联想思维在高中生物教学中合理运用的实证研究_联想论文

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      高中生物学科是一门比较抽象的基础科学。很多内容涉及微观世界，内容抽象、难懂，同时生物学科涉及的知识量多，学生要么记不住知识，要么混淆知识，难以理解。现行的《普通高中生物课程标准（实验）》（以下简称《高中生物新课标》）又要求培养学生的创造性思维能力、发散性思维能力，提高学生的求异思维能力。为此，笔者在高中生物教学中，开展运用联想思维法诱导学生从已有的知识、经验联想到与之有关的新的知识，激发学习兴趣，提高学习效率的实证研究。

      一、联想思维的内涵

      联想思维是指利用识记对象与客观现实的联系、已知与未知的联系、材料内部各部分之间的联系来记忆的方法。美国著名的记忆术专家哈利·洛雷因说：“记忆的基本法则是把新的信息联想于已知事物”。联想思维能充分利用右脑想象的功能，展开创造性思维，把头脑中那些被人认为毫无关联的情报信息联结起来，它可以使人们的思维更加开阔，使建立神经联系的脑细胞产生兴奋，并在大脑皮层留下清晰的印迹。思维中的联想越活跃，经验的联系就越牢固。为此，记忆的一种主要机能就是在有关经验中建立联系。而联想是由于两个或几个刺激同时或连续地发生作用而产生了暂时的神经联系。因而，联想是一种基本思维形式，也是记忆的一种方法。[1]

      二、化抽象知识为具体形象，联想结网构建知能结构

      在高中生物知识中，由于微观世界的分子活动很抽象，对分子的具体运动很难想象，造成学生在学习过程中存在一定难度。所以教师在上课时，要注意避免照本宣读或以抽象语言讲解抽象概念。教师必须努力把抽象的概念具体化、形象化，而通过联想结网构建学生的知能结构，会使抽象的知识立体化、形象化，活化抽象知识，使学生感受到其中的趣味性，这样联想思维的应用必然就架起了抽象知识走向具体形象的桥梁。[2]

      具体形象在生物学习中有很大的作用，特别是在准确理解概念、规律，提高分析综合能力方面。低层次的具体形象是形成概念、理解规律的基础和前提。高层次的具体形象是分析、解决问题的必经之路，只有抽象出清晰又正确的生物情景（具象思维），才可能顺利构思出解决问题的方法。在具体情境的作用下，才能有效地激发学生联想，使其原有认知结构中的有关知识、经验及表象得以被唤起，从而利用有关知识与经验去“同化”或“顺应”当前学习到的新知识，达到对新知识的建构。化抽象知识为具体形象的模式有：从认识到实践的实验模式；由枯燥到生动的生活模式；化复杂为形象的问题模式和变无形为有形的多媒体模式。[3]

      （一）“蛋白质”的联想思维实证案例

      以《蛋白质》这块内容为例，由于氨基酸的结构较抽象，所以学生难学。氨基酸的结构通式、氨基酸的缩合方式，以及氨基酸数量、肽键数、肽链数和失水数之间的关系都是本节重点和难点。

      利用联想思维：

      ①将氨基酸的结构通式联想成一个简单的“人”型。（如下页图1）

      

      请一名学生走上讲台来，在他的头上戴着标有“—R”的纸帽，左右手分别套上标有“—COOH”和“—

”的纸套，纸套的另一面分别写上中文字“羧基”和“氨基”。通过教师的讲解和学生的表演配合，学生们会把人体的“心”联想到氨基酸的中央碳原子，整个“人”型联想到氨基酸的结构特点：一个中央碳原子上连接着一个氨基（—

）、一个羧基（—COOH）、一个H、一个R基团。不同学生的面孔不一样，自然想到不同氨基酸的R基团不同。

      ②将氨基酸的缩合方式联想成两人握手。（如图2）

      

      氨基酸通过缩合形成二肽，联想成两人通过握手建立友谊，缩合产物二肽联想成友谊的结晶，肽键联想成同学间的握手。一条肽链联想成许多个同学两手相握后，排成一排。

      ③氨基酸数量、肽键数、肽链数之间的关系（N个氨基酸联想成N个人）。（如图3）

      

      一条肽链中含有的肽键数联想成：N个同学两手相握后，排成一排，其间的N-1个握手。

      两条肽链中含有的肽键数联想成：N个同学两手相握后，排成两排，其间的N-2个握手。同样，M条肽链也可联想成M排学生。

      通过教师的指导和学生的表演相结合，得出公式：

      一条链：肽键个数=脱去的水分子数=N-1

      两条链：肽键个数=脱去的水分子数=N-2

      M条链：肽键个数=脱去的水分子数=N-M

      从图3还可看到，一排学生中首尾两端各有一只手独立，很容易联想到：一条肽链中至少有一个氨基和一个羧基；两条肽链中至少有两个氨基和两个羧基；依次类推，M条肽链中至少有M个氨基和M个羧基。

      ④肽链水解成氨基酸联想成：一排同学们分手解散。

      学生利用联想思维，结合简单动作表演，在学生握手同时挤出一大滴水，联想到形成肽链同时生成一分子水，更加增加了新奇、惊讶的味道，当他们下次遇到相关氨基酸知识时，就容易联想到上课时这些情景，因此对这部分知识记忆很深刻，不易忘记。

      （二）“减数分裂”的联想思维实证案例

      在《减数分裂》这块内容中，同源染色体及其联会的概念很抽象，为了加深学生的理解，笔者就教学生伸出自己两只手的食指，联想成这是一对同源染色体。一边示范一边解说：一只来自父方，另一只来自母方，大小、形状基本相同，联会时，只能是大拇指与大拇指走到一起，食指与食指走到一起，可不能乱配对。

      （三）“染色体组概念”的联想思维实证案例

      由于染色体组概念较抽象，一直是教学难点，为了使之形象化，笔者在上课时拿出8张扑克牌，分别是红桃A、红桃2、红桃3、红桃4，另四张是黑桃的相应4张牌。将这四对牌联想成果蝇4对同源染色体；把每对牌分开，联想成减数分裂时同源染色体分开；最后分成两大组，每组包含A、2、3、4四张不同的牌，联想成果蝇一个生殖细胞包含四条全部的非同源染色体，即一个染色体组。

      三、梳理辨析核心概念或主干知识，联想激发发散性思维

      生物学概念繁多，通过联想思维，可以避免发生学习中的负迁移，避免前面知识对后面知识的干扰，避免造成两种不同知识概念的混淆。这有助于澄清学生的思维，准确区分其差异之处，帮助学生提高记忆的速度和准确率，从而使下一步的教学能够顺利地进行。[4]

      发散思维是指大脑在思维时呈现的一种扩散状态的思维模式，它表现为思维视野广阔，思维呈现出多维发散状。如“一题多解”、“一事多写”、“一物多用”等方式。发散思维是创造性思维最主要的特点。

      发散型认知方式是指个体在解决问题过程中常表现出发散思维的特征，表现为个人的思维沿着许多不同的方向扩展，使观念发散到各个有关方面，最终产生多种可能的答案而不是唯一正确的答案，因而容易产生有创意的新颖观念。如立体思维、逆向思维、侧向思维、横向思维、多路思维、组合思维等。通过梳理辨析核心概念或主干知识，联想实证可以激发学生的发散性思维。

      （一）“DNA结构”的联想思维实证案例

      构成DNA的碱基有4种，分别是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）。在上新课时，学生对这四种碱基相对应的字母一时记不清，易产生混淆，这时，教师在上课时可通过谐音联想相应字母。腺嘌呤中的“腺”与“先”同音，联想到最“先”一个英文字母是“A”；鸟嘌呤中的鸟，联想到“鸽（ge）子”也是一种鸟，中文拼音第一个字母“G”；胞嘧啶联想到“细胞（Cell）”中的第一个字母“C”；胸腺嘧啶联想到“挺（ting）胸”中的第一个字母“T”。

      （二）“大脑皮层的功能”中的联想思维实证案例

      人的大脑皮层有四个语言中枢，它们是W区、S区、V区、H区，要想把以上四个简称和它们的功能快速一一对应，就要联想到字母所对应的单词。W区联想到“write”——写字，即书写性语言中枢；S区联想到“sport”——运动，即运动性语言中枢；H区联想到“hear”——听，即听觉性语言中枢；V区联想到“vision”——视觉，即视觉性语言中枢。

      （三）“基因突变和基因重组”的联想思维实证案例

      在基因突变和基因重组的意义中，基因突变产生新基因，而基因重组不产生新基因，只是形成新的基因型。学生弄不清这两种变异的意义，笔者就教学生联想成班级同学，班级有四十五名同学就联想成四十五种基因，基因突变产生新基因就如本班有新同学插入，班级点名册改变了，座位也改变了，这是一种根本的改变；基因重组产生新基因型，就如班级同学不变，只是每两周座位号重排了。

      四、化机械记忆为形象的联想思维，活化兴趣激活创造性思维

      兴趣是学习动机中最活跃的因素，因此，笔者在课堂教学中有意识地展开联想思维，尽可能避免机械记忆，使记忆变得新颖独特、鲜明生动，达到长期记忆的效果。在联想思维过程中，有时还可违背逻辑、超脱现实，让学生觉得有趣、搞笑，从而给他们留下深刻的印象。

      创造性思维是以感知、记忆、思考、联想、理解等能力为基础，以综合性、探索性和求新性为特征的高级心理活动，需要人们付出艰苦的脑力劳动。一项创造性思维成果往往要经过长期的探索、刻苦的钻研甚至多次的挫折方能取得，而创造性思维能力也要经过长期的知识积累、素质磨砺才能具备，至于创造性思维的过程，则离不开繁多的推理、想象、联想、直觉等思维活动。创造性思维具有新颖性，它贵在创新，或者在思路的选择上，或者在思考的技巧上，或者在思维的结论上，具有前无古人的独到之处，在前人、常人的基础上有新的见解、新的发现、新的突破，从而具有一定范围内的首创性、开拓性。创造性思维具有极大的灵活性。它无现成的思维方法、程序可循，人可以自由地海阔天空地发挥想象力。[5]化机械记忆为形象的联想思维，可以活化兴趣，激活创造性思维。

      （一）“遗传信息的表达”的联想思维实证案例

      在《遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成》这节中，遗传信息的表达是高中生物课程内容中微观和宏观联系的纽带，本节内容不仅抽象复杂而且涉及的物质种类也较多。教师在教学时，要注意这一过程中每一步骤所涉及的知识的内在联系，最好用一条主线将各方面内容贯穿起来。于是笔者在备课时把《基因的表达》联想成一个“秦始皇筑长城”的故事，不但把抽象微观的概念形象化，更激活了学生学习的兴趣。

      ①转录：是指遗传信息从DNA传递到RNA上的过程，结果是形成RNA，场所在细胞核中。

      利用联想思维，下面列举教材中概念与联想后的名称作一一对应：

      细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，联想成秦朝王宫，是国家政权中心。

      DNA主要分布在细胞核中，是细胞遗传物质，控制生物性状，联想成王宫里的国王秦始皇，掌握国家大权。

      DNA中携带的遗传信息，联想成秦始皇旨意，要求到河北省筑长城，并亲自设计长城蓝图。

      mRNA联想成钦差大臣。DNA把遗传信息传递到mRNA，联想成秦始皇把要求筑长城的圣旨交给钦差大臣。

      转录过程就可联想成：在王宫里，秦始皇写下要求筑长城的圣旨，亲自设计蓝图，交给钦差大臣。

      ②翻译：mRNA合成后，通过核孔进入细胞质中，游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程。

      利用联想思维：

      核孔联想成王宫城门；细胞质联想成河北省；核糖体联想成山海关。

      mRNA从核孔出来到达细胞质的核糖体，联想成钦差大臣走出王宫城门，来到河北省山海关。

      不同氨基酸联想成形状不同的砖块；转运RNA联想成万喜良等一批搬运工；每种转运RNA只能识别1种氨基酸，联想成每个搬运工只能运载一种形状的砖块。转运RNA的一端有3个碱基，专一地与mRNA上3个碱基配对，联想成：万喜良等一批搬运工，他们头上都戴着标有三个不同字母的帽子，专一地与钦差大臣拿过来的蓝图要求一致。

      转录产物蛋白质联想成筑好的长城。

      翻译过程就可联想成：钦差大臣带着秦始皇的蓝图，走出王宫城门后，来到河北省山海关脚下。要求万喜良等搬运工把各自所搬的砖块按照蓝图放在相应位置，最后筑成了长城。

      （二）“肺炎双球菌的转化实验”的联想思维实证案例

      又如，在《肺炎双球菌的转化实验》中，有两种肺炎双球菌，分别是R型（无毒性）和S型（有毒性）。虽然从两种细菌的结构特点能推出它们的毒性有无，但上新课时，笔者跟学生说，人被侵入R型菌后“啊啊啊”还会叫的，于是此菌无毒，从“R”联想到“啊啊”叫；人被侵入S型菌后会“死”的，因为“S”联想到“死”。在讲述时结合怪诞声音，学生哄堂大笑，因为搞笑，所以才记忆深刻。

      可以看出，以上各种联想无不是让新知识尽量与已有经验建立各种各样的联系，从而达到更好地识记，这样，即使新的知识忘记了，由于记住了印象深刻的已有经验或情景，通过联想也能回忆起来。而且思维中的联想越活跃，经验的联系就越牢固。[6]在生物课堂中，经常地形成联想和运用联想，能增强长期记忆的效果；经常利用联想思维，能将抽象的知识形象化，让难点知识深入浅出、通俗易懂，既可以使学生学习轻松惬意，又能激发学生学习兴趣，同时也有利于培养《高中生物新课标》要求的具有创造性思维能力的人才。

      当然，对于联想思维，必须说服自己去接受它，并积极地加以运用。联想实际上是找内在联系，这个关系不一定是客观的，可以夸张变幻、超脱现实，但一定要是合适的，或者只有自己认为是合适的，任意地去进行有趣地联想臆造，只要能达到记住的目的就可以了，因为将来只要自己能靠这个回忆起来就行！

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