思维导图融入小学科学课的教学理念与实践探究

作者简介：林凯浩（1976～），男，汉族，福建龙海人，福建省漳州市龙海区石码中心小学，一级教师，研究方向：小学科学教育教学。

摘 要：思维导图是一个用图形的辅助思考工具，在小学科学教育中起到了很大作用。它有助于形成新认知系统，提升学生学习效能，扩大知识面，培养发散思维，关注学生个人发展，训练创造力，鼓励学生合作学习，推动与教师的平等沟通等。文章还论述了思维导图在小学科技教育中的运用，希望为小学科技课程目标的开展提供借鉴。

关键词：思维导图;小学科学;教学理念;实践探究

中图分类号：G623.6 文献标识码：A 文章编号：1673-8918（2022）20-0001-05

思维导图在科学教育中的运用虽然非常简单，却十分有用。它能够克服思维气泡图的单一性，更好地推动学生思考方法与记忆方式的变化，调动学生的学习兴趣，并训练学生的独立阅读能力，从而有效地训练学生的发散思维能力、总结能力、表达能力与创新能力，促进学生科学素养的形成，并增强复习教学的有效性。所以我们正试图把思维导图战略渗透到小学科学课堂中，深入研究其对教师课堂发展和学生学习发展的影响。并对其有效性加以分析与反思，以此提供了小学科学课堂中使用思维导图战略的教学案例以及一些成功经验。

一、思维导图的概念以及特点

思维导图是一个很好的学习工具，它能体现学习思维，让一些相对抽象的东西，通过融入一些清晰的框架地图，有一个相对清晰的知识框架，为学生解决问题创建了一种良好的工具心态，建立了属于自己的思考地图。每一个学科，都只有用自己的思维方法，才能更好地掌握。通过转变学生的思考方法，培养他们的学习能力，运用思维导图，学生能够在他们的大脑中建立一些框架，从而独立地学习。由于思维导图也能够成为一个教学工具，和其他教学工具一样，具备着强大的思维逻辑性，所以运用思维导图方法能够大大地增强学习效果。在小学的科学课程中，重点研究怎样合理地利用思维导图工具，有助于学生梳理自身大脑中现有的零散科学知识，在科研教育过程中，重点利用思维导图工具，逐步地指导学生梳理并重构所掌握的知识点。

二、思维导图在小学科学教学中的优势

（一）提高学生思维能力，改善学习效果

思维导图是一种网络结构，可以将学生大脑中的知识点联系起来。在绘制思维导图的过程中，学生要分析老知识点与逻辑思维点之间的上下关系，将老知识点与新知识点有机地相互融合，进而形成整体思维结构。在这个过程中，学生对整个单元知识都有了一个比较客观的认识与掌握。在改进学生思维导图的过程中，学生会随着思维导图一起思考，这将使他们更加严谨，增强未来的学习效果。

（二）思维导图拓展了学生的学习空间

在以往的研究过程中，学生的思考往往受制于老师对问题的判断，而无法深入引导问题的内涵。在对金鱼的探索过程中，由开始的对金鱼探索，到最后学生所掌握的对思维导图的研究，以及相关问题的思考，逐渐带动了学生对其他研究方法的可行性的研究。不难看出，思维导图充分激发了学生的发散式思考能力，以一个主题为重点展示学生的各种思维相互联系，扩大了学生的认知空间。阅读内容也由单一的课堂内容拓展至更丰富的生活空间。思维导图让学生更为重视探究问题，也极大地开阔了学生的眼界，学生的视野也迅速拓展。

（三）提高学生的创造力

现在的教育主张在教学过程中不应该只教给学生知识，而应该促进学生的全面发展。在教学过程中，知识和技能的掌握也与创新能力的培养有关。思维导图是让学生通过写作和绘画，在教材中写出一些关键知识。这样，学生可以快速地记笔记，突出重点，有效地记忆，极大地激发学生的想象力和创造力，提高学习效率。

（四）动手动脑的绘制过程，有助于培养科学探究能力

《小学科学课程标准》认为，中小学生应当了解科学探究的过程和方法，培养科学探究的能力。而让孩子们像科學家那样感受并掌握科学技术的过程，是培育孩子科学探索意识的重要途径。每位学生对科普知识的掌握与表达，都是一种独立的科学探索。科学知识的探索过程反映了学生知识的逻辑结构和认知结构，绘制思维导图使隐性思维过程可视化。在个人知识的梳理过程中，充分发挥学生的学习主动性。学生绘制自己的思维导图，有助于积极思考和集中注意力。学生动手测绘是学生“获取科学知识”的探索过程，是学生积极参与提炼科学知识和科学概念的过程，是学生修正和完善所获得的科学知识和科学概念的自我反思和自我调整的过程。

三、思维导图在小学科学教学中的有效运用

（一）利用思维导图，实现课前预习

预习是学习的重要组成部分，通过预习，学生可以对接下来要学的东西有一个基本的掌握和理解，从而更好地跟上课堂教学的进度，有效地理解和掌握教师要讲的知识，提高课堂教学的效率。因此，在构建有效的科学课堂时，教师应重视课前准备，通过课前准备帮助学生提前了解一些科学知识，明确课堂教学的重点、难点和目标，降低学生课堂学习的难度。在小学科学教学中，一些教师没有注意到预读的重要性，没有特别设计阅读前的环节。有些老师即使设置了预读环节，但教师不能检测学生的预读成绩，致使预读任务只是流于表面，而不能实现其实际的功能和意义。在这种状态下，教师没有正确理解科学知识的基本重点和难度，也没有正确了解科学知识的基本逻辑和机理。所以，教师应注重预习，运用思维导图设置课前预习任务，引导学生利用思维导图合理地掌握科普课堂的基本知识结构、具体内容、要点和难度，发挥科学预习的作用，从而提高课堂质量。

（二）方便教师板书直观展示

在教学过程中，教师应充分发挥板书的作用。板书形式教学是教师课堂中不能缺少的一部分，通过教师的课堂板书教育，让学生逐步掌握课堂的核心知识点，对课程形成了初步的理解。相比之下，思维导图能够更加清晰地展现有关知识点的总体架构与类型，从而有助于学生形成良好的记忆宫殿。教师也可以利用思维导图，将整个知识结构连接起来，这样让学生对相应知识点的内涵有了更加直观的认识，进而增强了学生的记忆力以及对相关知识点的理解力。同时教师也要充分发挥思维导图的功用，使学生能够更进一步地从一个知识点到另一个知识点，也就能够更高效地训练学生拓展思维的能力。641289AB-9C86-4E67-A787-82E4208CA8E0

（三）在作业中应用思维导图

在科学课程布置作业的过程中，教师必须做好对思维导图的规范运用工作。要通过思维导图的自由设计，引导学生开展对家庭作业任务的实际探索。让学生在这个过程中逐渐形成良好的创新意识，从而全面提高学生的作业实践水平和综合科研能力水平。也因此，在布置作业的过程中，教师还可以引导学生根据自己对综合科研课程内容的理解和熟悉程度来设计自己的思维导图，其中对学生共同能力的具体划分也更加明确，并在此基础上引导学生收集综合科研信息，进行实验探究，各个种类的共同能力都有着自己所总结的基本特征与规律性，使学生在实际操作与完成作业任务的过程中养成了良好科学思维，同时可以实现基本知识点的进一步整合，保证学生的记忆更加准确。

（四）利用思维导图，提高学生的学习积极性

小学生自愿游戏的程度远高于自愿学习科学知识的程度。所以，培养学生的学习积极性是小学教师的一个主要任务。小学的自然科学课程教授的课程范围非常宽泛，但很难将学生的精力集中到更广泛的课程上来。思维导图并不只是一个主要的教学方式，而且是学校进行课堂教学的主要教育手段。思维导图通常要求学生动手设计和绘画，这样就让思维导图在一定程度上成为他们的知识成果。学生运用思维导图表现科学知识的内容，从而培养了他们的知识自豪感。教师也可组织学生分小组完成思维导图，然后再开展与绘图小组的交流活动。例如土壤和生命图的完成，教师通过描绘课文主题思维导图，并引导学生进行小组交流与讨论，学生通过交流逐渐确定了思维导图主题及其分支的方法和角度。如此一来，学生就会增进对自我认识的交流，也就会学习了从不同的角度思考，从而仔细地观察生活中的科技问题。在交流过后，研究小组可以对各组的思维导图做个调整，然后挑选一名学生前去展示。经过这个流程，各个组的思维导图都会越来越完整，学生在展示过程中更能体会到科学学习的成就感，更乐于投入科学课题里。

（五）在复习中应用思维导图

复习的目的是帮助学生进一步巩固知识，形成系统的知识网络，加深对科学概念的理解。进一步发展他们的科学思维，提高他们的科学技能，养成良好的科学习惯，为未来进一步学习相关知识和技能铺平道路。但目前，大部分理科教师都通过再现实践和背诵科学理论的方法进行复习，不利于学生编织知识点、建立学习网络，也不利于学生拓展思路、提升科学素养，更不利于学生产生问题、引发学习兴趣。如果将思维导图运用在复习上，复习的目的就可以很好地达到了。如《光》单元的复习，可以指导学生从“光”出发，把相关的科学概念联系起来，绘制成思维导图。

（六）易于学生理解思维过程

在课堂上，教师可以随机抛出某个知识点让学生讨论，在教师引导下的学生也能够把这个知识点和他们原有的学习内容结合在一起并加以了解，可以更有效地培养学生对知识点的掌握与分析能力。在课堂教学过程中，教师还可以引导学生主动地分析和探讨几个方面，使学生在深入分析的过程中提高对知识点的了解程度，也可以提高学生的口语组织能力和文字表达能力。比如，影响声音传播速度的因素，学生可一分为二组，分别从媒介和波源两方面完成绘制，学生完成绘图后，各组的交流与指导图相辅相成，由教师从中引导，帮助学生了解思维过程，形成思维习惯。

四、思维导图视域下小学科学概念建构教学途径

（一）问题导向启发，激发活跃思维

在小学科学教育中，教师不仅要帮助学生了解科学概念的表面性质，同时也要帮助学生发现科学的内核，这就必须充分调动孩子的科学思维活动，让学生处于一种全新的科学思维氛围之中。而合理的问题导向方案就是学生思维发挥最好的助推器，可以充分调动学生对学习问题的主体意识。例如，在学校教学科教版科学六年级《电磁铁》时，学生被送到了几个不同尺寸的磁石上，并被要求观察这两块磁石之间相互靠近时会产生什么。学生很快得出了结论，当两块磁石接近时，磁石会产生互相吸引或排斥，吸引力或排斥力都和磁铁的尺寸相关，从而测试了电磁铁内部结构和不同磁石间的相互吸引或排斥现象，这使学生想更进一步了解电磁铁的结构，并启发了学生辨别电磁铁的磁极和绕组的方位等。在这一过程中，通过小型课堂实验引发了学生心中的疑问，以小问题的方式引导并启发了学生进一步探究的愿望，让班级中学生们可以参与小问题思考、思维建构等的活动，有助于学生进一步厘清概念架构，为以后思维导图的构建提供了清晰的思想基础。

（二）分组进行思维导图计划的制订

小组讨论和绘制思维导图的主要目的在于提高学生对学习内容的认识，并经过反复的探究与分析，以理清知识情境。此外，在思维导图的步骤中，还包括了初始映射和复制映射。而最后形成的思维导图，则是由学生利用小组讨论与大数据挖掘，所制作出来的，其准确性也往往是不能确定的。而复制图则是由学生利用教师的讲解，或是有教师的帮助所制定的一些简单思维导图，其准确性往往是可以判断的。而原始思维导图的绘制，通常都是根据学生对课堂上内容的初步理解，存在一定的漏洞。然后，教师才能针对思维导图的漏洞与错误设定上课教学内容，也有助于教师了解学生所掌握的薄弱环节。而复杂思维导图的制作，则是由教师们对上课内容的总结和概括，也有利于学生基础知识点的积累。在我国传统的课堂教学中，学生的复习注意力并不容易集中在对学习内容的总结和复习上。部分学生觉得自己已经掌握了所学内容，却没有参加老师对课程内容的总结，这也是教师在课堂中需要处理的一些难点。

（三）学生学习成果展示环节

利用思维导图显示结果的方式可以是在新课程开始前进行概念调查，也可以在教学过程运用思维导图表现知识。学生需要根据自己的经验加以总结，重新设计思维导图，并进行画图，产生个性化的思维导图作品，才能展现学生自己的学习效果。思维导图的形式体现了不同个体思考方法的不同特点，展示学生的学习成绩，就能够促使学生在教育评价过程中产生一种获得新科学知识的荣誉感。在与他们的交流展示过程中，学生不但增进了对有关科学知识的理解，而且还从同学的思维导图中思考科學问题，观察日常生活中的科学现象。641289AB-9C86-4E67-A787-82E4208CA8E0

（四）实现思维导图内容的优化，注重回顾与总结

教师在进行溶解的快慢的教学之后，对本课内容的归纳和总结是十分关键的。通过优化的思维导图，科学教师指导学生自主地复习和总结，从而提高学生对本课知识点的掌握，从而夯实了学生的专业知识基础，进而迅速提高学生的复习水平与学习能力。同时科学教师还可以把每个学生所作的思维导图放在一起，通过指导学生对每一种思维导图加以评析，让他们对本课中的内容有个宏观整体的认识，这样帮助他们结合自身的不足做好本课的复习与整理。另外，由于学生的认知能力和知识背景存在个体差异，所以，教师在应用思维导图进行的科普教育理念上，要贯彻因材施教、以人为本的教育原则，在这一阶段给学生更多的理解空间和支持，重视各个阶段学生的独立思考能力，在教师的引导下，培养每一位学生的创造力，并支持学生进行本门课程以及其他理科课程思维导图的绘制与解析，以提高科学课程的教学效率。

（五）用好思维导图之诊断功能，找准学生的思维起点

课堂规划是指教师在教学活动进行前的前期设计工作，它必须兼顾当前班级学生的基本能力、合理的课堂教学组织方法、学校实验室所能提供的硬件条件等各个方面。但是，在现实课堂中，对一个活生生的人，各种不确定因素会持续存在，往往无法循序渐进，这就需要老师随时调整教学与实施战略，以全面适应学生的需求。思维导图的诊断功能给教师带来了一个全新的课堂设定理念，能够帮助教师及时调整课堂设定。

（六）设定科学教学目标，落实教学主题

教学目标的制定所包含的内容较为繁杂，教师要重视课堂教学目标设计的正确性和合理性，要剖析课堂教学目标与核心主题间的精神内涵和逻辑联系，让不同阶段的学生主动地投入其中，并表达自己的实际想法和看法，这样才能够突破傳统课堂教学的缺陷。教师必须从学生的角度重新调整项目目标、教学内容与策略以及教学方式，使学生尽其所能，以避免对学生在目标与方法上的误解和在价值观上的误区，从而解决学生自主学习过程中的各种问题与障碍，并按照课程目标调整后期的教学策略与方向，使得他们在自主学习和实验探究活动中取得学习成果。例如，在教学水污染知识点时，教师可把章节主题和训练学生合理的用水意识与行为相结合，并利用绘制思维导图剖析植被毁灭、生态灭亡和传染病传播三种不同阶段的影响，学生就能够在了解水污染与环境概念的基础上，识别水污染程度。

（七）先小组合作后独立完成的原则

在使用思维导图时，应该重视学生的差异性，并注意前易后难，前组织合作，后要求学生独立完成。在教材与示范的基础上，针对比较简单的教学内容，学生首先需要小组协作完成一些思维导图，之后再经过互动与点评，指导学生互相学习，累积经验。不过，学生长期以团队协作方式来完成任务，结果很可能会产生两极分化：强者总是做事，而弱者总是守望。所以，教师应该适时指导学生由分组协作逐渐过渡到围绕科学概念自主进行的思维导图，由单纯到复杂，循序渐进，使思维导图可以帮助每位学生形成一种全面、系统的科学概念系统，训练学生的思维能力和创新能力，从而增强科学课堂的有效性。

（八）重建知识框架

小学科学中也有不少较抽象化的概念与知识点，因此需要学生具备较高的抽象思维能力。把思维导图运用到科普教育中，能够发挥其视觉优势，通过运用文本加图形的表达方式，可以降低学生掌握抽象化知识点的难度，也有助于学生更好地掌握抽象概念，从而养成良好的思维能力。因此，在科学教学中，教师应该引入新思维导图，以协助学生重构思维架构，并进行新旧知识的传递，更有效地培养学生的综合科学素养。内容框架的重构，是在对学生已有认识的基础上进行的。为了增强对学生的理解，老师应该事先深入掌握内容，并熟悉学生的掌握状况，提供学生最合适的探究方法，并指导学生通过自主探究进行知识建构。

五、结语

在小学科学教育过程中，对思维导图的运用和理解尤为重要。教师要掌握这种教学策略和课堂上教学理念的具体应用技能与特点，并主动调整后续教学策略，灵活地运用不同的教学方法与课堂形式，全面地体现思维导图的作用，从而使学生在自主学习过程中逐步掌握科学复习的基本技能。

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