基于思維導圖的化學有效教學的實踐研究

白靜珠　張芹芹

基于思維導圖的化學有效教學的實踐研究

白靜珠張芹芹

（江蘇省江陰市青陽中學江蘇江陰214401）

思維導圖是一種將思維可視化的工具，它能以直觀形象的方式表達知識結構，有效地呈現思考的過程及知識的關聯。鑒于目前課堂低效的狀態，作者嘗試把思維導圖應用于化學教學，通過課堂實例展示基于思維導圖下有效的化學教學課堂，旨在為一線工作的教師提供一些參考。

思維導圖；化學；有效教學

江蘇新高考政策實施以來，化學學科受到嚴重沖擊，高考難度不減，但課時和作業時間明顯減少，學生的重視程度也相應降低。在這樣的大環境下，化學教學步履維艱，教學效果不容樂觀，教學壓力很大。俗話說：“雞蛋從外面打破是食物，從內打破是生命”。教學亦如此，自上而下、自外而內的要求是壓力，是負擔，是作繭自縛；而自下而上、自內而外的張力是成長，是解脫，是化蛹成蝶。［1］因此，廣大教育理論和實踐工作者基于客觀現實和自身的發展需求，正迫切地探索符合新課程理念下的有效教學模式。

一、問題的提出

在課程改革的課堂教學實踐中，我校提出轉變學生學習方式，淘汰原本講授式的教學模式，倡導學案導學下的課堂教學。實施以后，課堂上學生活動“豐富”起來，小組討論、實驗探究、問題解決、視野拓展……每堂新課都在急促的鈴聲中匆忙結束。筆者感覺目前課堂簡直就可以比作導演在拍電影，把每一個環節都精心設計到位，學生只需按要求表演。這樣的結果是降低了學生的思維訓練，弱化了學生對學科整體及局部知識框架的建構，輕視了學生自主學習意識的培養，減緩了學生能力的提升。

怎樣才能開展有效的教學，提高學生的知識建構能力和思維能力？筆者認為，將思維導圖應用到教學不失為一個好方法。思維導圖作為一種有效的、能夠促進思維發展、加強知識網絡構建的教學工具，不僅能夠在很大程度上幫助老師、學生發展一種清晰的整體性知識框架，幫助學生豐富、完備化學知識網絡，從而建構完整的化學觀，還能更好地調動學生大腦中相對應的化學知識，讓學生的思維過程更加流暢、條理更加清晰，從而培養學生的思維觀。

二、思維導圖的概述

1.思維導圖的起源

“給你的思維畫一幅導圖”，這是被譽為“世界記憶之父”的英國教育學家托尼·布贊（TonyBuzon）在20世紀60年代提出一句名言。他所指正是思維導圖——一種新型的思維模式。

托尼·布贊在他的大學期間發現傳統的記筆記方式不僅費時間、容易出錯，而且筆記中的不易發現、記憶起來比較困難，于是他萌生了對大腦的工作方式展開研究的想法。通過研究腦科學發現，大腦神經是一個由中心向外發散的神經元，進入大腦的文字、符號、顏色、味道、音樂等等這些引起人多感官運作的信息都可以成為一個信息中心，并由此中心向外無限發散，成為彼此連接的網狀數據庫。

托尼·布贊受此啟發，順應腦神經活動規律，首創了思維導圖。思維導圖能從一個主要概念開始，隨著思維的不斷深入，逐步建立一個有序的發散的圖。運用思維導圖可以將新知識的關鍵概念與頭腦中已有的其他概念聯系起來，讓孤立的知識的記憶存儲成為有意義的知識建構。運用思維導圖還能提高學生思維能力。思維導圖的放射性思考方法，“除了加速資料的累積量外，更將數據依據彼此間的關聯性分層分類管理，使資料的儲存、管理及應用更系統化，從而增加大腦運作的效率，它允許你探索大腦能夠創造的無限聯想的世界！”［2］

2.思維導圖的使用

思維導圖的繪制可以運用Inspriation、Mindmanager、Personalbrain等專業軟件，但一般在日常的教學中，我們采用簡單的紙筆手繪。

課堂上采用的思維導圖僅用圖形、連線和等，將一些冗余雜亂的信息刪除處理，將知識結構或文字陳述“梳理壓縮”成由關鍵信息及其聯系所組成的一張圖，這里的

相當于信息組塊。思維導圖以一種醒目的方式將這些表達重要意義的

從一大堆相對不重要的詞匯之中抽取出來，以視覺化、結構化形式來建構新舊知識體系，或以流程圖形式體現反應過程中的關鍵步驟，使人一目了然，更易理清題目中所涵蓋的信息。

比如，蘇教版高中《化學1》第一專題“化學家眼中的物質世界”，共分為三個單元——“豐富多彩的化學物質”“研究物質的實驗方法”“人類對原子結構的認識”。這三個單元表面上看上去毫無聯系，且與初中的知識結構脫節，實則不然。筆者借助思維導圖發現書本設計是按照從宏觀物質到微觀粒子的順序逐步讓學生研究物質世界，在內容上也與初三所學知識做了一個很好的對接，見圖1。因為初中學生對物質在宏觀上的分類已有一定的認識，高中課本一開始就對他們熟悉的一類“混合物”進行細致的分類和研究，介紹更多的混合物分離和提純的方法，講述混合物按微粒直徑大小分類的標準，即可分為溶液、膠體和濁液，尤其對“膠體”知識進行詳細介紹，突出膠體的應用。從微觀角度看，學生在初中時已經掌握了構成物質的3種基本微粒——原子、分子、離子，在高中階段對其中一種基本微粒——原子進一步深入研究，介紹原子的內部結構和隱藏的數量關系。課本30多頁內容用簡單的一張思維導圖呈現了出來。這張思維導圖不僅向學生建構一張知識藍圖，而且在不知不覺中讓新知識納入到學生的思維體系中。

圖1　“化學家眼中的物質世界”的思維導圖

三、基于思維導圖的有效教學課例設計

現就蘇教版高中化學“鋁的重要化合物——氫氧化物”為例加以說明。

1.教材設計

本節課重點之一是介紹Al（OH）3的化學性質及制備，突出兩性氫氧化物的特點。前面學生已經學習了Al2O3的性質和應用，在學生的知識體系中已經有了兩性氧化物的概念，也繪制了“氧化物的分類”思維導圖（如圖2）。根據高一學生的能力，讓學生對物質分類知識進一步進行聯想和補充。課前通過微視頻播放Al（OH）3跟強酸和強堿反應的實驗，學生隨即發現Al（OH）3與Al2O3性質相似，視頻中同時給出兩性氫氧化物的概念。時長5分鐘的視頻讓部分重點知識前置，可以讓學生“學”在前面，減小不同學生課前基礎水平差距，使其能夠更適應課堂的節奏和容量。微視頻中留下思維空間，讓學生在課堂上探究氫氧化鋁的制備有了理論基礎，探究過程更有目的性和針對性。［3］

圖2　“氧化物的分類”的思維導圖

課堂上學生可以借助思維導圖尋找制備試劑。思維導圖有一個重要優勢，能一目了然地進行知識表征，在分析事物本質時，能激發學生思維，從復雜中提煉出精髓，更好地培養學生的獨立思考和思維遷移能力。在進行實驗前，每位同學根據實驗試劑設計一份思維導圖，然后成員之間交流自己的思維導圖，充分表達自己的見解和實驗設計方案，在交流的過程中，同學進行頭腦風暴，最終對原有的思維導圖進行改進、完善和豐富，形成一個最終實驗方案。學生根據方案，通過動手實踐探究制取Al（OH）3的最佳途徑。作為老師，不能讓知識僅停留在事實表層，應該在課堂中再次借助思維導圖分析實驗現象后面的微觀本質，啟發學生寫出自己理解的有關化學方程式。

本節課的另外一個重點是借助思維導圖建構知識體系，通過小組合作完成鋁的重要化合物間的相互轉化，進而使知識系統化、網絡化。通過繪制思維導圖，可以讓學生將鋁的化合物知識串成線、織成網，尋找知識網絡中存在的漏洞。思維導圖的繪制過程即是知識網絡的建構過程。小組之間繪制思維導圖的合作，有利于學生之間的交流與討論，也有利于學生學習他人的思維過程和給予他人恰當的幫助，使得同學之間更能互相激發思維、取長補短。

思維導圖制作后的評價也是一個非常值得研究的問題。課堂上，老師不可能評價每一位同學的思維導圖，但是通過小組合作來討論制作思維導圖的方式，一方面可以提高思維導圖的質量，因為每一幅導圖都凝結了小組的智慧，是經過小組成員補充完善的結果，作品量少質量高；另一方面可以讓老師有充分的時間對每組作品進行評價分析，還能對小組中成員的學習狀態及方法給予評價，形成多元評價體系。不僅如此，任課教師最終選出一到二份高質量的思維導圖進行表揚，這種激勵機制將會帶來良性循環，讓學生更加熱愛化學課堂。

2.教學目標

①通過課前微視頻初步了解氫氧化鋁的兩性性質；

②通過科學探究找到實驗室制備氫氧化鋁的最佳途徑；

③通過小組合作完成鋁的重要化合物間的轉化。

3.教學流程圖

4.教學過程

（1）課堂引入

［師］今天這堂課的目標是同學們自己動手探索制備氫氧化鋁的最佳途徑。同學們想一想，制備Al（OH）3要用哪些試劑呢？請大家用思維導圖的形式表示出來。

［生］Al（OH）3中的Al3+可以來自可溶性鋁鹽，而OH-可以來自堿。

［師］說得非常好！我們通過課前學習了解到氫氧化鋁是兩性氫氧化物，所以氫氧化鋁不僅可以看成是一種堿，還可以看成是一種酸，Al（OH）3的酸式電離方程式為：Al（OH）3?H++AlO2-+H2O，看到它的電離方程式，同學們好好思考一下，還有什么試劑能制備Al（OH）3呢？

［生］可以用可溶性偏鋁酸鹽和酸來制備。

圖3　借助思維導圖進行試劑選擇

（2）自主探究

［師］以小組合作的方式，用所給試劑設計出多條制備氫氧化鋁的途徑，用思維導圖的形式表達出來，通過實踐商討出較合理的制備方法，并記錄實驗現象。

［生］各組成員獨立思考實驗步驟，產生最初的實驗方案導圖，經過討論協商繪制出最終的思維導圖，然后動手實踐并記錄現象。（如圖4）

圖4　借助思維導圖設計并記錄實驗現象

學生匯報結果：方案二和方案四是實驗室制取氫氧化鋁的較合理方案。

（3）微觀解釋

［師］同學們在這次實驗中利用思維導圖這個有效工具出色地完成了制備任務，但是我們還必須會用微觀原理解釋原因，所謂知其然而后知其所以然。

Al（OH）3的電離方程式為：

圖5　借助思維導圖實現微觀解釋

因為氫氧化鋁在水溶液中存在著堿式電離和酸式電離，所以我們也把氫氧化鋁稱作兩性氫氧化物。如果我們在氫氧化鋁中加入強酸，那么H+會去結合電離出來的OH-從而生成鋁鹽和水；如果我們加入強堿，那么OH-會去結合電離出來的H+從而生成偏鋁酸鹽和水。下面，同學們嘗試寫出氫氧化鋁分別與鹽酸、氫氧化鈉反應的化學方程式。

（4）知識遷移

［師］含鋁物質之間的轉化關系特別復雜，所涉及的化學方程式也特別多，如果同學們沒有聯系的一條一條去背化學反應方程式的話，最終會導致記憶的混淆。而通過繪制思維導圖的方式，可以讓各個獨立的反應有層次地形成一張網，這樣便于同學們對知識進行全面的理解和知識的分類儲存，同時避免記憶的混亂和不深刻。下面，同學們以小組為單位完成鋁的重要化合物間的轉化圖，結束時我們一起評比最佳思維導圖！

［生］學生進行思維導圖的繪制與創作，老師篩選出兩幅學生手繪思維導圖，具體見圖6、圖7。

圖6　鋁的重要化合物間轉化的思維導圖

圖7　鋁的重要化合物間轉化的思維導圖

（5）多元評價

［師］同學們通過小組合作方式，繪制出6份表達各異的思維導圖。在小組合作中，有些學生的制圖能力得到提高；有些學生的語言表達能力進步很大；有些學生對團隊合作產生了更深的認識；有些學生的邏輯思維能力得到了提升。老師對學生的評價也將會采用多元評價方式，給出一星到三星三個等級，從多角度評價同學們的表現。下面讓我們給得到星級數最高的小組送上最熱烈的掌聲！

圖8　借助思維導圖實現多元評價

四、關于思維導圖的實踐反思

思維導圖不僅是一種將思維可視化的工具，而且還是基于思維的一種思想方法。把思維導圖應用到化學教學中是一種很好的嘗試，提倡讓學生積極使用，廣泛交流。實踐證明，思維導圖能幫助學生將零散的化學知識結構化、條理化和系統化，從而提高教學的質量和效率；思維導圖能改變學生思維模式，訓練學生思維能力，進而提高學生的課堂學習效果。

筆者還發現對于同一個主題可以多次制作思維導圖，通過不同的角度挖掘對主題的理解，建立知識的多重聯系，有利于知識掌握和思維提升。但是我們也要看到，思維導圖并不是適用于每一個知識內容，比如化學反應原理，使用思維導圖后的效果并沒有多明顯，因此我們提倡，絕不能迷戀思維導圖，要科學地應用思維導圖，充分發揮思維導圖在課堂教學中的作用。

作為化學教育工作中的一線工作者，提高教學的質量和效率始終是我們最根本的宗旨。筆者提倡在當前有限的化學教學時間中，嘗試使用思維導圖這一優質工具，將它與教學進行完美融合，進一步提高化學教學的效果，實現有效教學的目的。

［1］黃丹青，陳啟新.“減負”背景下初中化學教學的偏離與回歸［J］.化學教學，2015（01）

［2］何露.利用思維導圖提高化學教學的有效性［J］.教育導刊，2009（12）

［3］邱激揚.翻轉課堂在初中化學課堂中的實踐與思考——以“探究金屬的性質”教學設計為例［J］.化學教學，2014（10）

1008-0546（2016）11-0021-04

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10.3969/j.issn.1008-0546.2016.11.008