楊曉嵐 楊洪升

摘要：將學(xué)科思維導(dǎo)圖引入課前復(fù)習(xí)，能夠幫助學(xué)生自主構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)體系；引入課堂，師生共同完善；引入課后，輔助解決綜合問(wèn)題.文章以“發(fā)酵工程專(zhuān)題”復(fù)習(xí)教學(xué)為例，將學(xué)科思維導(dǎo)圖引入至教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)和提升學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基本教學(xué)目標(biāo).

關(guān)鍵詞：學(xué)科思維導(dǎo)圖；發(fā)酵工程專(zhuān)題；高中生物

中圖分類(lèi)號(hào)：G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-0333（2023）33-0139-03

復(fù)習(xí)課具有涵蓋廣、節(jié)奏快的特點(diǎn)，內(nèi)容包含許多碎片化的知識(shí)點(diǎn).由于學(xué)生難以深入理解概念之間的關(guān)系，因此容易出現(xiàn)概念混淆，難以建立知識(shí)之間的聯(lián)系，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率逐漸下降.為此，需要注意復(fù)習(xí)課的教學(xué)方式，提高學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)之間關(guān)系的理解能力.通過(guò)使用學(xué)科思維導(dǎo)圖來(lái)輔助復(fù)習(xí)課教學(xué)，可以激發(fā)學(xué)生自主思考所學(xué)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，促進(jìn)對(duì)概念的深入理解和融會(huì)貫通.

1 學(xué)科思維導(dǎo)圖的含義

國(guó)內(nèi)研究者在原有的思維可視化工具的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良，并自主開(kāi)發(fā)了學(xué)科思維導(dǎo)圖，也被稱(chēng)為概念思維圖.該詞最早由楊蘭娟的碩士論文提出[1]，之后由劉濯源正式提出“學(xué)科思維導(dǎo)圖”[2].學(xué)科思維導(dǎo)圖可作為教師“教”的方式，將大概念以學(xué)科思維導(dǎo)圖的方式展現(xiàn)出來(lái)，使學(xué)生更能理解概念之間的“來(lái)龍去脈”.同時(shí)，學(xué)科思維導(dǎo)圖也可以作為學(xué)生“學(xué)”的方式，用于知識(shí)整理、筆記記錄和解題分析等方面.

2 學(xué)科思維導(dǎo)圖在高中生物學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 課前回顧教材，自主構(gòu)建知識(shí)框架

在進(jìn)行復(fù)習(xí)課教學(xué)之前，先讓學(xué)生對(duì)教材中的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行回顧和梳理，按照一定的邏輯將相關(guān)的重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行提煉，并且嘗試找到這些知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，用學(xué)科思維導(dǎo)圖的形式將這些內(nèi)容進(jìn)行記錄.對(duì)于不太熟悉的內(nèi)容可用不同的顏色提示自己，進(jìn)一步查找資料完善這一部分的知識(shí)框架；對(duì)于較為熟悉的內(nèi)容，可以進(jìn)行構(gòu)建大致的框架即可；對(duì)于一些比較抽象的內(nèi)容，可以選擇手繪簡(jiǎn)圖再配上簡(jiǎn)介明了的文字進(jìn)行記錄.

2.2 課上師生合作，共同完善知識(shí)體系

復(fù)習(xí)課上，教師根據(jù)學(xué)生課前構(gòu)建的學(xué)科思維導(dǎo)圖的完整性和科學(xué)性等情況，梳理本專(zhuān)題的框架結(jié)構(gòu)，針對(duì)學(xué)生還存在疑問(wèn)的重難點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)講解，對(duì)于學(xué)生忽略的小細(xì)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)充，根據(jù)需要可對(duì)某些內(nèi)容進(jìn)行拓展和深入，這樣既節(jié)省寶貴的課堂時(shí)間，又提高了教學(xué)的效率；而學(xué)生則一邊“動(dòng)腦”跟隨教師的步伐對(duì)專(zhuān)題的整體內(nèi)容進(jìn)行深入思考，對(duì)于重點(diǎn)難點(diǎn)的內(nèi)化吸收更充分，一邊“動(dòng)手”根據(jù)自己的情況對(duì)課前構(gòu)建的思維導(dǎo)圖進(jìn)行補(bǔ)充、完善和深入.

將學(xué)科思維導(dǎo)圖引入高中生物學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)，學(xué)生頭腦中已經(jīng)有了大致的知識(shí)框架，帶著問(wèn)題來(lái)聽(tīng)課，更容易跟上教師的節(jié)奏.并且學(xué)生在動(dòng)手記筆記之前會(huì)先動(dòng)腦思考某個(gè)知識(shí)點(diǎn)應(yīng)記錄在已有的思維導(dǎo)圖的哪個(gè)位置更合理？這個(gè)知識(shí)點(diǎn)應(yīng)怎么樣記錄才是簡(jiǎn)潔明了又全面深刻呢？這種師生合作的方式既能提高學(xué)生對(duì)筆記的吸收內(nèi)化能力，又能使課堂教學(xué)的效率達(dá)到一定保障.

2.3 課后遷移運(yùn)用，解決現(xiàn)實(shí)情景問(wèn)題課后創(chuàng)設(shè)現(xiàn)實(shí)情景問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用相關(guān)已有的學(xué)科思維導(dǎo)圖或者重新構(gòu)建更加切題的思維導(dǎo)圖來(lái)尋找解決問(wèn)題的方法.有時(shí)解題方案也可用思維導(dǎo)圖進(jìn)行表達(dá)，將不可見(jiàn)的思維進(jìn)行可視化的表達(dá)，更有利于找尋問(wèn)題與答案的邏輯關(guān)系，得到更加合理和全面的答案.

3 學(xué)科思維導(dǎo)圖在“發(fā)酵工程專(zhuān)題”復(fù)習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 回歸教材內(nèi)容，深化生命觀念

發(fā)酵工程專(zhuān)題的大部分內(nèi)容都集中在選擇性必修3的第1章，但在必修1“酶”和“細(xì)胞呼吸”的內(nèi)容中也有提及，涉及微生物的生活方式、培養(yǎng)、應(yīng)用等各個(gè)方面的知識(shí)，教師可在課前提出問(wèn)題串來(lái)引導(dǎo)學(xué)生：

（1）什么是發(fā)酵？傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和發(fā)酵工程分別是什么？

（2）從傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)到發(fā)酵工程經(jīng)歷了哪些過(guò)程？

（3）傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)涉及了哪些微生物？它們發(fā)酵的原理是什么？

（4）培養(yǎng)基如何配制？無(wú)菌技術(shù)如何操作？

（5）如何進(jìn)行純培養(yǎng)？如何進(jìn)行選擇培養(yǎng)？如何進(jìn)行微生物的計(jì)數(shù)？

（6）發(fā)酵工程有哪些基本環(huán)節(jié)？有哪些應(yīng)用？

學(xué)生通過(guò)系列問(wèn)題的引導(dǎo)有方向、有目的地閱讀教材后，能夠構(gòu)建出思維導(dǎo)圖的一級(jí)分支，并初步構(gòu)建知識(shí)框架體系如圖1所示，體會(huì)到自主學(xué)習(xí)獲取知識(shí)的樂(lè)趣.從結(jié)構(gòu)與功能觀來(lái)看，乳酸菌和酵母菌都能夠進(jìn)行無(wú)氧呼吸，但是產(chǎn)物卻不同，這是因?yàn)榻湍妇腿樗峋械拿赣兄煌目臻g結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了有著不同的催化功能.通過(guò)獨(dú)立的思考，學(xué)生逐漸將細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)生頭腦中的生命觀念更加完善和清晰.

3.2 對(duì)比分析資料，提升科學(xué)思維

在思考與分析問(wèn)題時(shí)，常常需要借助一些工具才能夠?qū)?wèn)題的條理分解開(kāi)來(lái)，表格和學(xué)科思維導(dǎo)圖都可以作為對(duì)比分類(lèi)等分析的有效工具.教師通過(guò)思維導(dǎo)圖和表格的形式比較泡菜、葡萄酒、啤酒、果醋、腐乳、醬油、青霉素等生產(chǎn)中發(fā)酵菌種、菌種來(lái)源、發(fā)酵原理、發(fā)酵條件、制作流程等方面的區(qū)別，對(duì)發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行分類(lèi).按發(fā)酵原料來(lái)分：可分為糖類(lèi)物質(zhì)發(fā)酵、石油發(fā)酵及廢水發(fā)酵等類(lèi)型；按發(fā)酵產(chǎn)物來(lái)分：可分為氨基酸發(fā)酵、有機(jī)酸發(fā)酵、抗生素發(fā)酵、酒精發(fā)酵、維生素發(fā)酵等；按發(fā)酵形式來(lái)區(qū)分，有固態(tài)發(fā)酵、深層液體發(fā)酵和半固體發(fā)酵三種；按發(fā)酵過(guò)程中對(duì)氧的不同需求來(lái)分，可分為厭氧發(fā)酵和通風(fēng)發(fā)酵兩大類(lèi)型，讓學(xué)生更好地掌握比較與分類(lèi)的方法，提升科學(xué)思維.

3.3 呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，助力科學(xué)探究

學(xué)科思維導(dǎo)圖可作為呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的載體，能夠在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)更加具有邏輯性和合理性，為

接下來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作厘清思路，為進(jìn)一步科學(xué)探究提供清晰的思路.為探究酵母菌發(fā)酵的最佳條件，學(xué)生小組進(jìn)行討論并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，發(fā)酵離不開(kāi)酶的催化，而酶活性受到溫度的影響，由此確定探究的第一個(gè)問(wèn)題是最適溫度.那么接下來(lái)便以溫度為自變量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：

第一步：取三個(gè)250 mL的燒杯，分別標(biāo)號(hào).

第二步：將已經(jīng)揉好的面團(tuán)（已加入適量酵母）分成等量的三份，分別放入三個(gè)燒杯，用保鮮膜封口，記錄此時(shí)面團(tuán)體積.

第三步：將三個(gè)燒杯分別放在4 ℃左右的冰箱保鮮層、16 ℃左右有暖氣的室內(nèi)、28 ℃左右的恒溫箱、40 ℃左右的恒溫箱內(nèi)3小時(shí)后，觀察并記錄面團(tuán)的體積大小.

第四步：肉眼觀察氣孔多少、手指按壓彈性大小、鼻嗅香味濃淡檢驗(yàn)面團(tuán)的發(fā)酵情況.

除了發(fā)酵溫度之外，還有酵母菌含量、發(fā)酵時(shí)間、面團(tuán)含水量等多個(gè)因素，接下來(lái)便以這些因素為自變量來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，最后制作出探究最適條件的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖.由小組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，記錄數(shù)據(jù)，分析結(jié)果，得出結(jié)論，并進(jìn)行反思和總結(jié)，最后派出小組代表進(jìn)行匯報(bào).教師針對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性、數(shù)據(jù)分析的嚴(yán)謹(jǐn)性以及實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性進(jìn)行評(píng)價(jià)和總結(jié)，學(xué)生再對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行合理修改，最終總結(jié)成實(shí)驗(yàn)報(bào)告.學(xué)科思維導(dǎo)圖的使用使學(xué)生對(duì)于探究過(guò)程更加的清晰，實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)更加有邏輯性和創(chuàng)新性，有利于扎實(shí)科學(xué)探究的基礎(chǔ)技能，掌控科學(xué)探究的各個(gè)環(huán)節(jié).

3.4 關(guān)心時(shí)事熱點(diǎn)，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任

學(xué)科思維導(dǎo)圖可以為學(xué)生分析熱點(diǎn)事件時(shí)提供更為發(fā)散性的思維，讓學(xué)生對(duì)事件有獨(dú)特的見(jiàn)解.發(fā)酵工業(yè)廣泛地運(yùn)用于醫(yī)藥、農(nóng)牧、食品行業(yè)，而食品安全是與生活息息相關(guān)但又常常被忽略的安全隱患.對(duì)此可提問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生：我們生活中有哪些常見(jiàn)的發(fā)酵工程產(chǎn)品？味精是如何通過(guò)發(fā)酵工程來(lái)生產(chǎn)的？味精真的致癌嗎？味精存在安全隱患嗎？我們應(yīng)如何使用味精更合理？有其他可替代的鮮味物質(zhì)嗎？網(wǎng)絡(luò)傳言真真假假，學(xué)生在拓展知識(shí)面的同時(shí)也要學(xué)會(huì)辨析真假，通過(guò)“味精致癌”這個(gè)話題將發(fā)酵工程應(yīng)用于食品安全問(wèn)題相結(jié)合，認(rèn)識(shí)到發(fā)酵工程并非遙不可及，

其所生產(chǎn)的食品、添加劑、藥品等早已“飛入尋常百姓家”，例如醬油、啤酒、味精、青霉素等等都是發(fā)酵工程大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品.引導(dǎo)學(xué)生辯證地看待大規(guī)模生產(chǎn)和小規(guī)模制作，同時(shí)關(guān)注食品安全問(wèn)題，持續(xù)提升對(duì)社會(huì)熱點(diǎn)信息的關(guān)注，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)和使命感.

參考文獻(xiàn)：

［1］ 楊蘭娟.概念思維圖在小學(xué)生元認(rèn)知中的應(yīng)用研究[D].南京：南京師范大學(xué)，2007.

［2］ 林書(shū)揚(yáng).為什么要給思維導(dǎo)圖“轉(zhuǎn)基因”：淺談“學(xué)科思維導(dǎo)圖”與“思維導(dǎo)圖”[J].中國(guó)信息技術(shù)教育，2015（18）：80-81.

［責(zé)任編輯：季春陽(yáng)］