思維地圖在優化初中化學教學中的應用
——以“我們周圍的空氣”復習課為例

張夢針，王耿新，李海燕，2，柏

(1.河南大學化學化工學院，河南開封，475000；2.河南大學民生學院，河南開封，475000)

初中化學知識覆蓋面廣，且比較零碎，單一的文字講解容易導致學生學習倦怠，增加學生學習負擔。知識可視化是運用圖形、圖像表達、構建、傳遞復雜知識的一種手段，將煩瑣的文字知識轉化為簡潔明了的圖形、圖像，清楚地呈現各部分知識之間的內在聯系。思維地圖是一種新型的知識可視化工具，具有形式多樣、適用性強、使用簡便等優點。教師合理使用思維地圖開展初中化學教學，能幫助學生構建知識，鍛煉歸納總結能力，提升學習興趣，培養思維能力。

一、思維地圖概述

思維地圖是美國學者大衛·海涅瑞(David Hyerle)博士受“厄普頓-薩默森”(Upton-Samson)記憶模式的啟發[1]，以語義學和認知心理學為理論基礎，開發的一種幫助學習的知識可視化工具。思維地圖采用圖文并茂的方式，揭示各部分知識之間的內在聯系，有助于學習者思考過程的表述以及知識體系的構建，幫助其理解、記憶知識，提升學習效果。思維地圖依據學習者常用的思維活動，可分為以下八種基本類型，其具體的表示方式和作用如表1所示。

表1 思維地圖八種基本類型的簡介

二、運用思維地圖進行初中化學教學的優勢

(一)有利于幫助學生構建知識

進入初中以后，學生的學習科目增多，任務加重，學習壓力增大。初中階段的化學課程在九年級開設，要求學生在短時間內牢固掌握大量的化學知識，且能熟練解答問題，這對學生而言絕非易事。同時，初中化學教材為符合學生的認知發展規律，采用循序漸進、層層遞推的螺旋式編排方式，化學知識點比較零碎，學生容易遺忘或混淆相關知識。思維地圖擁有靈活多樣的八種基本類型和不同的教學功能，為學生化學知識體系的構建提供良好的學習工具。學生可以結合具體內容選擇合適的思維地圖加工處理所學知識，構建知識體系，加深對知識的理解和記憶。

(二)有利于提升學生的學習興趣

目前，部分學生存在課堂參與度不高、學習主動性差、化學學習興趣低等問題，導致化學成績不佳。單一的文字講解容易使學生對內容眾多的化學知識加工處理不到位，從而很難發現知識之間的相互關聯，形成完整的知識體系。[2]學生缺乏有效的知識搜索能力，所以化學成績不理想。思維地圖的八種基本類型分別具有不同的教學功能，教師可以根據具體需求，選擇合適的思維地圖，采用簡單、直觀的方法幫助學生構建知識框架，加深理解記憶。利用思維地圖教學，可突出教學重難點，降低認知難度，提升化學學習趣味性和學生的學習興趣。

(三)有利于培養學生的發散思維能力

化學是一門注重培養學生科學思維和實踐能力的學科[3]，要求學生具備運用知識解決化學問題的能力。思維地圖的每種子圖分別對應一種思維活動，依次是表征、描述、對比、分類、分析綜合、排序、因果推理和類比[4]。初中化學各部分知識之間存在緊密聯系，教師合理使用思維地圖，注重知識之間的相互融合，幫助學生形成完整的網狀知識結構，潛移默化地轉變學生單一的思維方式[5]，提升其分析問題、解決問題等能力，培養發散思維能力。

三、以“我們周圍的空氣”為例，思維地圖的復習課教學案例設計

本文選取人教版初中化學九年級上冊第二章“我們周圍的空氣”一節的內容，結合思維地圖的功能、特點，探究如何將思維地圖應用于初中化學復習課，并依據具體內容特點，借助思維地圖歸納整理知識，幫助學生構建知識體系，加深理解記憶，培養學生的思維能力。

(一)課前借助思維地圖整理思路

人教版初中化學第二單元“我們周圍的空氣”涉及的知識點較多，其核心知識包括空氣的成分、氧氣的性質以及氧氣的實驗室制取等內容。在復習教學之前，教師可以利用思維地圖中的流程圖分析整理教學流程，如圖1所示。教師使用簡單的圖形生動形象地展示教學過程，便于整體把握教學流程，提升課堂教學的有效性。除此之外，在課堂教學之前，教師也可以鼓勵學生使用思維地圖進行課前預習，歸納整理課本內容，找出問題，提升預習效率。同時，教師可以通過檢查學生所繪制的思維地圖，了解其預習情況和困惑點，評估學生的認知概念，掌握其預習情況，及時調整課堂教學節奏，提升課堂教學效率。

圖1 使用流程圖整理教學流程

(二)課堂教學中借助思維地圖歸納整理知識

1.環節一：問題引導

教師播放相關視頻，創設教學情境，帶領學生了解原始的空氣以及大量工業發展下的現在空氣[6]，并通過問題引導，激發學生思考。問題1：空氣的成分有哪些？問題2：如何測定空氣中氧氣的含量？問題3：測定空氣中氧氣含量的實驗結果出現偏差的原因有哪些？問題4：通過上述學習，請從化學角度分析如何將所學的物質進行分類。教師帶領學生回顧學過的知識，借助多媒體課件，師生共同完成思維地圖的繪制，如圖2所示，幫助學生梳理知識結構，構建知識體系，實現零散的知識直觀化、系統化，進而提升學生的信息提取能力和做題效率。

圖2 選用流程圖和樹形圖結合的方式匯總空氣知識點

【設計意圖】采用問題引導的方式，使學生回顧“空氣”一節中的知識點，調動學生學習的積極性和課堂參與度。結合具體教學內容，以流程圖和樹形圖結合的方式，師生共同完成思維地圖的繪制，歸納總結化學知識點，梳理知識結構，揭示各部分知識之間的內在聯系，使零碎的知識點更加直觀化、系統化[7]，降低認知難度，提升學生的學習興趣，加深其對所學知識的理解記憶，培養學生的發散性思維。

2.環節二：分組討論

教師向學生展示一瓶氧氣，引導學生從顏色、狀態、氣味、密度、溶解度等方面了解氧氣的物理性質。學生分組討論，匯總相關知識，并借助圓圈圖歸納總結氧氣的性質，如圖3所示。

圖3 使用圓圈圖歸納氧氣的性質

【設計意圖】開展頭腦風暴活動，充分調動學生學習的積極性，以小組合作的方式，共同完成思維地圖的繪制，提高學生的主人翁意識和學習成就感。教師也可以通過檢查學生所繪制的圓圈圖，檢驗其掌握知識的情況，及時了解學生的學習狀態，查漏補缺，促進其知識體系的構建。

3.環節三：制取研究

氧氣能夠給動物供氧、支持燃燒，在人類生產生活中占據重要的地位。教師引導學生結合所學知識，展開小組討論，歸納總結氧氣的制取方法，繪制制取裝置圖，整理實驗步驟，強調實驗過程中的注意事項，完成如圖4所示的思維地圖的繪制。

圖4 使用括號圖整理氧氣的制取方法

【設計意圖】在課堂教學中，教師有選擇地展示學生所繪制的思維地圖，指出其不足之處，并給予指導，能提升學生的課堂參與度。與傳統的復習課教學相比，使用思維地圖的課堂教學以學生為主體，教師為指導者，轉變了學生被動接受知識的學習狀態，鼓勵學生積極主動地對所學知識進行分析、歸納、整理、重組，構建自己的知識體系。

(三)課后利用思維地圖進行歸納總結

課后，教師可以讓學生借助思維地圖對所學知識進行分析、梳理、歸納、總結，如圖5所示。層層細化知識，突出重難點，便于學生整體把握所學知識，構建完整的知識體系。同時，教師也可以借助思維地圖梳理課堂教學流程，及時開展課后反思，提升自身的教學能力。學生利用課余時間，嘗試使用思維地圖歸納整理所學知識，構建知識結構，提取化學題目中的關鍵信息，分析解題思路，提高解題效率。

圖5 使用括號圖進行課堂總結

四、結語

思維地圖為化學學習提供了新的教學工具和學習方式，每種基本類型對應不同的使用方法和功能，合理運用思維地圖開展化學課堂教學，有利于激發學生的好奇心和求知欲。思維地圖的使用方法靈活多樣，學習者可以根據需要適當調整原有圖示。同時，思維地圖也具有廣泛的使用范圍，適用性強，不僅可以用于課堂教學，也可以用于課前、課后檢測學生的學習情況。綜上所述，教師將思維地圖融入初中化學學習，能明確學習思路，提升學生的學習興趣和學習效果。