思维导图在教学中的运用

罗娟辉

为了避免把“科学探究”理解成一种程式化的教学过程，人教鄂教版小学《科学》教材将科学实践作为主要的活动方式，设计了丰富的探究性活动。在引导学生开展科学实践时，运用分析、综合、比较、推理等不同的科学思维方法，将各个教学活动联系起来，形成有结构的教学活动，帮助学生逐步建构科学概念。因此，科学思维的培养是人教鄂教版小学《科学》教材的一条暗线，也是本套教材的一个重要的学习目标。为了培养学生的科学思维，在教学中我尝试用绘制思维导图的方法，把学生的科学思维过程显形化，取得了较好的教学效果。

思维导图是以活动中思维的类型和使用为依据，将大脑的内部活动过程外显出来，通过图的形式加以呈现。在科学实践中，科学思维是以科学概念为基础的，在科学探究的活动中发生，因此，绘制科学思维导图离不开科学概念和科学探究活动。在教学中，思维导图不仅运用于单元教学的回顾，也可以利用它发展学生的科学思维能力。

绘制思维导图的方法有多种，可以用带箭头的线、不同的图形以及它们的相互组合来表示思维的方法和途径，梳理概念之间的关系。以下是我在教学中的一些具体做法。

利用线性关系图记录有序观察的结果

线性关系图通常是以直线的模式写下来的，有时间顺序和层次顺序，也包括记录的语言。在观察活动中，为了得到一个有层次的概念结构，观察需要一定的顺序。比如对于植物的观察，可以先观察这株植物的整体特点，然后观察它身体的各个器官，甚至各个器官的细节。为了体现这种观察顺序，我让学生采取一种线性记录法，从宏观到中观，再到细节，把观察到的信息记录下来。学生不仅要按照这个线性关系画出观察的图形，还要用语言表述自己的想法（如图1）。

在观察植物的记录中，学生都能有序地记录植物的一些数据，而且能用简单的语言描述植物的一些特征。这样，通过线性记录就能自然地生成一种概念关系图。这种关系图不仅梳理了概念之间的关系，还能让学生形成一个认知结构，帮助他们进一步建构新的科学概念。

利用维恩图比较相同点和不同点

維恩图适合用来表示集合或类之间的关系，它也常常被用来帮助推导（或理解推导过程）关于集合运算（或类运算）的一些规律。在比较活动中，学生可以利用学生活动手册中的维恩图记录观察到的现象，在记录的过程中进行比较，把观察对象的相同点和不同点分别记录在不同的位置上（如图2）。

在对动物和植物的观察和比较活动中，我让学生有意识地利用维恩图进行记录，为他们进一步学习生物分类的知识奠定基础，也可以帮助他们建立生物的类群概念。

利用层级关系图梳理概念之间的关系

层级关系图可以体现事物之间的主次和逻辑关系。在绘制层级关系图时，首先要确定一个核心概念或原生概念，由此出发，确定各种事物是横向并列关系还是纵向发展关系。在探究物体的属性、成分中，利用分层关系图可以形象地看出它们之间的关系，比如下面有关金属的思维导图（如图3）。

一些关系复杂的事物层级关系图也更加复杂，可以采用不同的层级。在制作这种思维导图时，可以鼓励学生用个性的方法表达自己的想法。学生可以用不同的图形和颜色来描绘思维导图，这样既反映了科学概念之间的关系，也体现出他们特有的思维特征。

利用思维导图进行单元回顾

人教鄂教版小学《科学》教材在每个单元结束时设计了含有概念图的单元回顾，概念图依据各课所涉及的科学概念绘制，体现了这些概念之间的关系，但没有体现这些概念的生成过程，也没有注明概念建构所用的科学思维方法。单元思维导图和概念图有相似之处，也有区别，在概念关系上两者具有相似的地方，不同的是思维导图更加细化，不仅涉及科学概念，还涉及思维方法、思维过程等。在引导学生绘制单元思维导图的时候，可以在大框架上基于概念图，通过树状分支体现本单元的一些概念及它们之间的关系，在细节上体现概念的建构过程，结合单元教学过程中学生绘制的线性关系图、维恩图和层级关系图，对这些概念之间的逻辑关系进一步细化和梳理（如图4）。

在绘制单元回顾的思维导图时，从位于中心的核心概念出发，结合各课科学探究活动中绘制的各种思维关系图，明确概念的关系和学习过程。通过这样的梳理，学生不仅对本单元的学习内容有一个整体认识，还了解了其中的思维方法，为进一步学习新的科学概念打下良好的基础。

利用思维导图进行评价

学生绘制单元思维导图后，要引导他们对思维导图本身作出评价，确保绘制的思维导图包含单元核心概念，所涉及的科学知识要全面，表述要正确。思维导图能够体现概念之间的逻辑关系，在设计上最好有自己的个性和创意。此外，结合学生绘制的思维导图，也可以对他们的学习情况进行评价。思维导图不仅反映了学生对科学知识的理解，还体现了他们在学习过程中的思维过程、科学探究和科学态度，因此它可以作为单元综合评价的一个参考依据。

在科学课教学中运用思维导图能够凸显科学思维的培养和训练，但是，对学生科学思维能力发展的评测，目前缺乏可以量化的评定标准。在定性观察中，我们可以明显感觉到学生的思维品质有了一定的提升。三年级学生经过这样的训练，在学习《家庭用电》单元时，在用一节电池、一根导线点亮小灯泡的探究活动中，所需要的探究时间明显比以往少，发现的连接方式也更多。这说明学生思维的敏捷性、灵活性等方面有所提高。我们发现，学生在其他内容的科学探究中，也能够主动对知识进行梳理，思考问题的思路也更加清晰。如果长期利用思维导图对学生进行培养和训练，相信他们的科学思维能力会得到进一步提高。当然，学生科学思维的发展是一个长期的培养过程，绘制思维导图只是帮助学生提升思维能力的一种手段，在培养他们科学思维能力方面还有许多方法需要我们继续探索和实践。