談運用思維導圖教學培養學生科學探究能力

巫衛紅

摘 要：在科學課程的教學中，教師希望呈現高效的課堂，除了學生利用感性思維方式去接觸科學外，還希望他們能用科學、理性的思維來發展其探求科學的能力。一直以來，科學課的教學都把系統的知識點進行割裂后分散學習，孩子們學習完后，并不能很好地形成一個知識體系，使他們對知識的整體性與系統性的認識都大打折扣。而思維導圖是表達放射性思維的有效的圖形思維工具。思維導圖運用圖文并重的技巧，把子目標和主目標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。

關鍵詞：思維導圖;小學科學;高效課堂

思維導圖充分運用左右腦的機能，利用記憶、閱讀、思維的規律，協助人們在科學與藝術、邏輯與想象之間達到平衡發展，從而開啟人類大腦的無限潛能。所以，把思維導圖這一強大的思維引導工具，運用到科學課堂的教學中來，研究其能否幫助學生建立系統的科學知識體系，培養系統的探究能力，促進孩子們科學思維的培養。以下就如何運用思維導圖培養孩子們科學探究能力略作探討。

一、以思維導圖作為載體，激發學生科學探索的興趣，從而提高科學探究能力

在教科版五年級上冊《生物與環境》單元中，我要求孩子們以小組為單位，作思維導向圖，通過全班同學的匯報，孩子們很快就能獲知各種生物都依賴著有生命和沒生命的環境，它們的行為與所處的環境息息相關。很多孩子很好奇：想改變一下生物的生存環境;到底生物是如何與它的環境影響著，激發了孩子們想探究相關方面知識的好奇心。因此，在探究“種子發芽實驗”中，很多學生想出了各種新奇探究“種子發芽”與環境之間關系的實驗計劃和方案，例如：在研究水與種子發芽關系的問題上，孩子們除了研究水量與種子發芽關系，還想出了在相同水量以及其他條件不改變的情況下，探究不同濃度的牛奶、茶葉水、洗滌水、東豪涌水、白砂糖水、檸檬水等對種子發芽的影響。孩子們對由思維導向圖引發出來的研究問題很感興趣。探究起來興致勃勃，有始有終。由興趣帶動整個知識體系的探究過程，孩子們發現得就更多。以下是孩子們的研究及發現。

報告一：實驗時間：2016年9月9日 實驗內容：水分

實驗條件：陽光、空氣、養分、溫度。不需改變的條件：水分

2016年9月10日

有水分的種子開始發芽，并長出了根部;沒有水分的種子無任何反應。

2016年9月11日

有水的種子根部開始變粗;沒有水分的種子依然沒有反應。

2016年9月12日

有水的種子開始長出葉子，長得很好;沒有水分的種子還是沒有反應。

2016年9月13日

有水的種子開始長出非常多的葉子，把整個花盆擠滿了;沒有水分的種子依然沒有反應。

結論：有水的種子可以生長得很快、很健康，但是沒有水的種子卻長不出來。由此，我們知道了，種子的生長需要陽光、空氣、溫度、養分和必不可少的水分。如果沒有水分，種子是長不出來的。

報告二：種子發芽與水的實驗報告

這段時間，我們科學第五組做了一個實驗。

這次實驗的研究問題是：種子發芽與水有什么關系？做法是把種子分為三組，放到三個花盆里。①號盆澆適量的水;②號盆不澆水。（3個盆，為啥只有2個盆？）

在這次實驗開始前，我們組猜測①號盆的種子會生根發芽;②號盆的種子會死亡。

猜測完種子的生長之后，我們組進行了明確分工：肖××執筆寫報告;成××負責①號盆;鄭××負責②號盆;吳××做小工。分工完之后各自回家準備實驗物品。

2016年9月17日：各自種豆，實驗正式開始（為保證土壤濕潤，①、②號盆都澆了一點水）。

2016年9月18日：①、②號盆的種子都稍微發脹。

2016年9月19日：①號盆的種子種皮破裂;②號盆的種子毫無變化。

2016年9月22日（三天后）：①號盆的種子已長出根;②號盆的種子毫無變化。

2016年9月25日（三天后）：①號盆的種子已長出2厘米長的芽，根也在加長;而②號盆的種子經檢查后已腐爛，確認死亡。實驗結束。

我們的結論：種子發芽需要充足的水分、陽光、溫度。沒水發不了芽，水過多也發不了芽，必須恰到其處才能發芽。我們的想法：如果在江水流向農田的分流處設個小型攔水壩，水少時增加水流量，水多時減少水流量，使旱時有水，洪時少水，以保農業生產值年年創新高。

報告三：動植物生長與水質關系的研究

（一）實驗活動

1.實驗準備

材料：水槽、油污（機油和汽油混合，比例為1 ∶ 1）、魚（鳳凰魚20條），小草（花盆）。

準備工作：

①將鳳凰魚分別養在10個水槽中，每個水槽兩條。

②將小草種在花盆中，每一個花盆種兩棵小草，種植至成活。

③將汽車用的潤滑油和90升汽油按1 ∶ 1的比例混合。

2.實驗過程

（1）將10缸金魚分組：兩缸一組至五組，一組作對照，其余四組分別加入不同分量的油污。每天放入3粒魚飼料，每天觀察魚的活動和記錄，飼養20天后觀察實驗表明：油污漂浮于水的表面，對魚的生長產生很大的影響。特別是油覆蓋水面達到85%時，鳳凰魚經常浮出水面，5天后就死亡。而油污覆蓋水面達到15%時，對鳳凰魚的影響較小，所養的鳳凰魚和在沒有油污中所生長的基本一樣。

為了研究油污是否對植物的生長產生影響，我們同時還用10棵小草為標本，研究油污對其的影響。

（2）將成活的5盆小草中拿1盆作對照，其余4盆分別澆上分量不同的油污。將植物置于陽臺，每天澆上若干毫升油污，經過觀察實驗表明，油污覆蓋土壤表面時，對植物生長也構成很大的影響。另外，我們還對4盆小草的根部做了調查，發現根主要向著沒有油污的方向生長，而有油污存在的植物根莖基本上是腐爛的。

（二）考察

另外，我們還對油污漂浮較多的一些水域作了考察。發現珠江兩岸邊的土壤明顯附有油污，植物也較為稀疏，植物的生長較為緩慢。

（三）結論

我們經過用魚、小草做實驗，并對一些地域作考察活動，證實了石油造成的污染對動、植物的生長都產生一定的影響。特別是油污較多時，對生物的生長是致命的，對環境的破壞也是顯而易見的。

（四）提議

1.我們洗完碗筷后，水中充滿油污，這些污水要經過沉淀、過濾后再排放到江河里。

2.游艇在出海之前，一定要檢查油桶是否完好，以防油泄漏，一為不要浪費，二為不要污染水源。

3.如果發現游艇在海中泄漏油污，要立刻阻止油污再泄漏，并且清除泄漏出來的油污。

二、運用思維導圖提升孩子們在科學探究過程中的主人翁精神

在思維導圖的作用下，在執教《了解空氣》時，孩子們自己聯系水的研究方法和水的性質，并對其進行對比，進行問題的探究：空氣是怎樣的一種物體？然后孩子們通過動手收集空氣，利用研究水的方法來探究空氣的特點，在孩子們發現空氣各種特點的基礎上，整理空氣特點，歸納出空氣是沒有顏色、沒有氣味、沒有味道、透明的、會流動的一種氣體。隨后借助紙探究我們平時看不到空氣占據空間的這一特點，在這個環節中，有些孩子提出問題：紙在水中會濕嗎？其他孩子們猜想，并講出猜想的理由，跟著做實驗驗證，解釋驗證的結果，再提出一個螺旋式上升的問題：有辦法讓紙濕嗎？接著就是孩子們設計實驗方案—做實驗—獲得發現—解釋實驗結果。再利用探究得到的科學知識（空氣占據空間這一特性）解決實際問題：孩子們想辦法將水中的一杯空氣移到另一個杯子里。孩子們先想辦法，隨后按照自己想到的辦法做實驗，并解釋為什么這樣做，結果怎樣，利用空氣的什么性質解決問題的。最后，孩子們對這節課的探究內容進行總結。為了讓拓展性課題在課后得到有效的落實，我建議孩子們課后繼續研究空氣，找找空氣還有哪些他們沒發現的特點，把找到的特點寫在空氣記錄表的背面，下一節課繼續驗證。從整節課甚至整個單元來說：孩子們的探究熱情高漲，主動性強。所以說：思維導圖提升了孩子們的主人翁精神，什么都自己來，不依靠老師，帶著想探究的問題，自己幫辦法解決，這一改變，對學生學習方面來說，絕對是質的飛躍。

綜上所述，運用思維導圖培養學生的科學探究能力具有極大的影響。以思維導圖作為載體，激發孩子們科學探索的興趣，從而提高其科學探究能力;提升孩子們在科學探究過程中的主人翁精神;幫助孩子們對科學探究問題的選材、考慮影響探究的因素、探究解決問題的方法，最后分析發現、歸納結論，也就是說可以幫助孩子們輕易找出解決問題的方法，輕松地制訂研究計劃，發散孩子們的思維，培養其創造能力，從而呈現高效的課堂效益。

參考文獻：

張潔瑩.科學教學中如何運用思維導圖培養學生的分析能力[J].小學科學（教師版），2017（5）：28-29.

編輯 魯翠紅