思维导图：科学课堂中有效教学的思考与案例

陈宇祝

编者按：思维导图以图示的方式，生动形象地呈现了我们思考问题的过程。科学课堂的学习注重在各种实践活动中帮助学生形成科学的、系统的科学概念，思维导图的引入，契合了科学课的“逻辑性”、“发散性”、“科学性”等学科特点，改变了传统科学课中，教师的备课方式与学生的思维建构方式，为学生提供了更大的思维能力发展的舞台，是关于有效教学的尝试。

思维导图（Mind map）是英国人托尼·巴赞创造的一种笔记方法，它和传统的直线记录方法完全不同，以直观形象的图示建立起各个概念之间的联系，是模拟思维网络系统进行记忆、归纳、创造的工具（如图1）。

科学课的学习注重在各种实践活动中帮助学生形成科学的、系统的科学概念。思维导图的引入，契合了科学课的“逻辑性”、“发散性”、“科学性”等学科特点，改变了传统科学课教师的备课方式与学生的思维建构方式。思维导图提倡将人的思维显现化，因此，采用“图表”方式备课与上课，有其直观性、生动性的特点，为学生提供了更大的思维能力发展的舞台，是有效教学的尝试。

● 清晰的流程可提高课堂预设的有效性

【适用范围】思维发散较广的科学课等。

【针对问题】预设与生成。

传统的教师备课过程中，常常会预设好教师的提问与学生可能出现的回答，这种“苏格拉底式”的问答法备课，固然有其优势所在，但也往往会桎梏教师与学生的思维：教师容易教“教案”而非教“学生”，学生也容易出现揣摩“哪个才是正确答案”的心理。长此以往，教师的灵动、学生的创新，都会被消磨掉。处理好课堂预设与生成，是教学永恒的话题。

科学课的备课尤其困难，往往教师所预设的问题，会出现让人猝不及防的回答，学生思维的跳跃程度，常超出教师的预设之外，预设的有效性成为空谈。思维导图关注的是思维的过程，在导图中，可以围绕主题进行各种思维的发散，但同时又具有清晰的流程，教师可以据此分析学生思考的角度究竟在哪个位置，与今天学习的主题是怎样的关系，既顺应了学生的思维，又能指导学生回到正确的主题讨论中来。

【案例1】教科版科学三（下）《马铃薯在水中的沉浮》（如图2）。

本课研究“影响马铃薯沉浮的可能性”，学生通过脑力激荡，分析出各种影响沉浮的可能性，当这些可能性被学生一一提出来之后，教师就需要引导学生将这些可能性逐一排除或证实，最终集中到“水中的白色颗粒”的探讨。传统备课的线性推进，不可能如思维导图这般平行呈现学生的思考，不论学生提出怎样的可能性，都可以被建构到该思维导图中——思维导图的建构方式，不是唯一的，是针对不同班级不同学生进行调整的——直到最后研究水中物质。采用思维导图对该类发散性的科学课进行预设，可以让教师很容易把握住学生的关注点，有利于教师在课堂中及时进行调整，较好地平衡“教师的教”与“学生的学”这对矛盾统一体。

● 缜密的逻辑可提高概念学习的有效性

【适用范围】围绕科学概念展开的教学。

【针对问题】每一课科学概念的独立性与科学知识的系统性。

科学课的三维目标的第一个维度就是“科学概念”。概念与概念之间都是相互关联的，概念图也是思维导图的一个类型，它可以缜密地表达出科学概念之间的内在联系。在教学中，每一节科学课都有一个教学重点，即教学中需要学生掌握的科学概念。但从更广的角度来看，每个单元内各课都有紧密的联系，这一课与单元内的每一课，都可以形成网状结构，组成科学知识的一个小系统。

例如，新加坡的科学教育，有很多内容就是围绕“概念教学”展开的。2008年12月，新加坡德义小学的李俐敏老师来我校交流学习，在她的科学课上，我们可看到思维导图对于概念教学的有效推进。

【案例2】新加坡科学课《生物的适应性》（如图3）。

该课在讨论“生物的适应性”这个关键概念的同时，引申出两个相关的概念：活动习性变化与结构性变化。对于不同层次的学生，其思维导图的建立有不同的要求：对学习能力强的学生，可以要求他独立完成这样一个概念图；对学习能力中等的学生，可在部分提示下完成该导图；而对学习能力较差的孩子，教师会将关键字给他，由他填写在相应的位置就可以。

这样的思维导图是可以继续发展的，在下一堂课中，可能就会引出另外一个分支，如爬行动物、哺乳动物等。庞大的思维导图被逐渐呈现出来的过程，也就是学生对这些科学概念逐渐掌握的过程。教师在检测学生概念图的掌握情况时，也能发现学生知识结构的短板在哪里，及时予以指导。

● 生动的表达可提高实验指导的有效性

【适用范围】实验教学。

【针对问题】是玩，还是探究。

科学课的教学，注重通过实验获得真知。小学生的身心特点，使其更关注实验本身，而较少关注实验前的设计、实验中的控制及实验后的分析，因此实验教学不能扎实展开。教师在与学生共同讨论的时候，通过思维导图的引导，可以让学生对于实验的“科学性”有更深刻的认识，同时，某些思维导图软件友好的平台界面，也能整合多种素材，如视频、音频等，让学生能更加生动地进行实验探究。

【案例3】教科版科学四（上）《不同物质在水中的溶解能力》（如图4）。

切实的实验指导通过思维导图中的各个问题来呈现，学生在这些问题的帮助下，对实验进行深入而有效的分析，唯有通过这样的思考，学生的动手实验才能体现出真正的价值。这种将发散性和逻辑性相结合的工具，既能帮助学生记忆信息、把握灵感，又可以帮助学生通观全局、条分缕析,有利于形成清晰、缜密的科学思维方式，理解与表达皆具有很强的分析型特点。

本学期思维导图的应用，笔者主要采用Mindjet MindManager Pro软件，可以制作思维导图的工具还有很多，如Personalbrain、Inspiration等，甚至我们最常用的Word也可以做类似的工作（如案例2），只不过有导图绘制过程的简易与复杂、贫乏与生动之分。

Mindjet对于思维导图的生成较为简便易学，其多方式的备注，可完善教材分析、备选图片、超链接资料库等，充实教学资源；“任务信息”功能（如图5），适用于科学课的长周期研究，如进行种植、养殖研究时，可以打开项目研究控制，记录学生的研究进程。导出方便灵活，可实现WordPPTjpg等不同形式的导出，满足不同教学情境的需求。

当然，思维导图用于课堂，也有一定局限性，其逻辑性强的特色，与理科类有较好的契合，而文科类的学习，则未必能完全体现其优势。另外，教室内需要足够大的显示屏以及教师相对较快的输入速度。唯有在熟练运用的基础上，思维导图才能真正成为有效的教学辅助工具，为学生思维的发展服务。

思维导图的应用，体现了过程性教学的特点，它将学生思维的过程图示化，形象化。正如袁振国先生所说：“智慧比知识更重要，过程比结果更重要，知识是启发智慧的手段，过程是结果的动态延伸。教学中能够把结果变成过程，才能把知识变成智慧。”当我们教师在课堂内外，目光所注视的，不再只是教科书中那几个字、几张图，而是学生灵动的思维、是如何更好地启迪学生的智慧，那么，我们的教学才是真正有效的。