摘" "要：高中生物學(xué)科引入思維可視化教學(xué)手段，能夠?qū)W(xué)生多種感官造成一定沖擊，教師要精選可視化展示形式，引導(dǎo)學(xué)生在可視化學(xué)習(xí)中順利進(jìn)入任務(wù)執(zhí)行環(huán)節(jié)，在創(chuàng)造性學(xué)習(xí)中提升學(xué)科綜合能力。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與呈現(xiàn)、思維導(dǎo)圖設(shè)計與整理、媒體工具選擇與使用、圖形視頻制作與觀摩等方式，都能夠創(chuàng)造更多思維可視化學(xué)習(xí)情境，教師合理設(shè)計可視化展示手段，助學(xué)效果顯著。

關(guān)鍵詞：高中生物；可視化；學(xué)習(xí)任務(wù)；設(shè)計策略

中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-010X（2023）20/23-0122-03

思維可視化技術(shù)在高中生物學(xué)教學(xué)中應(yīng)用廣泛，特別是在學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計時，教師可借助實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、思維導(dǎo)圖整理、媒體工具使用、圖形視頻制作等手段為學(xué)生執(zhí)行任務(wù)提供更多輔助，以調(diào)動學(xué)生學(xué)科思維，促使學(xué)生在創(chuàng)造性學(xué)習(xí)探索中形成學(xué)科認(rèn)知。教師合理設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)，利用任務(wù)進(jìn)行教學(xué)組織，可使學(xué)生明確思維方向，自覺進(jìn)入探索學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，梳理學(xué)科知識，理清學(xué)習(xí)脈絡(luò)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)。思維可視化屬于教學(xué)輔助設(shè)計手段，教師應(yīng)注意整合可視化教學(xué)技術(shù)，針對學(xué)習(xí)任務(wù)的實(shí)際情況進(jìn)行處理，以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，深度發(fā)掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力。

一、采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)時呈現(xiàn)過程現(xiàn)象

在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，教師可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察與研究，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效采集和分析，以為學(xué)習(xí)任務(wù)的執(zhí)行提供更多支持和佐證。學(xué)生在進(jìn)入學(xué)習(xí)任務(wù)執(zhí)行環(huán)節(jié)時，需要理論與數(shù)據(jù)材料的支持，教師可組織學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中展開數(shù)據(jù)采集活動。為提高數(shù)據(jù)的應(yīng)用率，教師要與學(xué)生進(jìn)行多重對話和交流，結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作過程展開數(shù)據(jù)搜集和整理，如在模擬實(shí)驗(yàn)的執(zhí)行和研究時，教師要做出具體地引導(dǎo)和組織，以確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的順利采集。

如教授人教版高中必修一“細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性”一節(jié)時，教師可設(shè)計實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)任務(wù)，要求學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)，集體展示實(shí)驗(yàn)過程，解讀實(shí)驗(yàn)原理，以形成實(shí)驗(yàn)認(rèn)知。學(xué)生根據(jù)教師指導(dǎo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，利用顯微鏡觀察細(xì)胞，并對這些細(xì)胞進(jìn)行分類判斷，歸結(jié)出細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性特點(diǎn)。在學(xué)生利用高倍顯微鏡觀察幾種細(xì)胞時，教師可利用媒體展示學(xué)習(xí)目標(biāo)、材料用具、方法步驟等內(nèi)容，并要求學(xué)生正確使用顯微鏡展開觀察操作，對觀察到的信息進(jìn)行直觀呈現(xiàn)，以調(diào)動學(xué)生實(shí)驗(yàn)思維。學(xué)生根據(jù)教師的指導(dǎo)自行選擇臨時裝片，調(diào)整顯微鏡，以繪圖形式繪制細(xì)胞圖案，直觀呈現(xiàn)觀察結(jié)果并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)解讀，教師提出一些評價標(biāo)準(zhǔn)，并針對性地評價學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)，學(xué)生主動積極進(jìn)行回饋。

教師現(xiàn)場指導(dǎo)學(xué)生展開顯微鏡觀察實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生組裝臨時裝片，調(diào)整顯微鏡焦距，并要求學(xué)生利用圖示方法展現(xiàn)觀察結(jié)果，這都屬于可視化教學(xué)范疇。學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)行動，在直觀學(xué)習(xí)體驗(yàn)中形成學(xué)科認(rèn)知。特別是在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集時，學(xué)生通過繪圖展示和解讀環(huán)節(jié)，在實(shí)驗(yàn)操作和結(jié)論歸結(jié)中完成認(rèn)知內(nèi)化目標(biāo)，形成學(xué)科思維。

二、整理思維導(dǎo)圖，梳理知識結(jié)構(gòu)

生物學(xué)科知識的梳理和歸結(jié)，對學(xué)生執(zhí)行學(xué)習(xí)任務(wù)有重要作用。教師需深度研究教學(xué)內(nèi)容，借助可視化手段展示學(xué)科知識信息，推出多種形式的思維導(dǎo)圖信息，將學(xué)習(xí)任務(wù)與思維導(dǎo)圖融合到一起，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)啟示，讓其在創(chuàng)造性探索學(xué)習(xí)中建立學(xué)科認(rèn)知，發(fā)展學(xué)科思維。學(xué)科知識豐富多元，學(xué)生易混淆很多不同的知識。知識思維導(dǎo)圖能夠?yàn)閷W(xué)生提供辨析學(xué)習(xí)的機(jī)會，促進(jìn)其學(xué)習(xí)任務(wù)的完成。

教師在設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)時，可引導(dǎo)學(xué)生制作思維導(dǎo)圖，或者利用思維導(dǎo)圖助力學(xué)習(xí)任務(wù)的達(dá)成。如教授“細(xì)胞中的元素和化合物”一節(jié)時，教師深度研究章節(jié)內(nèi)容，對細(xì)胞中的元素和化合物種類進(jìn)行梳理，形成知識結(jié)構(gòu)圖，然后設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)：“認(rèn)真觀察思維導(dǎo)圖信息，深入閱讀教材內(nèi)容，以結(jié)構(gòu)圖形式梳理本章節(jié)知識點(diǎn)，并進(jìn)行集體展評?！睂W(xué)生閱讀教材內(nèi)容，對涉及到的知識點(diǎn)進(jìn)行集中梳理和歸納，系統(tǒng)設(shè)計知識結(jié)構(gòu)圖，并積極參與集體交流活動。教師深入課堂之中，觀察學(xué)生知識點(diǎn)梳理情況，及時做出技術(shù)指導(dǎo)，以確保知識點(diǎn)梳理順利展開。最后，教師組織學(xué)生展示解讀知識點(diǎn)內(nèi)容，展開互動評價活動，以增強(qiáng)學(xué)生參與的主動性，豐富知識梳理成果。

思維導(dǎo)圖具有直觀性、體系性等特點(diǎn)。教師要有意識地利用思維導(dǎo)圖展開教學(xué)安排，組織學(xué)生展開觀察和閱讀活動，對本章節(jié)知識點(diǎn)進(jìn)行集體梳理和歸結(jié)。學(xué)生根據(jù)教師指導(dǎo)積極行動，知識點(diǎn)梳理順利，結(jié)構(gòu)圖設(shè)計完整，知識體系自然形成，學(xué)習(xí)效果顯著。在這個教學(xué)案例中，教師充分利用思維導(dǎo)圖信息布設(shè)學(xué)習(xí)任務(wù)，成功調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，使教與學(xué)相和諧。

三、使用媒體工具，直觀展現(xiàn)教學(xué)

圖形、音頻、視頻、動畫、特寫、模擬實(shí)驗(yàn)等媒體工具，都屬于思維可視化范疇，在教學(xué)中可直觀地展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。教師結(jié)合學(xué)習(xí)任務(wù)內(nèi)容實(shí)際，輔以適合的媒體展示手段，可使學(xué)生接受的學(xué)習(xí)任務(wù)更為直接，學(xué)習(xí)認(rèn)知更為豐富，為學(xué)生解決學(xué)習(xí)任務(wù)提供更多數(shù)據(jù)材料的支持。生物學(xué)本身帶有抽象性、專業(yè)性等特征，教師科學(xué)使用媒體手段進(jìn)行助學(xué)設(shè)計，可使學(xué)生順利進(jìn)入學(xué)習(xí)任務(wù)之中，在深入觀察和互動交流中達(dá)成學(xué)習(xí)共識，促使其學(xué)習(xí)任務(wù)的順利完成。

在媒體工具使用過程中，教師要做好教學(xué)分析，針對學(xué)習(xí)任務(wù)引入合適的媒體應(yīng)用方法，學(xué)生積極響應(yīng)教師設(shè)計，積極運(yùn)用媒體手段進(jìn)行輔助學(xué)習(xí)，確保學(xué)習(xí)任務(wù)執(zhí)行的達(dá)成度。在教授“蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者”一節(jié)時，教師設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)：首先針對概念解析，多媒體展示蛋白質(zhì)、氨基酸、結(jié)構(gòu)蛋白、催化、運(yùn)輸、信息傳遞等概念內(nèi)容，正確選擇相關(guān)內(nèi)容；然后圖示蛋白質(zhì)的功能，根據(jù)圖示展示情況列出表格，展示蛋白質(zhì)的功能實(shí)例；最后圖示幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)，要求學(xué)生結(jié)合圖示說說這些氨基酸的結(jié)構(gòu)有什么共同特點(diǎn)，氨基酸這一名詞與其他分子結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系。學(xué)生在教師引導(dǎo)下觀察這些圖示信息，結(jié)合教材內(nèi)容學(xué)習(xí)相關(guān)概念和原理，理清知識之間的聯(lián)系，構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)，逐漸形成學(xué)科認(rèn)知基礎(chǔ)。

教師可借助多媒體設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)，為學(xué)生提供更多觀察思考的機(jī)會。從學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)上看，教師可利用多媒體信息技術(shù)，將學(xué)生帶入特定學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，圍繞相關(guān)圖形、圖示展開深度研究和學(xué)習(xí)，以此活躍課堂學(xué)習(xí)氣氛。多媒體展示學(xué)科內(nèi)容的方式契合學(xué)生學(xué)習(xí)心理，教師科學(xué)選擇展示內(nèi)容，將學(xué)習(xí)任務(wù)融入其中，可充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

四、制作圖形視頻，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動力

學(xué)生對思維導(dǎo)圖、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等生物信息比較敏感，如果能夠親自制作知識圖形、學(xué)科視頻，其感知體驗(yàn)會更為深刻而豐富。因此，教師可有意識布設(shè)圖形、視頻制作學(xué)習(xí)任務(wù)。高中學(xué)生有比較獨(dú)立的思想，也具備制作媒體圖形和視頻的能力，教師設(shè)計圖形視頻制作學(xué)習(xí)任務(wù)時，可提出具體的學(xué)習(xí)要求，以調(diào)動學(xué)生主觀能動性，使學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。學(xué)科學(xué)習(xí)任務(wù)眾多，學(xué)生對不同學(xué)習(xí)任務(wù)有不同感知和反饋，教師應(yīng)深入研究學(xué)情，組織學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)活動。

如教授“細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能”一節(jié)時，教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材內(nèi)容，并提出學(xué)習(xí)任務(wù)：“克隆牛可以借助細(xì)胞復(fù)制進(jìn)行操作，能夠克隆出和母牛一模一樣的克隆牛，這說明什么？如何利用圖示的形式呈現(xiàn)克隆過程？”在學(xué)習(xí)任務(wù)初期時，教師可利用多媒體展示一些課外信息，給學(xué)生提供更多信息支持；在學(xué)生圖形設(shè)計環(huán)節(jié)時，教師需觀察學(xué)生操作，并及時作出對應(yīng)指導(dǎo)，以確保學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)的順利落實(shí)；在展示環(huán)節(jié)中，教師在學(xué)生積極展示自己的圖形設(shè)計方案并現(xiàn)場解讀圖形的內(nèi)涵和特點(diǎn)后，組織學(xué)生展開互動評價活動，肯定學(xué)生的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)。總之，圖形展示學(xué)習(xí)任務(wù)，能夠促進(jìn)學(xué)生深入閱讀相關(guān)素材信息，主動展開圖形設(shè)計，整合學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容，以更直觀的圖形形式展現(xiàn)學(xué)習(xí)成果，其學(xué)習(xí)熱情得以激發(fā)，學(xué)習(xí)效率得以提升。

在設(shè)計生物學(xué)科學(xué)習(xí)任務(wù)時，教師可借助可視化手段進(jìn)行輔助操作，幫助學(xué)生順利進(jìn)入到執(zhí)行環(huán)節(jié)，以提升學(xué)習(xí)任務(wù)執(zhí)行效率和品質(zhì)。教師要具體分析學(xué)習(xí)任務(wù)的屬性和特點(diǎn)，精心選配適合的可視化手段，確保學(xué)生順利進(jìn)入到學(xué)習(xí)任務(wù)之中，以促使思維可視化與學(xué)習(xí)任務(wù)相結(jié)合。生物實(shí)驗(yàn)、思維導(dǎo)圖、生物模型、多媒體應(yīng)用等，都屬于思維可視化輔助手段范疇，教師結(jié)合學(xué)習(xí)任務(wù)實(shí)際展開對應(yīng)設(shè)計，使學(xué)生回饋更為主動積極，任務(wù)完成率會更為突出。

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