思維導圖：科學課堂中有效教學的思考與案例

編者按：思維導圖以圖示的方式，生動形象地呈現了我們思考問題的過程。科學課堂的學習注重在各種實踐活動中幫助學生形成科學的、系統的科學概念，思維導圖的引入，契合了科學課的“邏輯性”、“發散性”、“科學性”等學科特點，改變了傳統科學課中，教師的備課方式與學生的思維建構方式，為學生提供了更大的思維能力發展的舞臺，是關于有效教學的嘗試。

思維導圖（Mind map）是英國人托尼·巴贊創造的一種筆記方法，它和傳統的直線記錄方法完全不同，以直觀形象的圖示建立起各個概念之間的聯系，是模擬思維網絡系統進行記憶、歸納、創造的工具（如圖1）。

科學課的學習注重在各種實踐活動中幫助學生形成科學的、系統的科學概念。思維導圖的引入，契合了科學課的“邏輯性”、“發散性”、“科學性”等學科特點，改變了傳統科學課教師的備課方式與學生的思維建構方式。思維導圖提倡將人的思維顯現化，因此，采用“圖表”方式備課與上課，有其直觀性、生動性的特點，為學生提供了更大的思維能力發展的舞臺，是有效教學的嘗試。

● 清晰的流程可提高課堂預設的有效性

【適用范圍】思維發散較廣的科學課等。

【針對問題】預設與生成。

傳統的教師備課過程中，常常會預設好教師的提問與學生可能出現的回答，這種“蘇格拉底式”的問答法備課，固然有其優勢所在，但也往往會桎梏教師與學生的思維：教師容易教“教案”而非教“學生”，學生也容易出現揣摩“哪個才是正確答案”的心理。長此以往，教師的靈動、學生的創新，都會被消磨掉。處理好課堂預設與生成，是教學永恒的話題。

科學課的備課尤其困難，往往教師所預設的問題，會出現讓人猝不及防的回答，學生思維的跳躍程度，常超出教師的預設之外，預設的有效性成為空談。思維導圖關注的是思維的過程，在導圖中，可以圍繞主題進行各種思維的發散，但同時又具有清晰的流程，教師可以據此分析學生思考的角度究竟在哪個位置，與今天學習的主題是怎樣的關系，既順應了學生的思維，又能指導學生回到正確的主題討論中來。

【案例1】教科版科學三（下）《馬鈴薯在水中的沉浮》（如圖2）。

本課研究“影響馬鈴薯沉浮的可能性”，學生通過腦力激蕩，分析出各種影響沉浮的可能性，當這些可能性被學生一一提出來之后，教師就需要引導學生將這些可能性逐一排除或證實，最終集中到“水中的白色顆粒”的探討。傳統備課的線性推進，不可能如思維導圖這般平行呈現學生的思考，不論學生提出怎樣的可能性，都可以被建構到該思維導圖中——思維導圖的建構方式，不是唯一的，是針對不同班級不同學生進行調整的——直到最后研究水中物質。采用思維導圖對該類發散性的科學課進行預設，可以讓教師很容易把握住學生的關注點，有利于教師在課堂中及時進行調整，較好地平衡“教師的教”與“學生的學”這對矛盾統一體。

● 縝密的邏輯可提高概念學習的有效性

【適用范圍】圍繞科學概念展開的教學。

【針對問題】每一課科學概念的獨立性與科學知識的系統性。

科學課的三維目標的第一個維度就是“科學概念”。概念與概念之間都是相互關聯的，概念圖也是思維導圖的一個類型，它可以縝密地表達出科學概念之間的內在聯系。在教學中，每一節科學課都有一個教學重點，即教學中需要學生掌握的科學概念。但從更廣的角度來看，每個單元內各課都有緊密的聯系，這一課與單元內的每一課，都可以形成網狀結構，組成科學知識的一個小系統。

例如，新加坡的科學教育，有很多內容就是圍繞“概念教學”展開的。2008年12月，新加坡德義小學的李俐敏老師來我校交流學習，在她的科學課上，我們可看到思維導圖對于概念教學的有效推進。

【案例2】新加坡科學課《生物的適應性》（如圖3）。

該課在討論“生物的適應性”這個關鍵概念的同時，引申出兩個相關的概念：活動習性變化與結構性變化。對于不同層次的學生，其思維導圖的建立有不同的要求：對學習能力強的學生，可以要求他獨立完成這樣一個概念圖；對學習能力中等的學生，可在部分提示下完成該導圖；而對學習能力較差的孩子，教師會將關鍵字給他，由他填寫在相應的位置就可以。

這樣的思維導圖是可以繼續發展的，在下一堂課中，可能就會引出另外一個分支，如爬行動物、哺乳動物等。龐大的思維導圖被逐漸呈現出來的過程，也就是學生對這些科學概念逐漸掌握的過程。教師在檢測學生概念圖的掌握情況時，也能發現學生知識結構的短板在哪里，及時予以指導。

● 生動的表達可提高實驗指導的有效性

【適用范圍】實驗教學。

【針對問題】是玩，還是探究。

科學課的教學，注重通過實驗獲得真知。小學生的身心特點，使其更關注實驗本身，而較少關注實驗前的設計、實驗中的控制及實驗后的分析，因此實驗教學不能扎實展開。教師在與學生共同討論的時候，通過思維導圖的引導，可以讓學生對于實驗的“科學性”有更深刻的認識，同時，某些思維導圖軟件友好的平臺界面，也能整合多種素材，如視頻、音頻等，讓學生能更加生動地進行實驗探究。

【案例3】教科版科學四（上）《不同物質在水中的溶解能力》（如圖4）。

切實的實驗指導通過思維導圖中的各個問題來呈現，學生在這些問題的幫助下，對實驗進行深入而有效的分析，唯有通過這樣的思考，學生的動手實驗才能體現出真正的價值。這種將發散性和邏輯性相結合的工具，既能幫助學生記憶信息、把握靈感，又可以幫助學生通觀全局、條分縷析，有利于形成清晰、縝密的科學思維方式，理解與表達皆具有很強的分析型特點。

本學期思維導圖的應用，筆者主要采用Mindjet MindManager Pro軟件，可以制作思維導圖的工具還有很多，如Personalbrain、Inspiration等，甚至我們最常用的Word也可以做類似的工作（如案例2），只不過有導圖繪制過程的簡易與復雜、貧乏與生動之分。

Mindjet對于思維導圖的生成較為簡便易學，其多方式的備注，可完善教材分析、備選圖片、超鏈接資料庫等，充實教學資源；“任務信息”功能（如圖5），適用于科學課的長周期研究，如進行種植、養殖研究時，可以打開項目研究控制，記錄學生的研究進程。導出方便靈活，可實現Word\\PPT\\jpg等不同形式的導出，滿足不同教學情境的需求。

當然，思維導圖用于課堂，也有一定局限性，其邏輯性強的特色，與理科類有較好的契合，而文科類的學習，則未必能完全體現其優勢。另外，教室內需要足夠大的顯示屏以及教師相對較快的輸入速度。唯有在熟練運用的基礎上，思維導圖才能真正成為有效的教學輔助工具，為學生思維的發展服務。

思維導圖的應用，體現了過程性教學的特點，它將學生思維的過程圖示化，形象化。正如袁振國先生所說：“智慧比知識更重要，過程比結果更重要，知識是啟發智慧的手段，過程是結果的動態延伸。教學中能夠把結果變成過程，才能把知識變成智慧。”當我們教師在課堂內外，目光所注視的，不再只是教科書中那幾個字、幾張圖，而是學生靈動的思維、是如何更好地啟迪學生的智慧，那么，我們的教學才是真正有效的。