思维导图在初中化学教学中的应用进展综述

张馨文，张书军

(1.四川省营山小桥中学校，四川 南充 637720;2.四川省西充县槐树镇人民政府，四川 南充 637240)

引言

思维导图(Mind Map)是由英国著名学习方法研究专家托尼·巴赞(Tony Buzan)在20世纪60年代提出的最初用于改进笔记的方法，其创作过程是从一个主要概念开始，逐步发散性地建立一个有序、脉络清晰和有高度组织的图[1，2]。思维导图具有如下特征：注意力的焦点在中央图像上;主题的枝干由中央向四周发射;分支由一个关键的图像或者写在产生联想的线条上的关键词构成;各个分支形成一个连接的节点结构[1]。思维导图借助颜色、符号、图像等将抽象化的信息进行可视化和压缩提提炼加工，以促进知识体系的快速构建和融会贯通，是一个用于学习和记忆的有效辅助工具[3]。

初中化学是一门将基本概念与物质性质、原理、计算及实验技术融合在一起的课程，其知识点相对分散。另外，在面对“溶液相关知识”和“酸碱盐及其相互转化关系”的重难点内容时，学习能力的不同导致部分学生不能很好理解与掌握这部分内容[4]。传统教学基本上是基于单个知识点来讲解的“填鸭式”“被动接受式”教学，使得学生难以形成系统的化学知识体系[5，6]。随着课改的不断进行，合作、开放的学习方式逐渐成为教学发展趋势，而基于思维导图的教学模式，不仅可指导学生清晰地建立化学知识链接关系，加深学习内容的理解与掌握，还满足新课改的要求，培养学生创新发散思维，提高学习效率[7]。因此许多教师尝试将思维导图应用在初中化学预习、化学知识课堂讲解和复习中。

1 思维导图的制作

思维导图主要由核心主题，从中心发散开的不同层级的分支和注释构成，以展现核心与其他知识的关联，实现思维过程的图像化，如图1所示[8]。在进行初中化学知识思维导图的制作时，先由核心主题展开(如化学物质)，之后围绕核心主题画出一级分支(如化学物质的结构及性质)，在画的过程中注意美观与适用，接着再画出二级分支(如物理化学性质)、三级分支等。在初步完成之后，将有内在关联的不同分支连接起来，然后再对思维导图进一步加工和完善[9]。

图1 思维导图的结构

目前，随着计算机应用技术的不断发展，制作思维导图的常用软件主要有：MindManager，iMindMap和xMind。其中MindManager是付费软件，内置模板丰富，与Office软件结合度很高，适用于大型的思维导图的制作;iMindMap是由Tony Buzan开发的一款付费软件，也最接近于思维导图的原始思路，可进行3D视图设计，适用于小型的思维导图的设计;而xMind是一款免费的开源软件，不仅可用来绘制思维导图，还可以用于甘特图，鱼骨图和树状图的绘制，而且具有汉化版本。此外，由于现行的软件存在入门困难且文字处理功能不强等缺点，段齐文等利用Word画图工具分别绘制了初中化学中的“物质的量”和“化学物质及其变化”两个章节的思维导图，结果表明：Word也可方便快捷地制作艺术效果非常好的思维导图[10]

2 思维导图在初中化学教学中的应用

2.1 思维导图在化学预习中的应用

对于学生来说，预习的作用是提前了解上课的知识，以分清重难点，在课堂上才能更好地把握听课节奏。初中化学中的化学式、繁冗的物质物理化学性质、化学反应方程式及质量守恒关系的计算和化学实验常见的仪器及操作方法等往往难以记住，而预习则可提前熟悉与识记这些知识，再利用思维导图对预习内容的知识点及其逻辑层次关系进行初步总结。对于教师来说，预习就是备课，在备课的过程中，以课堂内容的中心概念出发，结合相关的知识点，制作成思维导图，则在教学过程中，思路会更加清晰，防止遗忘或讲漏某些知识点[11]。另外，还可从学生预习的思维导图中发现学生掌握薄弱的部分，从而调整课件，增强课堂的针对性，以学生更加理解的方式显示出来。

张曙光[12]在化学实验课“苯酚的性质和应用”这一单元中，在预习阶段指导学生绘制了苯酚的结构性质-应用的思维导图发现，学生对该内容中的反应类型没有进行归纳，对重难点区分不清晰。基于预习过程中学生反映出的问题，他重新确定了教学的重难点，以增加课堂实效性。叶凤琴[13]总结了思维导图应用在化学预习课中的心得与体会，强调思维导图是再现学生思维的过程，不仅可让知识变得更加规律，还起到提高学生听课效率的作用。

2.2 思维导图在化学课堂讲解中的应用

在化学课堂教学中，思维导图可很好地串联“主”与“次”，特别是一些零碎的知识点，使得教学工作更加清晰流畅，学生面对具象化的知识的接受程度更好，互动的热情更高，提高了学生参与的主体性，提升课堂效率。另外，在初中化学实验课中，由于时间有限，利用思维导图构建化学实验理论知识，让学生快速记忆与理解，从而避免在实验课上因讲解理论占用时间过多而忽视了学生实验技能的培养[11]。

吴皎[14]在初中化学第八章“食品中的有机化合物”这一单元中，为了使学生系统地了解与掌握糖类、油脂和蛋白质等有机物的结构、组成和性质等内容，作者在教授这一章的内容时，要求学生彩绘出各自的思维导图，在课堂上让2～3名学生讲解出来，然后教师再来补充修正。课堂效果评价表明，借助思维导图的师生互动交流的教学模式可大大提高学生参与的热情，达到了学生主导课堂的目的。杨胜富[15]在讲解初中化学“氧气的制取”和“金属的保护和利用”这两单元课程时，分别指导学生构建了七连珠式思维导图和三角式思维导图，突出了氧气制取的实验步骤、仪器、检测方法、气体收集的实验步骤的连续性和优化了金属铁生锈过程中的原理、防锈方法、实验探究之间的关系。陈艳[16]将思维导图应用于“二氧化碳与一氧化碳”的新课教学，将这两种气体的物理化学性质、制备方法、检验方法直观地展现在了学生面前，在教学过程中也让学生进行了相关知识的补充，使得学生收获极大。谢婧[4]在讲解“酸碱盐”实验课程时，利用思维导图制作了常见的酸碱盐的概念、物理化学特征、检验方法、实验现象和相关的化学反应方程式，强化了学生课堂所学知识的掌握。

2.3 思维导图在化学复习中的应用

化学复习主要是回顾知识，做到“点”与“面”结合，在最短时间内掌握重难点及易错点。思维导图则可将所学知识点通过发散性的、可视化的方式相互链接起来。与传统的分条罗列式、抄写式复习方式相比，思维导图复习可大大提高复习效率及更好地掌握复习重难点。

黄伟毅[17]将思维导图应用于初中化学(上)的课堂复习上，经过一个学期的实践发现学生学习效果提高明显。曹丽平[18]将思维导图应用在初中化学中考复习课中表明，思维导图对化学复习教学和学习具有积极的影响。欧群等[19]在观摩初中化学—“物质构成的奥秘”这一章的复习课中发现，学生绘制的思维导图只追求复杂和漂亮，并且只顾绘制思维导图而不做题。针对这两点现象，作者提出了质疑，认为复习时只需一幅简明扼要的思维导图，应该将关注点放在演练习题上。汤永泽[20]基于PowerPoint，利用思维导图给学生在课堂上现场示范了“酸碱盐性质”这一章的复习过程，从而很好地突破了该章的重难点内容。王光荣等[21]利用思维导图，对初中化学中的“SO2的性质”和“硫酸的性质”的章节进行了复习，指出了思维导图归纳性强，利于理清层次的特性。戴星[22]发现了传统复习方法没有将知识联系成体系就会在实际理解和应用时存在问题这一现象，强调了借助思维导图的发散思维方法绘制化学知识体系图，不仅弥补了传统复习方法的不足，发现化学知识规律，还可找到自身学习不足，进而有针对性地加强该部分的训练。

3 结论

相对其他学科来说，初中化学的抽象性较强，跨度从微观到宏观，而思维导图以图、文和符号相结合的方式，突出了各个知识点的内在联系，提升了知识的整体性，有效训练了学生的逻辑思维，激发学生的学习兴趣，提高教师教学效率，在初中化学的预习、化学知识的课堂讲解和复习应用中均取得了良好效果。此外，应注意指导学生绘制思维导图的科学、简洁和美观性，还需避免学生只关注绘图不做题的陷阱。同时对于思维导图应用的效果评价以及与其他教学方式的有机结合需要进一步深入实践研究。