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思維導圖促進小學生科學探究學習的應用研究
思維導圖促進小學生科學探究學習的應用研究
浙江 富陽 孫碧琴
一、研究背景
1. 對兩種教學現(xiàn)象的思考
情境一：
教師A：今天的天氣對我們的生活有什么影響嗎？
生：今天早上下雨了，我們上學時就要帶雨傘了。為了防止鞋子濕掉，我還穿了塑料鞋套。我媽媽騎車是穿雨衣的。我討厭下雨，一下雨我們就不能去操場上體育課了……
情境二：
教師B：今天的天氣對我們的生活有什么影響嗎？各小組討論后試著用網(wǎng)狀圖表示出來。
8 分鐘后，有一個小組繪制出了《天氣對我們生活的影響》的網(wǎng)狀圖（如圖1）。
在學生繪制的網(wǎng)狀圖的基礎上，教師B 根據(jù)其他學生的補充匯報，最后形成了一幅網(wǎng)狀圖（如圖2）。
比較這兩位教師的教學行為，我們發(fā)現(xiàn)：
教師A 的教學采用的是問答式的，只限于師生之間的交流。這樣的教學在學生的腦海中形成的知識結構是比較零碎、零亂的。教師B 的教學采用小組合作的手段，讓學生從一開始就利用網(wǎng)狀圖進行今天的天氣與我們生活之間的關系的梳理。這樣的教學是通過學生自主建構關系圖，在一開始就加入了概念關系之間的層次關系的思考，在思維的難度和深度上都有所要求。教師B 以網(wǎng)狀圖這種學習工具為依托，讓學生從一開始就進入了比較高的學習起點，同時更能發(fā)展學生探究學習的能力。
2. 對教師運用思維導圖進行教學的調查與分析
基于思維可視化原理的思維導圖被引入到教育教學領域以來，修訂后的小學科學教材中引入了多種形式的思維導圖，因為它們是學生學習科學的有效工具。為此，我們對3 年級至6 年級的所有科學教材中的思維圖呈現(xiàn)的次數(shù)進行了統(tǒng)計（如表1）。
為了了解科學教師運用思維導圖進行教學的情況，我們采用了問卷調查法，對30 名科學教師作了調查。通過調查我們發(fā)現(xiàn)，科學教師在運用思維導圖進行教學中存在著如下的一些問題。
�。�1）忽視思維導圖是學生探究學習的生成物這一功能。有30%的科學教師不重視教材中思維導圖。為了便于自己的教學，他們經常會出現(xiàn)沒有經過研討就直接把答案告知學生，有時為了完成教學任務甚至是直接用實物投影，讓學生抄寫一下就行了。
�。�2）用思維導圖進行教學的范圍局限于教材。有70%的科學教師會利用教科書上的思維導圖進行教學，但是如何運用這些思維導圖進行有效的科學探究學習則存在一定的困難。大部分科學教師在教學上采用教科書上已有的，如果教科書上沒有的，就不會自主利用思維導圖進行教學了，用思維導圖進行教學的范圍僅僅局限于教材。
�。�3）用思維導圖進行教學的方法比較單一。有80%的科學教師用思維導圖進行教學主要采用通過教師提問、學生回答，在單一的互動過程中再由教師做一些引導、梳理，最后形成一幅思維導圖。可以說，思維導圖大部分是由教師牽引著完成的，這樣的思維導圖雖然從某種意義上也是由學生建構的，但是學生探究學習的主體性不強，而且探究學習的有效性不高。
針對上述問題，我們試圖利用思維導圖這一工具，通過行動研究的方法，探討如何利用思維導圖這一有效的學習工具切實提高學生探究性學習的能力和水平。
二、思維導圖促進學生科學探究學習的應用途徑
1. 思維導圖應用于教師探究式的板書
板書是幫助教師實現(xiàn)教學目標的重要手段，通過板書教師可以向學生提示教學重點內容，體現(xiàn)教材結構和構建教學認知程序。大部分的教師板書主要采用大綱形式，以文字為主呈線性結構顯現(xiàn)。因為這樣比較方便，制作比較簡單。如六下科學《放大鏡》一課，這是我們采用的原有板書形式（如圖3）。
如果教師采用的板書形式以思維導圖的形式呈現(xiàn)，學生可以充分發(fā)揮發(fā)散性思維，教師不必再拘泥于自己的預設，可以根據(jù)學生的需要調整并推進自己的教學。教師與學生構建思維導圖的過程，其實是知識建構的過程。在建構過程中，學生形成了對知識的整體結構的把握，更有利于學生對知識深層次的理解。如果用思維導圖來展示的教學內容就完全不一樣，以下是《放大鏡》這節(jié)課的板書（如圖4）
從以上實例中可以看出，用思維導圖展示教學內容，具有直觀、容易比較，而且便于記憶的特點。通過教師整個思維導圖的板書設計，讓學生能夠看到這一節(jié)課的教學重點，尤其是理清了一些概念的層次結構。特別是當有一些有獨創(chuàng)性的、生成性的東西，隨時可以作為一個節(jié)點納入整個思維導圖中來，從而突破大綱式板書的局限性。這樣的板書注重了學生的生成，更有符合探究性學習的需要。有了教師采用的思維導圖作為的板書的示范，那么學生也就有了模板，慢慢地就學會繪制自己的思維導圖了。
2. 思維導圖應用于單元起始課
單元起始課，是各單元教學的開場白。起始課重要的功能就是了解學生前概念和前概念系統(tǒng)，為教師的以學定教做好一定的指向。在現(xiàn)行的科學教材中，一個單元往往就有一個核心概念，而且整個單元就是按照這個核心概念進行由淺入深地組織教材內容的，這個核心概念起著提領全單元的重要作用，所以在教學中有必要了解一下學生對這個核心概念的了解程度。在起始課中，教師通過創(chuàng)設一定的情境，展示并暴露學生的“前概念”或者“前概念系統(tǒng)”。
例如五上科學《光》這個單元的起始課教學。在教學中，教師首先出示一個手電筒，然后提問：“對于光，你知道些什么？還想知道些什么？”讓學生試著用氣泡圖的形式自由繪制自己所知道的“光”。最后，教師根據(jù)學生的氣泡圖梳理引導板書展示以“光”為中心的網(wǎng)狀圖（如圖5）。
這樣，教師就可以借此了解學生的初始想法，并以此確定教學的起點、重點及難點，以便在后續(xù)的每一個課時中有所側重，幫助學生修正錯誤的認識。讓學生帶著一個個問題進入整個單元的學習，產生的效能是非常巨大的。
3. 思維導圖應用于學生探究式筆記
做筆記是學生學習過程中常見的學習行為。對于小學生來說，他們不喜歡記錄文字筆記，一是因為有些生字會認不會寫，二是因為寫字的速度比較慢。但小學生樂于涂涂畫畫，并喜歡用圖畫來表達，因為這種圖文結合的筆記形象、直觀，富有兒童情趣，符合他們的認知規(guī)律和表達特點。學生在自主嘗試畫圖的過程中，需要自主把握各知識點的相互關聯(lián)，自主探究并建構知識的整體框架，這充分顯示了“自主、合作、探究”的思想。
應用思維導圖讓學生做探究性筆記的方法是：學生準備幾支彩筆，嘗試將不同層次的課堂內容如一段話、一個概念，在理解后記幾個關鍵詞，或幾筆畫成一幅有趣的小圖，邊聽課邊將相關概念和內容連線，就能畫成一張初步的思維導圖。
在這一過程中，學生不需要用大量的時間去埋頭苦記，而是積極地對關鍵字進行加工、分析和整理，并和教師積極地對話，這樣能極大地提高他們的理解能力和記憶能力，對他們的邏輯思維和創(chuàng)造性思維都有很大的幫助。另外，學生甚至可以順著教師的思路展開聯(lián)想，在腦海中浮現(xiàn)出教師想到的或者沒有想到的與之相關的知識點，并把這些想到的東西添置到思維導圖中。
4．思維導圖應用于學生探究式討論
在課堂教學中，以學生小組為單位進行討論是小學科學課普遍開展的一種學習方式。在小組討論中，記錄員可以用不同的顏色代表不同的觀點，這樣，小組成員從圖中可以直觀地看到現(xiàn)在討論問題的焦點所在，以及討論的發(fā)展趨勢，就避免了討論過程中的盲目。讓學生說過，更讓學生寫過、畫過，這樣的做法更讓學生有充分表達的機會，記憶也就更深刻。當小組的討論完成之后，交流各個小組的討論結果，展示各個小組繪制的思維導圖，相互補充和完善。當教師等全部小組匯報之后，也可以展示自己的思維導圖，讓學生尋找與老師的差距，比較后進行反思修正，從而獲得更大的進步。
如在教學《溶解的快與慢》一課時，教師讓學生進行小組討論：影響物體溶解快與慢的因素有哪些？學生們想了很多因素，其中還簡單地設計了三個對比實驗。三個對比實驗的設計或選用文字表達，或選用簡單的圖示表達，既從多角度表達了每一個小組成員的思維過程，又體現(xiàn)了思維導圖很重要的一個功能，那就是每一個節(jié)點可以用不同的形式、方法納入思維導圖中。這樣，就使小組合作學習的優(yōu)勢體現(xiàn)得淋漓盡致。
這樣的成果拿出來展示，給了學生很大的信心，他們不再拘束，當然，也給他們的匯報增色不少。
5. 思維導圖應用于學生探究式作業(yè)
科學課的教學時間是非常緊張的，而科學探究學習是需要花費較多時間的，所以在短短的40 分鐘內完成整個探究學習是很困難的。即使完成了，也是曇花一現(xiàn)，匆匆走過場而已，探究并沒有很好地深入進行，完成的質量也不是十分理想。
現(xiàn)在有了思維導圖，在布置探究作業(yè)的時候，我們就有了一定的思路。在思維導圖的繪制過程中，學生動手畫一畫，通過想象和色彩感受，創(chuàng)作出自己喜歡的圖畫，這樣的作業(yè)方式不僅調動了學生完成作業(yè)的積極性，讓學生寓學于樂，完成的質量也大大提高了。
探究式作業(yè)可以是以調查學習起點為目的，可以是以鞏固課堂學習為目的，也可以是以課后延伸拓展為目的。但無論是以哪種目的為目的，制圖過程都是為了充分激發(fā)學生完成科學作業(yè)的興趣，發(fā)揮學生自主探究的途徑。請看下面的探究式作業(yè)例題：我們每天都會吃各種食物，這些食物從嘴里又到哪里去了？
我們身體里的哪些器官與食物的消化吸收有關系？在下面記錄單上的人體輪廓圖中，畫出食物可能經過的主要器官。
下面是我們選擇的具有典型意義
的三個同學的探究式作業(yè)（如圖6）：
從學生的探究式作業(yè)中我們可以看出，學生比較容易出錯的地方有小腸和大腸的順序問題、胃的位置問題、小腸和大腸的長度問題。而這些思維導圖，就可以作為我們教學的起點。在教學過程中，我們要注重從各部分器官的功能來推導它的先后順序，然后讓學生自己去修正自己所畫的思維導圖。這樣的探究式作業(yè)，為教師“以學定教”起到了很好的輔助作用。
三、應用思維導圖促進科學探究學習的初步成效
1. 提高了學生對知識的整體把握能力
通過一年的運用思維導圖進行教學，學生在整個科學探究學習活動中表現(xiàn)出了這些特點：探究思路逐漸清晰起來了，能夠比較嚴謹?shù)亻_展探究活動，所獲得的體驗更深刻，所收集的數(shù)據(jù)、信息更加廣泛、更加翔實，所得出的科學結論也更加全面完整。因為學生的學習在繪制思維導圖的過程中，要考慮概念的上位關系、下位關系和組合關系的層次排列，最終形成了學生的認知結構。對于學生來說，思維導圖能促使他們整合新舊知識、建構知識網(wǎng)絡、濃縮知識結構，從而使他們從整體上把握知識，尤其是對科學概念的理解。
由此我們可以看出，思維導圖的應用使學生提高了對課文內容、單元內容、整冊教材內容的整體把握，而且學生會把科學課中學會的應用思維導圖進行探究式學習的方法自覺地運用到其他學科的學習活動中去。
2. 加強了教師教學思考的嚴謹性
“一節(jié)課是一個整體，一門學科是一個整體”，小學科學教學的具體內容很多，也很繁雜，但在本質上是有緊密聯(lián)系的�！八季S導圖”在幫助學生建構知識結構之前，教師首先要有每一課、每一單元、每一冊乃至整個學段的思維導圖。這就對教師提出一個更高的要求。所以，教師必須熟悉每一課、每一單元、每一冊乃至整個學段的知識體系，這就在無形當中提升了教師對每節(jié)課、每單元、每冊、每學段的整體把握，使教師的教學行為、教學思考更嚴謹、更科學。
參考文獻：
[1]東尼·博贊.思維導圖———大腦使用說明書[M].北京:外語教學與研究出版社，2005.
[2]徐學福.探究式學習的內涵解析[J].教育科學,2002(8).
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