思維導(dǎo)圖融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)的實踐研究

思維導(dǎo)圖作為多功能的思考學(xué)習(xí)工具，在小學(xué)科學(xué)課程中通過圖形化信息的組織呈現(xiàn)，能夠促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展，并優(yōu)化整個教學(xué)過程。這種方法與《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱新課標(biāo)）中“科學(xué)安排進(jìn)階，形成有序結(jié)構(gòu)”的內(nèi)容不謀而合，運用思維導(dǎo)圖不僅促進(jìn)學(xué)生在科學(xué)領(lǐng)域的深入理解，還有助于提升學(xué)生整體的科學(xué)素質(zhì)與批判性思維能力。

一、思維導(dǎo)圖概念簡述

思維導(dǎo)圖是一種創(chuàng)新的圖形組織工具，用于幫助學(xué)習(xí)者以圖形化的方式組織表示信息。這種方法源于英國心理學(xué)家托尼·博贊的理念，旨在通過中心思想以及相關(guān)分支來展示信息之間的關(guān)系。在思維導(dǎo)圖中，中心通常是一個核心概念或主題，從這個中心向外延伸出多個分支，這些分支代表與中心主題相關(guān)的子主題或關(guān)鍵概念，每個分支又可以進(jìn)一步細(xì)分為更具體的部分，形成一個層次分明的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)不僅有助于捕捉組織思想，還能促進(jìn)記憶。思維導(dǎo)圖利用顏色、圖像、符號來增強視覺記憶效果，使得信息的理解更加直觀高效。在教學(xué)領(lǐng)域，思維導(dǎo)圖廣泛應(yīng)用于課程規(guī)劃、知識整合、學(xué)生學(xué)習(xí)等環(huán)節(jié)。特別是在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，能有效地幫助學(xué)生理解復(fù)雜的科學(xué)概念和過程，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。通過將抽象的科學(xué)知識轉(zhuǎn)化為具體的視覺圖形，學(xué)生可以更容易地掌握科學(xué)知識，從而提高學(xué)習(xí)效率。

二、思維導(dǎo)圖運用于小學(xué)科學(xué)課堂的積極作用

（一）調(diào)動學(xué)習(xí)興趣，提升認(rèn)知效率

思維導(dǎo)圖通過將抽象的科學(xué)概念轉(zhuǎn)化為具體直觀的圖形，幫助學(xué)生以更加生動有趣的方式探索科學(xué)世界。這種方法不僅減輕了學(xué)生對復(fù)雜科學(xué)信息的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，還增加了課堂的趣味性。學(xué)生通過參與思維導(dǎo)圖的創(chuàng)建，能夠更主動地投入到學(xué)習(xí)過程中，從而提高了認(rèn)知效率。此外，思維導(dǎo)圖的靈活性使得每個學(xué)生都能根據(jù)自己的理解構(gòu)建知識框架，這不僅有助于個性化學(xué)習(xí)，還促進(jìn)了學(xué)生對科學(xué)知識的深入理解與長期記憶。

（二）促進(jìn)思維發(fā)展，提高創(chuàng)新能力

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，思維導(dǎo)圖還發(fā)揮著促進(jìn)學(xué)生思維能力與創(chuàng)新能力發(fā)展的重要作用。鼓勵學(xué)生以更加開放的方式思考問題，從而促進(jìn)學(xué)生在問題解決、批判性思維、創(chuàng)新思維等方面能力的發(fā)展。通過思維導(dǎo)圖，學(xué)生學(xué)習(xí)如何將信息分類、整合、分析。此外，思維導(dǎo)圖的靈活性允許學(xué)生在探索科學(xué)問題時采用多樣的視角與方法，這不僅拓寬了學(xué)生的思維視野，還激發(fā)了探索未知領(lǐng)域的興趣。

（三） 優(yōu)化教學(xué)過程，提升教學(xué)效果

教師利用思維導(dǎo)圖進(jìn)行課程規(guī)劃與教學(xué)設(shè)計，能更清晰地展示課程結(jié)構(gòu)與重點，從而使教學(xué)內(nèi)容更加系統(tǒng)連貫。同時，思維導(dǎo)圖作為一種有效的評估工具，可以幫助教師及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度與理解程度，進(jìn)而調(diào)整教學(xué)策略，保證教學(xué)活動更貼近學(xué)生的實際需求。此外，思維導(dǎo)圖的可視化特性使得教學(xué)反饋更直觀具體。通過這種方式，思維導(dǎo)圖不僅提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，還提高了教學(xué)的整體效果。

三、思維導(dǎo)圖融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)的實踐研究

（一）利用思維導(dǎo)圖，促進(jìn)課前預(yù)習(xí)

思維導(dǎo)圖的可視化特性使得復(fù)雜的科學(xué)概念變得更加清晰易懂，幫助學(xué)生在正式課堂學(xué)習(xí)之前就對核心概念與關(guān)鍵信息有直觀的認(rèn)識。通過自行構(gòu)建或分析思維導(dǎo)圖，學(xué)生能夠主動地梳理即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容，從而在課堂上更加專注高效。以“我們周圍的物體”這一課為例，教師要求學(xué)生的思維導(dǎo)圖根據(jù)課本的單元框架分為七個分支，在“發(fā)現(xiàn)物體特征”的步驟中，學(xué)生通過思維導(dǎo)圖探索周圍物體的多樣特性。首先，觀察身邊的各種物體，比如桌子、書籍、水杯等，注意到這些物體在大小、形狀、顏色上的不同。接著，在思維導(dǎo)圖的“物體特征”分支下，記錄觀察到的特征。發(fā)現(xiàn)物體特征在思維導(dǎo)圖中從中心向外延伸出第一個分支，標(biāo)記為“物體特征”。在該分支下，學(xué)生列出探索的物體特征，如大小、形狀、顏色等。然后，添加第二個分支，標(biāo)題為“誰輕誰重”，在此部分，學(xué)生思考記錄不同物體重量的比較方法。第三個分支為“認(rèn)識物體形狀”，學(xué)生預(yù)測列出各種常見物體的形狀。第四個分支為“給物體分類”，學(xué)生思考如何根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)對物體進(jìn)行分類，例如顏色“大小”用途等方面。再添加“觀察一瓶水”作為第五個分支，預(yù)設(shè)觀察內(nèi)容，如水的狀態(tài)、變化等。第六個分支為“它們?nèi)ツ睦锪恕?，針對融化的過程進(jìn)行預(yù)測思考。最后一個分支標(biāo)為“認(rèn)識一袋空氣”，學(xué)生預(yù)先思考關(guān)于空氣的特性。

（二）利用思維導(dǎo)圖，圖形直觀教學(xué)

教師利用思維導(dǎo)圖可以將抽象的科學(xué)概念、理論轉(zhuǎn)化為直觀的圖形，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗。這種方法不僅簡化了復(fù)雜信息的呈現(xiàn)，還促進(jìn)了學(xué)生對知識的深層理解。思維導(dǎo)圖的多彩動態(tài)特性吸引著學(xué)生的注意力，提高了學(xué)生對課堂內(nèi)容的參與度，促使學(xué)生在視覺認(rèn)知層面上積極互動，有效地促進(jìn)了信息的整合與內(nèi)化。以“我們周圍的物體”這一課為例，教師首先確定教學(xué)的兩個主要目標(biāo)：科學(xué)概念目標(biāo)和科學(xué)探究目標(biāo)。

科學(xué)概念目標(biāo)：創(chuàng)建思維導(dǎo)圖的中心節(jié)點，標(biāo)記為“科學(xué)概念”，從中心節(jié)點延伸出多個分支，每個分支代表一個關(guān)鍵概念。

第一個分支：“物體特征” —— 探討物體的大小、形狀、顏色等。

第二個分支：“物體重量” —— 討論不同物體的重量對比。

第三個分支：“物體形狀” —— 分析各種物體的形狀特點。

第四個分支：“物體分類” —— 學(xué)習(xí)如何根據(jù)特征對物體進(jìn)行分類。

第五個分支：“水的觀察” —— 觀察水的不同狀態(tài)和特性。

第六個分支：“物質(zhì)變化” —— 理解溶解和融化過程。

第七個分支：“空氣的性質(zhì)” —— 了解空氣的特性。

科學(xué)探究目標(biāo)：在思維導(dǎo)圖上新增一個中心節(jié)點，標(biāo)記為“科學(xué)探究”。設(shè)定以下兩個主要的探究方向。

聚焦問題：“分辨物品特征用途” —— 激發(fā)學(xué)生對周圍物體特征用途的好奇心。

探索知識：“發(fā)現(xiàn)物體的特征” —— 在這一分支中，設(shè)計小組活動，讓學(xué)生互動探討不同物體的特征。

然后逐步展開教學(xué)，針對每個概念分支，教師先進(jìn)行基礎(chǔ)講解，然后引導(dǎo)學(xué)生參與討論思考。在“科學(xué)探究”環(huán)節(jié)，通過小組活動鼓勵學(xué)生共同探索發(fā)現(xiàn)物體的特征，如觀察、比較等方式。教師在整個教學(xué)過程中不斷回顧思維導(dǎo)圖，以此為基礎(chǔ)連接課程的每個部分，確保學(xué)生對每個知識點有清晰的理解。

（三）利用思維導(dǎo)圖，引導(dǎo)科學(xué)實驗

新課標(biāo)要求教師要設(shè)計適宜的探究問題，激發(fā)學(xué)生的積極思維。思維導(dǎo)圖使學(xué)生能夠一目了然地看出實驗的每個環(huán)節(jié)以及不同環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，同時，思維導(dǎo)圖鼓勵學(xué)生在實驗前進(jìn)行全面的計劃預(yù)測，這不僅增強了學(xué)生的預(yù)見性，也使得實驗過程更加系統(tǒng)有序。在實驗結(jié)束后，學(xué)生可以使用思維導(dǎo)圖來總結(jié)分析實驗結(jié)果，從而深入理解科學(xué)原理?！拔覀冎車奈矬w”這一課中的“觀察一瓶水”這一節(jié)設(shè)計實驗，教師與學(xué)生回顧之前學(xué)習(xí)過的實驗步驟，逐步繪作出進(jìn)行實驗的詳細(xì)步驟的思維導(dǎo)圖，明確實驗的主旨與探究的重點。

首先是“實驗物資”分支，其中詳細(xì)列出了實驗所需的所有材料，包括玻璃瓶、水、肥皂液、滴管、沙漏、多種形狀的玻璃容器等，確保學(xué)生在實驗前能夠準(zhǔn)備齊全?！皩嶒灢僮鳌狈种Р糠衷敿?xì)描述實驗的各個階段。例如，在“感官對比”環(huán)節(jié)，學(xué)生利用視覺、嗅覺、觸覺等感官來探索水和肥皂液的不同屬性，例如液體的顏色、氣味、質(zhì)地；在“沙漏觀察”環(huán)節(jié)，學(xué)生觀察并記錄水和肥皂液通過沙漏的速度差異，理解流體的流動性；在“多容器實驗”環(huán)節(jié)，觀測水、肥皂液在不同形狀的玻璃容器中的狀態(tài)。此外，本思維導(dǎo)圖中還包括了一個“記錄觀測數(shù)據(jù)”的分支，用于收集實驗過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如水的透明度和肥皂液的顏色等。接著是“分析實驗現(xiàn)象與結(jié)果”的分支，這部分總結(jié)實驗中觀察到的現(xiàn)象與結(jié)論，幫助學(xué)生理解液體的流動性與固體的穩(wěn)定形態(tài)等科學(xué)概念。最后分支是“實驗結(jié)論”，教師和學(xué)生一起總結(jié)實驗的最終發(fā)現(xiàn)，如“水是無色、透明、無味，能自由流動且不具有固定形狀的液體”，幫助學(xué)生深入理解水的物理特性。

（四）利用思維導(dǎo)圖，深化小組合作

小組合作是小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)常見的一種方式，思維導(dǎo)圖能夠促進(jìn)學(xué)生在小組活動中共享思考成果、集思廣益，使每個成員的想法得到有效整合。通過共同創(chuàng)建思維導(dǎo)圖，小組成員能夠可視化自身的想法，確保信息的透明度與共識。思維導(dǎo)圖的易修改性，使得團隊成員能夠在探索過程中輕松添加或調(diào)整信息，這對于促進(jìn)深入探討特定科學(xué)概念至關(guān)重要。以“認(rèn)識一袋空氣”為例，教師首先將學(xué)生分成多個小組，每個小組的任務(wù)是使用思維導(dǎo)圖深入探索空氣的多種屬性和特征，包括識別空氣的基本組成，探討空氣在自然界與日常生活中的作用，以及理解空氣的物理與化學(xué)特性。任務(wù)要求小組成員首先集體研究空氣的基本概念，如空氣是由哪些氣體組成的，空氣的重要性體現(xiàn)在哪些方面，比如對呼吸系統(tǒng)的影響和在氣象現(xiàn)象中的作用。此外，小組還需要探討空氣的質(zhì)量如何影響環(huán)境與健康，以及如何通過實驗觀察來感知通常無形的空氣。在完成這些綜合性任務(wù)的過程中，小組成員需要協(xié)作收集信息、共享觀點，并在思維導(dǎo)圖中反映這些綜合性的認(rèn)識，保證每個小組的導(dǎo)圖都全面而深入地展現(xiàn)了空氣的多維特性。

隨后，小組內(nèi)部成員分配到不同的研究領(lǐng)域，負(fù)責(zé)收集特定領(lǐng)域的信息，然后在小組會議上分享自己的發(fā)現(xiàn)和思考，每個人的觀點都被記錄在思維導(dǎo)圖上。隨著討論的深入，小組成員共同審視思維導(dǎo)圖上的內(nèi)容，整合來自不同領(lǐng)域的信息，以確保導(dǎo)圖內(nèi)容的全面性、準(zhǔn)確性。在這個過程中，成員不斷交流協(xié)商，教師巡回指導(dǎo)，如果發(fā)現(xiàn)信息有重疊或缺失，相互協(xié)作調(diào)整完善思維導(dǎo)圖，這種互動確保了信息的多角度覆蓋。每個小組完成各自關(guān)于“空氣的特性”的思維導(dǎo)圖后，在班級前展示并分享在探索空氣的特性過程中的重要發(fā)現(xiàn)。有的小組使用豐富的顏色和圖形來強調(diào)不同的空氣特性，如藍(lán)色表示氧氣，綠色代表二氧化碳等。有的小組則更注重信息的詳細(xì)性與精確性，思維導(dǎo)圖包含更多的文本描述和與科學(xué)數(shù)據(jù)，如空氣成分的百分比、空氣質(zhì)量的影響等。這些不同的思維導(dǎo)圖展示了不同小組的不同思維，拓寬了學(xué)生的知識面。

（五）利用思維導(dǎo)圖，助力課后復(fù)習(xí)

思維導(dǎo)圖以其獨特的結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生將課堂上學(xué)到的知識以圖形化的形式進(jìn)行整理，從而促進(jìn)信息的長期記憶。這種方法使復(fù)雜的科學(xué)概念與過程變得更加清晰，便于學(xué)生快速回顧知識點，通過自主創(chuàng)建思維導(dǎo)圖，學(xué)生能夠在整理學(xué)習(xí)內(nèi)容的同時加深對知識點的理解。此外，思維導(dǎo)圖的多維度展現(xiàn)方式使得學(xué)生可以從不同角度審視連接知識點，形成更加系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)。以“我們周圍的物體”為中心的思維導(dǎo)圖，作為復(fù)習(xí)的出發(fā)點，在導(dǎo)圖中分別設(shè)立不同的分支，對應(yīng)課程中的每個主要知識點，如“物體特征”“物體重量和物體形狀”“物體分類”“水的觀察”“物質(zhì)變化”和“空氣的特性”。以“物體的重量和形狀”為例，在思維導(dǎo)圖中，學(xué)生創(chuàng)建專門的交匯點，標(biāo)記為“重量與形狀的關(guān)聯(lián)”。這個點成為連接物體重量和形狀兩個主要分支的橋梁。在這個交匯點上，學(xué)生回顧課堂上學(xué)到的關(guān)于物體重量和形狀的基礎(chǔ)知識。例如，思考不同形狀的物體（如球體、立方體）因為使用的材料（如木頭、鐵）而具有不同的重量，學(xué)生探討和分析這兩個屬性是如何相互作用的。再如，探討在相同體積下，不同材料制成的物體重量如何變化，或者相同材料但不同形狀的物體是否有重量上的差異。通過對比不同的實例和情境，學(xué)生在導(dǎo)圖中繪制邏輯線，連接形狀和重量的各個子節(jié)點。此外，學(xué)生還可以通過導(dǎo)圖中的其他連接點來比較不同物體的特性，如將水的無色透明特性與其他液體或固體進(jìn)行比較。在這個過程中，思維導(dǎo)圖不僅作為記錄工具，更成為一種思考分析的平臺。學(xué)生通過這種視覺化的方法，不僅僅是回顧記憶課程內(nèi)容，而是在更深層次上進(jìn)行思考理解，將孤立的知識點轉(zhuǎn)化為一個相互關(guān)聯(lián)、有機整合的知識體系。

隨著教育改革的不斷深化，將思維導(dǎo)圖這一工具融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)已顯現(xiàn)出其深遠(yuǎn)的價值。通過這種方法，學(xué)生在探索科學(xué)的奧秘時不僅拓展了認(rèn)知邊界，還提升了自身的綜合素養(yǎng)。思維導(dǎo)圖的應(yīng)用在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、提高信息處理能力、促進(jìn)團隊協(xié)作以及培養(yǎng)創(chuàng)新思維方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。這種教學(xué)策略不僅為學(xué)生提供了一個多元化互動的學(xué)習(xí)環(huán)境，還幫助學(xué)生構(gòu)建了完整的知識框架，為其未來的學(xué)術(shù)與個人成長奠定基礎(chǔ)。