思维地图在优化初中化学教学中的应用——以“我们周围的空气”复习课为例

张梦针，王耿新，李海燕，2，柏

(1.河南大学化学化工学院，河南开封，475000；2.河南大学民生学院，河南开封，475000)

初中化学知识覆盖面广，且比较零碎，单一的文字讲解容易导致学生学习倦怠，增加学生学习负担。知识可视化是运用图形、图像表达、构建、传递复杂知识的一种手段，将烦琐的文字知识转化为简洁明了的图形、图像，清楚地呈现各部分知识之间的内在联系。思维地图是一种新型的知识可视化工具，具有形式多样、适用性强、使用简便等优点。教师合理使用思维地图开展初中化学教学，能帮助学生构建知识，锻炼归纳总结能力，提升学习兴趣，培养思维能力。

一、思维地图概述

思维地图是美国学者大卫·海涅瑞(David Hyerle)博士受“厄普顿-萨默森”(Upton-Samson)记忆模式的启发[1]，以语义学和认知心理学为理论基础，开发的一种帮助学习的知识可视化工具。思维地图采用图文并茂的方式，揭示各部分知识之间的内在联系，有助于学习者思考过程的表述以及知识体系的构建，帮助其理解、记忆知识，提升学习效果。思维地图依据学习者常用的思维活动，可分为以下八种基本类型，其具体的表示方式和作用如表1所示。

表1 思维地图八种基本类型的简介

二、运用思维地图进行初中化学教学的优势

(一)有利于帮助学生构建知识

进入初中以后，学生的学习科目增多，任务加重，学习压力增大。初中阶段的化学课程在九年级开设，要求学生在短时间内牢固掌握大量的化学知识，且能熟练解答问题，这对学生而言绝非易事。同时，初中化学教材为符合学生的认知发展规律，采用循序渐进、层层递推的螺旋式编排方式，化学知识点比较零碎，学生容易遗忘或混淆相关知识。思维地图拥有灵活多样的八种基本类型和不同的教学功能，为学生化学知识体系的构建提供良好的学习工具。学生可以结合具体内容选择合适的思维地图加工处理所学知识，构建知识体系，加深对知识的理解和记忆。

(二)有利于提升学生的学习兴趣

目前，部分学生存在课堂参与度不高、学习主动性差、化学学习兴趣低等问题，导致化学成绩不佳。单一的文字讲解容易使学生对内容众多的化学知识加工处理不到位，从而很难发现知识之间的相互关联，形成完整的知识体系。[2]学生缺乏有效的知识搜索能力，所以化学成绩不理想。思维地图的八种基本类型分别具有不同的教学功能，教师可以根据具体需求，选择合适的思维地图，采用简单、直观的方法帮助学生构建知识框架，加深理解记忆。利用思维地图教学，可突出教学重难点，降低认知难度，提升化学学习趣味性和学生的学习兴趣。

(三)有利于培养学生的发散思维能力

化学是一门注重培养学生科学思维和实践能力的学科[3]，要求学生具备运用知识解决化学问题的能力。思维地图的每种子图分别对应一种思维活动，依次是表征、描述、对比、分类、分析综合、排序、因果推理和类比[4]。初中化学各部分知识之间存在紧密联系，教师合理使用思维地图，注重知识之间的相互融合，帮助学生形成完整的网状知识结构，潜移默化地转变学生单一的思维方式[5]，提升其分析问题、解决问题等能力，培养发散思维能力。

三、以“我们周围的空气”为例，思维地图的复习课教学案例设计

本文选取人教版初中化学九年级上册第二章“我们周围的空气”一节的内容，结合思维地图的功能、特点，探究如何将思维地图应用于初中化学复习课，并依据具体内容特点，借助思维地图归纳整理知识，帮助学生构建知识体系，加深理解记忆，培养学生的思维能力。

(一)课前借助思维地图整理思路

人教版初中化学第二单元“我们周围的空气”涉及的知识点较多，其核心知识包括空气的成分、氧气的性质以及氧气的实验室制取等内容。在复习教学之前，教师可以利用思维地图中的流程图分析整理教学流程，如图1所示。教师使用简单的图形生动形象地展示教学过程，便于整体把握教学流程，提升课堂教学的有效性。除此之外，在课堂教学之前，教师也可以鼓励学生使用思维地图进行课前预习，归纳整理课本内容，找出问题，提升预习效率。同时，教师可以通过检查学生所绘制的思维地图，了解其预习情况和困惑点，评估学生的认知概念，掌握其预习情况，及时调整课堂教学节奏，提升课堂教学效率。

图1 使用流程图整理教学流程

(二)课堂教学中借助思维地图归纳整理知识

1.环节一：问题引导

教师播放相关视频，创设教学情境，带领学生了解原始的空气以及大量工业发展下的现在空气[6]，并通过问题引导，激发学生思考。问题1：空气的成分有哪些？问题2：如何测定空气中氧气的含量？问题3：测定空气中氧气含量的实验结果出现偏差的原因有哪些？问题4：通过上述学习，请从化学角度分析如何将所学的物质进行分类。教师带领学生回顾学过的知识，借助多媒体课件，师生共同完成思维地图的绘制，如图2所示，帮助学生梳理知识结构，构建知识体系，实现零散的知识直观化、系统化，进而提升学生的信息提取能力和做题效率。

图2 选用流程图和树形图结合的方式汇总空气知识点

【设计意图】采用问题引导的方式，使学生回顾“空气”一节中的知识点，调动学生学习的积极性和课堂参与度。结合具体教学内容，以流程图和树形图结合的方式，师生共同完成思维地图的绘制，归纳总结化学知识点，梳理知识结构，揭示各部分知识之间的内在联系，使零碎的知识点更加直观化、系统化[7]，降低认知难度，提升学生的学习兴趣，加深其对所学知识的理解记忆，培养学生的发散性思维。

2.环节二：分组讨论

教师向学生展示一瓶氧气，引导学生从颜色、状态、气味、密度、溶解度等方面了解氧气的物理性质。学生分组讨论，汇总相关知识，并借助圆圈图归纳总结氧气的性质，如图3所示。

图3 使用圆圈图归纳氧气的性质

【设计意图】开展头脑风暴活动，充分调动学生学习的积极性，以小组合作的方式，共同完成思维地图的绘制，提高学生的主人翁意识和学习成就感。教师也可以通过检查学生所绘制的圆圈图，检验其掌握知识的情况，及时了解学生的学习状态，查漏补缺，促进其知识体系的构建。

3.环节三：制取研究

氧气能够给动物供氧、支持燃烧，在人类生产生活中占据重要的地位。教师引导学生结合所学知识，展开小组讨论，归纳总结氧气的制取方法，绘制制取装置图，整理实验步骤，强调实验过程中的注意事项，完成如图4所示的思维地图的绘制。

图4 使用括号图整理氧气的制取方法

【设计意图】在课堂教学中，教师有选择地展示学生所绘制的思维地图，指出其不足之处，并给予指导，能提升学生的课堂参与度。与传统的复习课教学相比，使用思维地图的课堂教学以学生为主体，教师为指导者，转变了学生被动接受知识的学习状态，鼓励学生积极主动地对所学知识进行分析、归纳、整理、重组，构建自己的知识体系。

(三)课后利用思维地图进行归纳总结

课后，教师可以让学生借助思维地图对所学知识进行分析、梳理、归纳、总结，如图5所示。层层细化知识，突出重难点，便于学生整体把握所学知识，构建完整的知识体系。同时，教师也可以借助思维地图梳理课堂教学流程，及时开展课后反思，提升自身的教学能力。学生利用课余时间，尝试使用思维地图归纳整理所学知识，构建知识结构，提取化学题目中的关键信息，分析解题思路，提高解题效率。

图5 使用括号图进行课堂总结

四、结语

思维地图为化学学习提供了新的教学工具和学习方式，每种基本类型对应不同的使用方法和功能，合理运用思维地图开展化学课堂教学，有利于激发学生的好奇心和求知欲。思维地图的使用方法灵活多样，学习者可以根据需要适当调整原有图示。同时，思维地图也具有广泛的使用范围，适用性强，不仅可以用于课堂教学，也可以用于课前、课后检测学生的学习情况。综上所述，教师将思维地图融入初中化学学习，能明确学习思路，提升学生的学习兴趣和学习效果。