科學教學中如何運用思維導圖培養學生的分析能力

張潔瑩

分析能力是思維發展的基礎，是幫助學生進行科學探究和掌握科學規律的必要能力。學生在兒童時期需要借用圖形等具體事物建立思維加工模型，而思維導圖是一種圖形思維工具，能否借用思維導圖工具培養學生的分析能力呢？筆者經過研究后發現運用思維導圖工具教學能促進學生的分析能力的提高，并總結了一套運用思維導圖工具促進學生分析能力提高的教學方法。

在小學科學學科學習中，學生經常要運用分析能力來解讀數據，作比較，分析能力是思維發展的基礎。小學科學課程標準關于科學探究的具體內容標準中明確要求，要求學生在科學學習過程中必須逐步掌握分析的能力，而且還要學會利用這些能力獲取更多更新的科學知識。可見，分析能力是幫助學生進行科學探究和掌握科學規律的必要能力，它為深一層的科學探究做準備，促進分析能力提高對學生思維發展具有極大的意義。

分析能力具有內隱性的特點，發展的過程與結果不容易體現，那怎樣培養學生的分析能力呢？認知心理學認為，兒童時期處于具體運算階段，逐漸具備分類、排序、思維“可逆性”等能力，可以開始進行邏輯思維能力的訓練，不過在操作的時候還必須借助表象、符號等信息。因此在培養學生分析能力的過程中，可以借用圖形等具體事物幫助學生在腦海里建立思維加工模型，加速學生的思維過程。思維導圖是一種圖形思維工具，它運用圖文并重的技巧，把各級主題的關系用相互隸屬與相關的層級圖表現出來，把主題關鍵詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接。筆者對比思維導圖的繪制過程與分析過程，發現它們之間具有相似之處，于是提出了“運用思維導圖教學對促進學生分析能力的提高是否有影響”的研究問題，并經過一段時間研究后發現，運用思維導圖工具教學對學生分析能力的提高具有促進作用。在研究的過程中，筆者形成了一套運用思維導圖工具促進學生分析能力提高的教學方法。

教學方法是參照布盧姆教育目標分類法來設置的。布盧姆對“分析”的解釋是：將材料分解為它的組成部分并確定部分之間如何相互關系以形成總體結構或達到目的。分析認知過程類別包括區別、組織、歸因三個具體的認知過程。其教育目標包括學會確定信息的哪些部分是相關的或重要的（區別）、信息各部分是以什么方式組織在一起的（組織）以及信息背后的目的（歸因）。依據分析能力發展經歷區別、組織、歸因三個過程，如何運用思維導圖工具培養學生分析能力？具體操作如下：

一、運用思維導圖工具幫助學生進行分析能力訓練，主要有以下三步：

第一步，運用思維導圖對事物或現首先讓學生觀察事物或現象，以事物或現象作為中心詞，把觀察到的與事物或現象有關的信息用簡單的詞語列舉出來，用連線把中心詞與觀察到的信息連接起來，說明它們之間存在的關系，如果每個信息還有更細微的區分，就接著以每個信息為中心點，再把信息進行分解，同樣用連線連接。以對大樹的觀察為例，可以先讓學生總體觀察大樹，定中心詞為大樹，然后說說大樹大致有哪些部分組成，把觀察到的各部分列舉出來，如：莖、葉子、花、果實、根等，總體觀察結束后，再進行局部觀察，如觀察葉子：葉子有哪些部分、哪些特征，把它們列舉出來，花有哪些部分、哪些特征等，也分別把它們列舉出來，如圖1。

第二步，引導學生找出信息間的相互關系。

事物或現象被分解后，這時候就相當于處在分析的第一水平階段“區分”。“區分”后，仔細找一找信息之間有沒有相關聯的地方，這時分析進入高一級水平“組織”，如圖1。

第三步，幫助學生找出關聯點，形成新信息。

如果信息之間有相關聯的，思考關聯點是什么，找出本質聯系或特征，并為關聯點命名，這個命名的過程就處于分析的最高級別的水平“歸因”，如圖l和圖2。圖1：雄蕊上的花粉與雌蕊上的胚珠相結合形成種子，其實這里邊還可以再細化，就是分解雄蕊和雌蕊的結構，找出形成種子最關鍵部分；圖2是尋找羊與蘋果樹之間的共同點，為尋找植物和動物的共同特征提供方法。

這三步完成以后，學生初步學會了運用思維導圖工具幫助分析的方。這三步教學法的流程是：

二、運用思維導圖工具幫助學生分析及解決問題。具體的操作過程是：

第一，使用思維導圖工具幫助學生發散思維，鼓勵提出問題。

很多研究證明：思維導圖工具對于發散思維有很大的幫助。大腦工作機理的關鍵是想象與聯想。例如，當看到水果這個詞的時候，大腦里產生的可能是平時最愛吃那種水果，也可能看到不同顏色的水果，似乎還聞到它們的氣味。這是因為我們的大腦能夠根據適當的聯系進行發散性的感官想象和聯想。偉大的科學家愛因斯坦說：“想象比知識更重要。”思維導圖像大樹不斷長出分支這樣，利用聯想的方式，使想象不斷地擴散，由一個知識點聯想到另一個知識點；由一個現象聯想到另一個現象；由一個方法聯想到另一個方法。思維發散后，學生隨著信息不斷地涌現，未知也隨之增加，這是提出問題的好時機。

第二，幫助學生分解問題，把問題細化，降低問題解決的難度。問題解決是一種極其復雜的心理過程。一般認為，問題解決的思維活動必須具備三個條件：一是必須具有明確的目的性；二是必須有一系列操作程序；三是必須有思維認知成分的參與。運用思維導圖能使問題不斷細化，具體化，降低問題解決的難度，使問題解決更具操作性。問題的細化還有利于學生明確問題解決的目的，找到問題解決的方向。如圖5，很多學生會提出這樣的問題：陽光照射到什么樣的物體上會產生影子？這個問題有點大、比較籠統，這時教師可以幫助學生進行梳理，細化問題，使問題具體化，問題越具體越具操作性，問題解決的難度也會隨之降低。

第三、找出問題中的關鍵詞及其關系。在解決帶控制變量的問題時，可采用思維導圖的方式，幫助學生找出問題中的關鍵詞。找出關鍵詞后，再尋找關鍵詞之間的關系，找出關聯處，然后圍繞關聯進行思考解決問題的方法，直接在關聯處定出解決問題的方法，如圖6就是解決帶控制變量問題的過程。運用思維導圖工具進行分析問題，使學生思考的全過程都呈現出來，教師可以通過這可視化的思維過程了解學生是怎么思考的，進行適時地指導；也可以幫助學生理順思路，簡化研究方案的設計過程，解決問題的流程躍然紙上，使解決問題過程更具操作性。具體的操作流程是：

分析一直被人們認為是人類最基本的思維方法，它是邏輯思維能力向更高層次發展的先行條件。小學科學探究要向深層次發展，探索出具有創新性的研究成果，學生就必須具備較好的分析能力，因此促進學生分析能力提高的研究是非常必要的，也是非常迫切的。思維導圖的繪制過程與分析能力的發展過程具有相似點，運用思維導圖工具幫助學生掌握分析的方法符合學生生理年齡以及思維發展的特點。