巧用思維導圖，培養思維能力

親歷科學探究活動是發展科學探究能力、培養科學素養的載體。科學探究能力的核心是科學思維方式的形成，包括邏輯思維、辯證思維、批判性思維以及發散性思維等品質，它是學生知識素養、實踐能力的綜合體現，反映了學生智力發展的水平。引導學生開展科學探究的重要目標是培養他們的科學思維方式，從而形成科學研究的技能，掌握科學研究的方法。

我們通過教學實踐發現，學生在掌握繪圖技巧后，能夠將思維可視化，即將自己對科學概念的理解以及對觀察實驗的記錄，用畫圖的方式展示出來。我們認為，引導學生經常使用思維導圖，是培養學生的思維從感性向理性發展的有效途徑。

學會繪制思維導圖是培養學生思維能力的有效手段

思維導圖能夠用文字和圖形將想法“畫出來”，是一種創造性的、有效的記筆記的方法，是放射性思維的表達。教學中，應該教會學生用思維導圖的形式呈現自己對所學單元科學概念的理解。在一個單元的學習結束時，教師可以從以下五個方面教會學生繪制思維導圖，幫助他們梳理本單元所學的科學概念。下面以《天氣》單元為例進行討論。

1.復習導入，明確思維導圖的主題和次主題

《天氣》單元是中年段的內容，屬于地球與宇宙領域。在學習本單元之前，學生已經知道有陰、晴、雨等天氣現象，初步了解了天氣變化對動植物和人類生活的影響。本單元引導學生關注每天天氣變化，對天氣的一些基本特征進行研究，利用科學工具像氣象學家那樣觀察、記錄、分析現象，激發學生研究天氣現象的好奇心和熱情。

單元學習結束后，教師指導學生繪制思維導圖，進一步豐富對天氣概念的認識。首先，學生要將主題詞寫在紙的中心位置，由主題發散的主干作為分支，從中央圖向四周放射，作為次主題。為了達成此目標，教師向學生提出問題：這個單元我們研究的主題是什么？學生回答后，教師將“天氣”這個主題詞寫在紙的中心的大圓圈內，并追問：“我們是從哪些方面來描述天氣的？”學生回答：“云、風、溫度、降水。”教師從寫有天氣主題詞的中心向四周畫出四條線段，并在線段下的圓圈內分別寫入四個天氣特征的關鍵詞（如圖1）。這樣做是為了讓學生知道天氣特征可以從“云、風、溫度、降水”四個方面進行描述。

2.發散思維，畫出思維導圖的分支

在次主題下可以再畫出分支，形成一個連接節點的結構（如圖2）。為了達成此目標，教師向學生提出以下問題：我們是怎樣觀測和描述云的？我們是怎樣觀測和描述風的？我們是怎樣觀測和描述降水的？我們是怎樣觀測和描述溫度的？當學生回答根據云的多少可分為晴天、多云、陰天后，以描述云的特征為例，教師在次主題下的分支下畫出兩條線段，一條線段的圓圈內寫入“云量”，并從這個連接點再畫出三個分支，同時在三個分支下的圓圈內寫上晴天、多云、陰天，至此，“云”特征中“云量”的描述就完成了。接下來，鼓勵學生用上述方法繼續完成云的高度的描述，然后告訴他們繼續用描述云的方法，嘗試自己去完成風、溫度和降水特征的描述。這樣做是為了讓學生知道，所描述的天氣特征是運用感官和科學工具收集數據而獲得的。

3.彩筆標注，在思維導圖上進行分類

學生完成次主題下的分支后，要將次主題與分支間用不同顏色的圓圈進行分層。教師可以引導學生思考：我們可以用什么方法讓思維導圖看起來層次更加清晰呢？引導學生用不同顏色的筆對四個特征下的分支進行分類。這樣做是為了讓學生更加清楚知識點間的聯系。

4.在思維導圖上添加箭頭或關鍵詞，便于“讀”圖

分層結束后，教師向學生提出以下問題：“積云通常與什么天氣有關系？層云與什么天氣有關系？”此時學生答道：“積云通常與晴好天氣相聯系，雨層云與下雨有聯系，下雨后，我們要用雨量器，測出降水量……”此時教師畫出箭頭找出關系，并在箭頭上面寫出關鍵詞，標注兩者間的關系。使用箭頭和關鍵詞，一是為了讓學生知道各個特征之間是有聯系的，是它們間的聯系讓我們認識了天氣;二是可以幫助學生學會“讀”圖，學會用準確的語言表達科學概念。

5.深入反思，充實思維導圖中的內容

為了充實思維導圖中的內容，可以從主題詞向外再引出一條線段，形成又一個次主題，并完成次主題下的分支。教學中，教師引發學生思考下列問題：我們知道通過風、云、降水、溫度可以預測天氣，你們還知道有哪些生物也可以預測天氣嗎？此時如果學生不了解，教師可以引導學生閱讀資料庫中的內容，然后讓他們繼續完成生物主題下的學習內容。這樣做既可以讓學生課內外相結合，又可以進一步拓寬他們對天氣特征的認識。

思維導圖可以幫助學生梳理認識，養成良好的思維習慣;在繪制的過程中形成系統，提高學習效率;在不斷完善的過程中激發聯想，培養創造力。我們要讓使用思維導圖成為學生的一種學習習慣，促進他們學習能力的發展。

巧妙繪制思維導圖，促進思維發展

在學生學會繪制思維導圖的基礎上，教師應該指導學生根據學習內容的需要，采用不同的繪圖方式，從而進一步促進他們思維能力的發展。

1.運用氣泡圖

氣泡圖是用“描繪性的詞匯”來描述中間泡泡內的主題。在科學課中運用氣泡圖的記錄方式，有助于引導學生在科學概念基礎上進行發散思維。如《我們的身體》一課的思維導圖中，所有的詞匯描述都是圍繞“身體”這一主題展開的，可以幫助學生認識身體各個部分是相互協調工作的（如圖3）。

2.運用流程圖

學生在科學課程的學習中要學習很多概念，科學概念不僅是組成科學教材的重要基本元素，也是提高學生科學素養的基石。沒有堅實的科學基礎，發展學生的思維，培養學生的能力就是一句空話。流程圖可以描述一個事情的發展順序和內在邏輯關系，可以幫助學生建構科學概念。以《電》單元為例，當一個個研究活動結束后，可以引導學生將相關內容有序補充到流程圖中（如圖4）。

3.運用雙氣泡圖

雙氣泡圖像兩個氣泡圖的結合版，它的用處在于對比和類比兩個事物的共同點和不同點，這樣的繪圖方式能夠巧妙地幫助學生清楚認識事物的特征。如《水和空氣》一課，可運用雙氣泡圖進行類比活動，比較水和空氣這兩種物質的相同與不同。在內圍中，“無色”“無味”“透明”和“生物”等詞語分別描述的是兩者的共同特征，外圍的“液體”和“氣體”“看得見”和“看不見”，以及“摸得著”和“摸不著”等詞語分別描述了兩者的不同特征。

巧用圖示，促進學生思維能力的提升

利用教學板書、復習課、小組合作學習等方式，以思維導圖為線索幫助學生建構概念，可以進一步提升學生的思維能力。

在課堂教學中，教學板書是教師常用的教學輔助手段，幾乎每堂課都有。教師可以借助板書為學生做出便于學生理解的思維導圖。在畫思維導圖的過程中，引導學生一邊復習所學知識，一邊明確各知識之間的思維關系，引領學生梳理科學概念。

以《電》單元為例，在未開始單元內容學習之前，讓學生留一頁空白紙，提醒他們將主題《電》寫在紙的左側;一個研究活動結束后，學生借助教師板書和科學記錄本，將學習內容有序地記錄下來;隨著一個個活動的結束，學生對電這個概念的建構也基本完成了。圖4中，學生可以看到這些科學概念并不是孤立的、毫無聯系、單獨存在的，而是一個整體中的一部分，每一個概念都能在這個整體中找到它的位置，從而讓學生對電的概念有更深刻的理解。

一個單元的可視化的、思維導圖式的板書完成之后，教師可以借助板書再一次向學生講清楚設計概念圖的要點：

第一，將最基本概念放在最頂部或記錄本左側位置;

第二，圖中要呈現本單元所學的科學概念;

第三，內容要力求簡潔，不要用太多的箭頭，在箭頭上方用連接詞表明兩個概念間的聯系，如“可以”“產生”等詞語;

第四，設計思路有邏輯性、合理性。

在此過程中，向學生強調制作思維導圖最根本的一點是要注意各概念之間的聯系，不僅包括新概念之間的聯系，也包括新概念與舊概念之間的聯系。

思維導圖相對于傳統的筆記，文字明顯減少，但內容更豐富，為學生的復習提供了非常便利的途徑。在復習課中繪制思維導圖，有利于幫助學生鞏固所學科學概念，加深對科學概念的理解。

以《天氣》單元為例，學生在完成單元學習后，通過思維導圖，能夠運用較少的文字，將一個單元的知識進行比較全面的回顧，對所學知識進行了系統化、科學化的梳理，為課后復習提供便利（如圖5）。

在科學課上，小組合作學習是一種主要的學習方式，在小組合作中使用思維導圖，學生能夠關注差異，加強交流，提高合作的實效性。以《各種各樣的巖石》一課為例，課上教師準備一張較大的白紙，讓學生將主題詞“巖石”寫于紙的中心位置。小組學生從主題詞向四周畫出多條線段（如圖6），每人選擇巖石的某一類特征進行完善：觀察各種巖石，記錄相應的特征，并將相應的巖石標號記錄在該特征的下面。活動結束后，通過交流，學生就會發現，一塊巖石具有多個特征，從而完成初步了解巖石特征的研究任務。在此基礎上，還可以繼續探討“有沒有一些巖石可以在不同的分類標準下歸入不同的類別”“有沒有一些巖石不屬于任何類別”等問題，這個過程也是學生發展思維的過程。

在科學課教學中，思維導圖可以喚起學生的學習興趣，在快樂中學習，調動學習的主動性;通過思維導圖將思維過程展示出來，使學生的思維可視化，可以使他們了解自己的思維過程，加深對知識的理解;思維導圖可以使學生的課堂筆記更加清晰生動，有助于復習科學知識;通過分小組進行思維導圖學習，能夠培養學生的團隊精神。

北京市西城區康樂里小學（100053）北京教育學院宣武分院