巧用“思维导图”方式做实验提高学生生物科学素养

思维导图就是把生物学知识组织成一个个的大小不同的系统,这样有利于学生的记忆、理解、运用。学生运用思维导图分析、比较生物科学事实和科学研究过程,概括出概念、原理和规律的实质,分析出生物学知识的内在联系,并通过加工、整理、贮存等信息处理的方法,把他们整合到一张思维导图上,这样一张张的思维导图会形成各层次的知识结构系统。而思维导图的教学策略的运用,就是要教给学生一种学习方法,就是在一幅幅思维导图内写出生物学概念、原理和规律的形成过程和实质。图1就是思维导图的一个实例。

一、实现思维导图的手段

制作思维导图的工具也极其简单,它只需要一张纸和几支彩笔就可以了。思维导图(图1)有―个中心概念,并由此中心概念向外发散出2～8个跟它相关的知识要点,即形成―个个分支,在每一分支上都写上不同概念的关键词或短句。然后再由每一分支的要点向外发散出2～8个相关的知识要点,以此类推,形成―个树状的结构图,图可以用不同的色彩、图像来表示,即把所学到的生物学信息组织在这样连结而成的图形上,从而建立起自已的知识树状突,这种知识之间关系的树状图就是思维导图。

二、思维导图在“探究鼠妇选择生活环境的行为”实验中的应用

(一)实验目标

利用思维导图方式学生自行设计实验,激发其探究知识的兴趣,培养学生的科学的实验态度和方法;通过对实验结果的分析归纳,了解鼠妇选择生活环境的行为;培养学生的团结合作、协调配合、共同研究的团队精神;培养学生实践动手能力、分析推理和判断能力。

(二)材料用具

在此(图2)让学生采用思维导图方式简单罗列所需要的材料用具,为做好实验提前准备用品。这些实验器材让学生在实验室提前准备。

(三)实验设计过程

采用小组合作对照来完成实验操作,以小组(4～5人)为单位布置学生设计提交实验方案。怎样操作才算合作学习呢?我认为:一是让学生对实验的总体设计形成小组共识,每一个学生都要把握实验的全局;二是细密分工每一个学生都有自己的任务;三是在第一次实验完成之后,要进行二次分工、三次分工交换实验,让学生多次侧面尝试;四是对于完成自己的任务有困难的学生,其他同学要给予帮助。

下面的实验方案设计包括教师引导学生发现问题、学生研究性学习过程、实验结论预期三个方面。

1.鼠妇是否喜欢光亮的环境

图3是第1、第2小组对照的实验过程,通过时间观察分析、记录得出结论,采用思维导图陈列呈现。圈3鼠妇是否喜欢光亮的环境第1、第2小组对照的实验过程两组同学在观察10个鼠妇在黑纸板和玻璃板下,随时间的不同而记录的个数,表1是两组的整合表。

2.鼠妇是否喜欢干燥的环境

图4是第3、第4小组对照的实验过程,在干湿土环境下通过时间观察分析、记录得出结论,采用思维导图陈列呈现。

第3、第4小组同学在观察10个鼠妇在盒子内湿土和干土下,随时间的不同而记录的个数,表2是两组的整合表。

3.鼠妇是否喜欢冰凉的环境

图5是第5、第6小组对照的实验过程,学生让鼠妇在湿土和冰冻过的湿土(5℃左右)环境下通过时间观察分析、记录得出结论,采用思维导图陈列呈现。

第5、第6小组同学在观察10个鼠妇在盒子内湿土和冰冻过的湿土(5℃左右)下,随时间的不同而记录的个数,表3是两组的整合表。

(四)教师引导学生小结

在做好实验之后,引导学生阐述实验得出的结论。每组学生都积极发言,在此过程中他们真正是学习的主人。

虽然提高学生生物科学素养的教学途径很多,但实验探究学习是最好的教学策略方式之一,它可以让学生掌握生物学基础知识,发展学生的科研能力,培养学生良好的科学态度和科学品质。学生通过亲身经历科学实验过程,获取实践经验,消除自身与科学研究的距离感。此外,学生还必须对实验过程所见到的现象进行合理的解释,这就要求学生在实验过程中仔细观察、详细记录、科学分析,以促使他们的综合素质得以提高。