Page 67 - 核心素养下中学生物大单元教学创新研究

核心素养下中学生物大单元教学创新研究

（二）现代图式理论

“图式”一词最早是由德国科学家康德提出来的，他认为图式是一种规则，使用一般
的方法来建构概念。皮亚杰则认为，图式是在相同或相似的环境中，主体对事物或环境的
一种高度概括或者迁移。大脑中储存的知识，并不是简单堆积，而是围绕某一个主题、某

一个中心系统，形成知识脉络，构成知识单元。图式理论认为，图式是主体认识事物的手段，
运用图式来处理外界的刺激，并把不同的刺激加以区分和概括，形成对客观世界的认识。
思维导图鼓励学生以图像的形式表达对关键词及中心词的理解，同时从中心词发出多

条分支，对相关的内容进行归纳概括，最后呈现出整体的知识结构和思维结构。思维导图
的绘制过程以及呈现方式，与图式理论的核心相辅相成。
（三）知识可视化理论

知识可视化理论，是在科学计算可视化、数据的可视化、信息的可视化的基础上发展
起来的一种理论，是建立在双重编码理论基础上的可视化。1986 年加拿大心理学家佩维

奥（Pavio）提出双重编码理论，该理论最重要的原则是：“同时以视觉形式和语言形式呈
现信息能够增强记忆和识别”。该理论认为语言的输入和输出直接由语言系统处理，同时
这些语言信息承担非语言对象、事件和行为的符号功能，任何表征理论都应该符合这个二

重性。知识可视化本质是将人们的知识、观点、态度和情感等以图形方式准确而高效的表
达出来，实现人与人之间的信息交流，促进知识在人群之间的传播。

思维导图基于知识可视化理论，但又超越了知识可视化理论。思维导图不仅仅是知识
点的罗列，更反映了学生在绘制过程中的思维走向和知识结构。心理学研究表明，思维导
图作为一种可视化的视觉工具，是发展学生思维能力最好的方法之一。
（四）脑科学基础

现代脑科学研究表明，人类大脑由约 1 万亿个脑细胞组成，期中负责思考的脑细胞（神
经元）就有约 1000 亿个。每个神经元都包含有一个巨大的电化复合体，以及功能强大的

数据传递处理系统。这些神经元都有相似的结构特征，都是从细胞的中央或者从细胞核向
四周发散出树状的结构，称为树突。其中有一根特别大且长的分支，叫做轴突，是信息的
出口，信息主要由此传递。每个神经元细胞里面都包含有一些化学物质，它们是人类思维

过程的主要信息携带者。
一个脑细胞的轴突会与另外一个细胞体的树突或细胞体相连接，形成突触小体（删去），

所有的神经元相互连接，形成一个复杂的神经网。思维导图的结构与神经元的结构极其相
似。同样是从一个中心主题开始，向外围延展出分支，从而形成一个复杂的网状知识体系。
因此，思维导图演示了大脑工作的基本模式，可以说它是大脑放射性思维的呈现方式。20

世纪 60 年代末，加利福尼亚教授罗杰 • 斯佩里研究表明，大脑把自身活动区域划分为左
脑和右脑。左右脑各司其职，又相互配合。左半脑主要负责词汇、逻辑、数字、分析、顺

序、列表和线性感，右半脑则不同，主要负责节奏、空间感、想象、色彩及维度。
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