3·現(xiàn)代生物科技專題》“蛋白質(zhì)工程崛起”一節(jié)，在描述蛋白質(zhì)生產(chǎn)過程時，教材就使用了流程圖（圖6）。

3.7 使用復流程圖優(yōu)化實驗題的分析與推理

生物實驗題通常都要求學生依據(jù)不同實驗現(xiàn)象（結(jié)果）進行分析、推理。教師可以引導學生繪制復流程圖對實驗異常現(xiàn)象的出現(xiàn)進行分析總結(jié)。例如，2014年重慶生物高考卷第29題第（2）問：對于棉鈴異?，F(xiàn)象的發(fā)生，經(jīng)過分析，可將造成異?，F(xiàn)象的原因、分析結(jié)果及其推理過程繪制成復流程圖（圖7）。

3.8 使用橋型圖優(yōu)化知識類比的教學

類比是中學生物學習中不可或缺的內(nèi)容，用橋形圖優(yōu)化生物知識的類比教學，可以激發(fā)學生的思維，對類比的內(nèi)容進行淋漓盡致的表達。例如，對葡萄糖、脂肪和ATP的關(guān)系進行類比時可以繪制橋形圖進行優(yōu)化（圖8）。

總之，思維地圖的八種類型各有側(cè)重，在生物學科教學中，教師只有結(jié)合所講、所學知識的特點，繪制出適宜的可視化工具，選擇合適的表征方式，才能更好地表征知識，發(fā)揮其在教育教學中的功效，使學生從中獲取更多的信息，取得更好的學習效果。