思维导图融入科学教学的意义和方式探究
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作者:李兵
摘 要：思维导图是表达发散性思维的有效图形思维工具，在科学课程教学中应用思维导图，可以帮助学生构建知识体系，提升学生学习效率，拓宽学生知识广度，锻炼学生发散思维，培养学生创新能力。文章对思维导图融入科学课程教学的意义与策略进行探讨。
关键词：思维导图;科学教学;思维模式;探究活动
中图分类号：G623.6 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2019）30-0093-02
思维导图作为一种新的思维模式，可以为科学教学中概念建构等提供可供操作模式，将复杂问题简单化，更好地开展科学探究。思维导图在科学教学中的运用，体现了课程的文化理念，转变了教师的教育教学理念，拓宽了学生的学习空间，转变了学生的学习方式，促进了学生的思维发展。本文探讨思维导图融入科学课程教学的意义与策略。
一、思维导图融入科学教学的意义
当前科学教学普遍存在“活动有余，思维不足”的问题，探究活动热闹之余，经常发现学生面对杂乱众多的客观信息，只注重表面现象而忽视其内在的思维联系。教师往往只关注探究活动后结论的得出，只注意引导学生“做中学、玩中学”，而没有关注探究活动的实质和学生的思维发展，导致学生对所学的单元概念，课上懵懂，课下遗忘，单元知识体系混乱。《义务教育小学科学课程标准》强调培养学生科学素养，发展学生思维能力。在科学教学中，要让学生动手做一做、看一看，更要运用切实可行的方法来发展学生思维，促进有效思考，培养思辨能力，在学生思维体系里建立一个完整的知识框架。思维导图是一个简单、高效、形象化的思维工具，由一个中心词不断地向四周扩展和延伸，可以大大降低语言通道认知负荷，加速思维发生。将思维导图引入科学教学，图文并茂，符合学生年龄特点，可以帮助学生从繁杂的信息中迅速找出重点，发现联系，看清本质，疏畅思路，让学生更容易掌握科学知识结构，理解抽象概念，提高逻辑思维能力，有效改变科学教学中“活动有余，思维不足”的现象。
二、思维导图融入科学教学的方式
1.运用思维导图指导学生整理信息，有效建构概念
教师应引导学生应用思维导图，逐步将探究活动中的观察结果、思维过程等进行整理，帮助学生记录和加工信息、整理思维、构建概念。
在低年级“观察水果”的教学中，基于低年级学生的年龄特点，教师在设计观察活动时循序渐进，让学生运用看、闻、摸等方法先比较两种水果的相同点，继而比较不同点，引导学生将生活概念逐步转变成科学概念，即不同的水果在很多方面存在相同和不同，最后给更多的水果分类。在交流汇报环节，教师利用思维导图引导学生对观察结果进行分析总结，建构新知概念。如通过呈现两种水果图片，教师板书关键词如颜色、形状等，作为思维导图的雏形，帮助学生梳理出不同水果的相同点，紧接着让学生寻找两种水果的不同点，将之前初步形成的思维导图进行丰富和完善。在这个共同构建完善导图的过程中，学生思维前所未有地活跃，建构思维导图后，学生再进行分类就轻而易举了。
在中年级“果实和种子”的教学中，教师利用思维导图进行科学学习前概念的调查，发现三年级学生初步知道果实和种子，但并不明确果实的特征，对果实的认识是片面的，甚至有一些是错误的。因此，本课重点是帮助学生建构正确的科学概念：果实由果皮和种子组成。教师引导学生从公认的果实——梨和苹果入手，自主探究果实结构。学生通过横切或纵切苹果和梨，对比观察、记录归纳出果实由果皮和种子组成，再根据果实成熟时果皮的特点总结出果实可以分为干果和肉果。在课堂总结环节，教师以“果实”为核心词，并提供一定数目且随机排列的概念关键词，如果皮、种子、干果等，让学生自主选择并使用这些概念关键词，绘制、完善思维导图，梳理有关果实的科学概念。
思维导图这一图形思维工具，可以帮助学生可视化地梳理知识，整理思维，有效建构概念，提高课堂教学实效。在利用思维导图建构概念时，教师要根据学生年龄层次及学习活动内容等的不同，循序渐进地进行。
2.运用思维导图帮助学生体验探究过程，促进探究有序开展
例如，“声音的产生”一课的教学目标是：知道摩擦、弹拨、敲击、吹气可以使物体产生振动而发出声音。教材设计了三个活动：（1）弹拨钢尺或橡皮筋，直接观察感受振动。（2）击鼓看到绿豆跳动、吹瓶看到盐跳动，借助其他物体将物体的振动可视化。（3）敲击钹迅速使它停止振动，反证法实验。教师应通过三个探究活动，引导学生运用间接观察法和归纳法发现物体发声的共同规律。以往本课的探究过程是：提出问题→做出假设→设计实验→记录现象→得出结论，学生要回答三个问题，进行三个层次的探究活动，完成三张不同实验现象的记录单。由于不同小组間学生分工合作及个人能力的不同，完成每个探究活动也有快有慢，学生思维过程必然断断续续、不连贯。基于以上问题，教师可以利用思维导图组织科学探究过程，以大问题框架为主线，引领学生展开思维，并建构思考支架，按计划开展连续性探究活动。具体实施过程：通过创设情境构建问题导图框架：声音是如何产生的→沿着问题框架，利用典型材料，开展三个不同层次的活动，探究声音产生的原因→在思维导图上记录探究现象→完善思维导图，形成概念建构。
教师简化多个问题、多个探究活动，利用思维导图把一节课要探究的问题清晰地展现出来，形成可视化的问题框架，有效促进了探究的有序开展及概念的建构。
3.运用思维导图组织学生开展课外探究，巩固概念知识
课外科学探究可以让学生进一步巩固概念知识，调动他们科学学习的积极性。教师应从学生实际情况出发，选择他们感兴趣的方式。利用思维导图设计课外探究活动，主题明确，步骤简洁，形式丰富。学生在绘制思维导图过程中，动手动脑，大胆想象，有利于巩固单元知识，促进思维发展。例如，在“认识矿物的性质”一课的教学后，教师可以引导学生应用课堂上所学的观察矿物的方法，进行其他矿物的观察活动，并利用思维导图记录各种矿物的特点，更全面地认识矿物。
三、思维导图融入科学教学的思考
1.转变教师教学理念
教师利用思维导图形象性的特点，可以引导学生发散思维，扩大研究主题。因此，在科学教学中应用思维导图时，教师要关注学生的思维发展，要具备机智的课堂调控能力，更要对研究的问题有充足的知识储备，转变教学理念，真正成为学生探究活动中的引领者、帮助者。
2.转变学生学习方式
随着学生探究活动的不断展开，学生的认识和体验也不断深化。在这个过程中，教师应让学生根据问题的出现、解决而绘制、调整思维导图，将被动学习转变为主动学习，使探究活动随之不断深入、完善。
3.拓展学生学习空间
教师应利用思维导图，以一个主题为核心呈现多方面的相互关联，拓展学生学习空间，使学习内容从单一的教材扩展到丰富的生活空间，拓宽学生视野，促使学生的思维走向深入，培养学生的创新意识。
综上所述，思维导图在科学教学中的运用，可以让学生积极主动地参与到探究活动中，基于实验现象的个性化记录，展示思维过程，更好地建构科学概念，从而提高科学教学效率，培养学生良好的思考习惯。
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