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思維導(dǎo)圖促進小學(xué)生科學(xué)探究學(xué)習(xí)的應(yīng)用研究
思維導(dǎo)圖促進小學(xué)生科學(xué)探究學(xué)習(xí)的應(yīng)用研究
浙江 富陽 孫碧琴
一、研究背景
1. 對兩種教學(xué)現(xiàn)象的思考
情境一：
教師A：今天的天氣對我們的生活有什么影響嗎？
生：今天早上下雨了，我們上學(xué)時就要帶雨傘了。為了防止鞋子濕掉，我還穿了塑料鞋套。我媽媽騎車是穿雨衣的。我討厭下雨，一下雨我們就不能去操場上體育課了……
情境二：
教師B：今天的天氣對我們的生活有什么影響嗎？各小組討論后試著用網(wǎng)狀圖表示出來。
8 分鐘后，有一個小組繪制出了《天氣對我們生活的影響》的網(wǎng)狀圖（如圖1）。
在學(xué)生繪制的網(wǎng)狀圖的基礎(chǔ)上，教師B 根據(jù)其他學(xué)生的補充匯報，最后形成了一幅網(wǎng)狀圖（如圖2）。
比較這兩位教師的教學(xué)行為，我們發(fā)現(xiàn)：
教師A 的教學(xué)采用的是問答式的，只限于師生之間的交流。這樣的教學(xué)在學(xué)生的腦海中形成的知識結(jié)構(gòu)是比較零碎、零亂的。教師B 的教學(xué)采用小組合作的手段，讓學(xué)生從一開始就利用網(wǎng)狀圖進行今天的天氣與我們生活之間的關(guān)系的梳理。這樣的教學(xué)是通過學(xué)生自主建構(gòu)關(guān)系圖，在一開始就加入了概念關(guān)系之間的層次關(guān)系的思考，在思維的難度和深度上都有所要求。教師B 以網(wǎng)狀圖這種學(xué)習(xí)工具為依托，讓學(xué)生從一開始就進入了比較高的學(xué)習(xí)起點，同時更能發(fā)展學(xué)生探究學(xué)習(xí)的能力。
2. 對教師運用思維導(dǎo)圖進行教學(xué)的調(diào)查與分析
基于思維可視化原理的思維導(dǎo)圖被引入到教育教學(xué)領(lǐng)域以來，修訂后的小學(xué)科學(xué)教材中引入了多種形式的思維導(dǎo)圖，因為它們是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的有效工具。為此，我們對3 年級至6 年級的所有科學(xué)教材中的思維圖呈現(xiàn)的次數(shù)進行了統(tǒng)計（如表1）。
為了了解科學(xué)教師運用思維導(dǎo)圖進行教學(xué)的情況，我們采用了問卷調(diào)查法，對30 名科學(xué)教師作了調(diào)查。通過調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)，科學(xué)教師在運用思維導(dǎo)圖進行教學(xué)中存在著如下的一些問題。
�。�1）忽視思維導(dǎo)圖是學(xué)生探究學(xué)習(xí)的生成物這一功能。有30%的科學(xué)教師不重視教材中思維導(dǎo)圖。為了便于自己的教學(xué)，他們經(jīng)常會出現(xiàn)沒有經(jīng)過研討就直接把答案告知學(xué)生，有時為了完成教學(xué)任務(wù)甚至是直接用實物投影，讓學(xué)生抄寫一下就行了。
�。�2）用思維導(dǎo)圖進行教學(xué)的范圍局限于教材。有70%的科學(xué)教師會利用教科書上的思維導(dǎo)圖進行教學(xué)，但是如何運用這些思維導(dǎo)圖進行有效的科學(xué)探究學(xué)習(xí)則存在一定的困難。大部分科學(xué)教師在教學(xué)上采用教科書上已有的，如果教科書上沒有的，就不會自主利用思維導(dǎo)圖進行教學(xué)了，用思維導(dǎo)圖進行教學(xué)的范圍僅僅局限于教材。
�。�3）用思維導(dǎo)圖進行教學(xué)的方法比較單一。有80%的科學(xué)教師用思維導(dǎo)圖進行教學(xué)主要采用通過教師提問、學(xué)生回答，在單一的互動過程中再由教師做一些引導(dǎo)、梳理，最后形成一幅思維導(dǎo)圖�？梢哉f，思維導(dǎo)圖大部分是由教師牽引著完成的，這樣的思維導(dǎo)圖雖然從某種意義上也是由學(xué)生建構(gòu)的，但是學(xué)生探究學(xué)習(xí)的主體性不強，而且探究學(xué)習(xí)的有效性不高。
針對上述問題，我們試圖利用思維導(dǎo)圖這一工具，通過行動研究的方法，探討如何利用思維導(dǎo)圖這一有效的學(xué)習(xí)工具切實提高學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的能力和水平。
二、思維導(dǎo)圖促進學(xué)生科學(xué)探究學(xué)習(xí)的應(yīng)用途徑
1. 思維導(dǎo)圖應(yīng)用于教師探究式的板書
板書是幫助教師實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的重要手段，通過板書教師可以向?qū)W生提示教學(xué)重點內(nèi)容，體現(xiàn)教材結(jié)構(gòu)和構(gòu)建教學(xué)認知程序。大部分的教師板書主要采用大綱形式，以文字為主呈線性結(jié)構(gòu)顯現(xiàn)。因為這樣比較方便，制作比較簡單。如六下科學(xué)《放大鏡》一課，這是我們采用的原有板書形式（如圖3）。
如果教師采用的板書形式以思維導(dǎo)圖的形式呈現(xiàn)，學(xué)生可以充分發(fā)揮發(fā)散性思維，教師不必再拘泥于自己的預(yù)設(shè)，可以根據(jù)學(xué)生的需要調(diào)整并推進自己的教學(xué)。教師與學(xué)生構(gòu)建思維導(dǎo)圖的過程，其實是知識建構(gòu)的過程。在建構(gòu)過程中，學(xué)生形成了對知識的整體結(jié)構(gòu)的把握，更有利于學(xué)生對知識深層次的理解。如果用思維導(dǎo)圖來展示的教學(xué)內(nèi)容就完全不一樣，以下是《放大鏡》這節(jié)課的板書（如圖4）
從以上實例中可以看出，用思維導(dǎo)圖展示教學(xué)內(nèi)容，具有直觀、容易比較，而且便于記憶的特點。通過教師整個思維導(dǎo)圖的板書設(shè)計，讓學(xué)生能夠看到這一節(jié)課的教學(xué)重點，尤其是理清了一些概念的層次結(jié)構(gòu)。特別是當(dāng)有一些有獨創(chuàng)性的、生成性的東西，隨時可以作為一個節(jié)點納入整個思維導(dǎo)圖中來，從而突破大綱式板書的局限性。這樣的板書注重了學(xué)生的生成，更有符合探究性學(xué)習(xí)的需要。有了教師采用的思維導(dǎo)圖作為的板書的示范，那么學(xué)生也就有了模板，慢慢地就學(xué)會繪制自己的思維導(dǎo)圖了。
2. 思維導(dǎo)圖應(yīng)用于單元起始課
單元起始課，是各單元教學(xué)的開場白。起始課重要的功能就是了解學(xué)生前概念和前概念系統(tǒng)，為教師的以學(xué)定教做好一定的指向。在現(xiàn)行的科學(xué)教材中，一個單元往往就有一個核心概念，而且整個單元就是按照這個核心概念進行由淺入深地組織教材內(nèi)容的，這個核心概念起著提領(lǐng)全單元的重要作用，所以在教學(xué)中有必要了解一下學(xué)生對這個核心概念的了解程度。在起始課中，教師通過創(chuàng)設(shè)一定的情境，展示并暴露學(xué)生的“前概念”或者“前概念系統(tǒng)”。
例如五上科學(xué)《光》這個單元的起始課教學(xué)。在教學(xué)中，教師首先出示一個手電筒，然后提問：“對于光，你知道些什么？還想知道些什么？”讓學(xué)生試著用氣泡圖的形式自由繪制自己所知道的“光”。最后，教師根據(jù)學(xué)生的氣泡圖梳理引導(dǎo)板書展示以“光”為中心的網(wǎng)狀圖（如圖5）。
這樣，教師就可以借此了解學(xué)生的初始想法，并以此確定教學(xué)的起點、重點及難點，以便在后續(xù)的每一個課時中有所側(cè)重，幫助學(xué)生修正錯誤的認識。讓學(xué)生帶著一個個問題進入整個單元的學(xué)習(xí)，產(chǎn)生的效能是非常巨大的。
3. 思維導(dǎo)圖應(yīng)用于學(xué)生探究式筆記
做筆記是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中常見的學(xué)習(xí)行為。對于小學(xué)生來說，他們不喜歡記錄文字筆記，一是因為有些生字會認不會寫，二是因為寫字的速度比較慢。但小學(xué)生樂于涂涂畫畫，并喜歡用圖畫來表達，因為這種圖文結(jié)合的筆記形象、直觀，富有兒童情趣，符合他們的認知規(guī)律和表達特點。學(xué)生在自主嘗試畫圖的過程中，需要自主把握各知識點的相互關(guān)聯(lián)，自主探究并建構(gòu)知識的整體框架，這充分顯示了“自主、合作、探究”的思想。
應(yīng)用思維導(dǎo)圖讓學(xué)生做探究性筆記的方法是：學(xué)生準(zhǔn)備幾支彩筆，嘗試將不同層次的課堂內(nèi)容如一段話、一個概念，在理解后記幾個關(guān)鍵詞，或幾筆畫成一幅有趣的小圖，邊聽課邊將相關(guān)概念和內(nèi)容連線，就能畫成一張初步的思維導(dǎo)圖。
在這一過程中，學(xué)生不需要用大量的時間去埋頭苦記，而是積極地對關(guān)鍵字進行加工、分析和整理，并和教師積極地對話，這樣能極大地提高他們的理解能力和記憶能力，對他們的邏輯思維和創(chuàng)造性思維都有很大的幫助。另外，學(xué)生甚至可以順著教師的思路展開聯(lián)想，在腦海中浮現(xiàn)出教師想到的或者沒有想到的與之相關(guān)的知識點，并把這些想到的東西添置到思維導(dǎo)圖中。
4．思維導(dǎo)圖應(yīng)用于學(xué)生探究式討論
在課堂教學(xué)中，以學(xué)生小組為單位進行討論是小學(xué)科學(xué)課普遍開展的一種學(xué)習(xí)方式。在小組討論中，記錄員可以用不同的顏色代表不同的觀點，這樣，小組成員從圖中可以直觀地看到現(xiàn)在討論問題的焦點所在，以及討論的發(fā)展趨勢，就避免了討論過程中的盲目。讓學(xué)生說過，更讓學(xué)生寫過、畫過，這樣的做法更讓學(xué)生有充分表達的機會，記憶也就更深刻。當(dāng)小組的討論完成之后，交流各個小組的討論結(jié)果，展示各個小組繪制的思維導(dǎo)圖，相互補充和完善。當(dāng)教師等全部小組匯報之后，也可以展示自己的思維導(dǎo)圖，讓學(xué)生尋找與老師的差距，比較后進行反思修正，從而獲得更大的進步。
如在教學(xué)《溶解的快與慢》一課時，教師讓學(xué)生進行小組討論：影響物體溶解快與慢的因素有哪些？學(xué)生們想了很多因素，其中還簡單地設(shè)計了三個對比實驗。三個對比實驗的設(shè)計或選用文字表達，或選用簡單的圖示表達，既從多角度表達了每一個小組成員的思維過程，又體現(xiàn)了思維導(dǎo)圖很重要的一個功能，那就是每一個節(jié)點可以用不同的形式、方法納入思維導(dǎo)圖中。這樣，就使小組合作學(xué)習(xí)的優(yōu)勢體現(xiàn)得淋漓盡致。
這樣的成果拿出來展示，給了學(xué)生很大的信心，他們不再拘束，當(dāng)然，也給他們的匯報增色不少。
5. 思維導(dǎo)圖應(yīng)用于學(xué)生探究式作業(yè)
科學(xué)課的教學(xué)時間是非常緊張的，而科學(xué)探究學(xué)習(xí)是需要花費較多時間的，所以在短短的40 分鐘內(nèi)完成整個探究學(xué)習(xí)是很困難的。即使完成了，也是曇花一現(xiàn)，匆匆走過場而已，探究并沒有很好地深入進行，完成的質(zhì)量也不是十分理想。
現(xiàn)在有了思維導(dǎo)圖，在布置探究作業(yè)的時候，我們就有了一定的思路。在思維導(dǎo)圖的繪制過程中，學(xué)生動手畫一畫，通過想象和色彩感受，創(chuàng)作出自己喜歡的圖畫，這樣的作業(yè)方式不僅調(diào)動了學(xué)生完成作業(yè)的積極性，讓學(xué)生寓學(xué)于樂，完成的質(zhì)量也大大提高了。
探究式作業(yè)可以是以調(diào)查學(xué)習(xí)起點為目的，可以是以鞏固課堂學(xué)習(xí)為目的，也可以是以課后延伸拓展為目的。但無論是以哪種目的為目的，制圖過程都是為了充分激發(fā)學(xué)生完成科學(xué)作業(yè)的興趣，發(fā)揮學(xué)生自主探究的途徑。請看下面的探究式作業(yè)例題：我們每天都會吃各種食物，這些食物從嘴里又到哪里去了？
我們身體里的哪些器官與食物的消化吸收有關(guān)系？在下面記錄單上的人體輪廓圖中，畫出食物可能經(jīng)過的主要器官。
下面是我們選擇的具有典型意義
的三個同學(xué)的探究式作業(yè)（如圖6）：
從學(xué)生的探究式作業(yè)中我們可以看出，學(xué)生比較容易出錯的地方有小腸和大腸的順序問題、胃的位置問題、小腸和大腸的長度問題。而這些思維導(dǎo)圖，就可以作為我們教學(xué)的起點。在教學(xué)過程中，我們要注重從各部分器官的功能來推導(dǎo)它的先后順序，然后讓學(xué)生自己去修正自己所畫的思維導(dǎo)圖。這樣的探究式作業(yè)，為教師“以學(xué)定教”起到了很好的輔助作用。
三、應(yīng)用思維導(dǎo)圖促進科學(xué)探究學(xué)習(xí)的初步成效
1. 提高了學(xué)生對知識的整體把握能力
通過一年的運用思維導(dǎo)圖進行教學(xué)，學(xué)生在整個科學(xué)探究學(xué)習(xí)活動中表現(xiàn)出了這些特點：探究思路逐漸清晰起來了，能夠比較嚴(yán)謹?shù)亻_展探究活動，所獲得的體驗更深刻，所收集的數(shù)據(jù)、信息更加廣泛、更加翔實，所得出的科學(xué)結(jié)論也更加全面完整。因為學(xué)生的學(xué)習(xí)在繪制思維導(dǎo)圖的過程中，要考慮概念的上位關(guān)系、下位關(guān)系和組合關(guān)系的層次排列，最終形成了學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)。對于學(xué)生來說，思維導(dǎo)圖能促使他們整合新舊知識、建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)、濃縮知識結(jié)構(gòu)，從而使他們從整體上把握知識，尤其是對科學(xué)概念的理解。
由此我們可以看出，思維導(dǎo)圖的應(yīng)用使學(xué)生提高了對課文內(nèi)容、單元內(nèi)容、整冊教材內(nèi)容的整體把握，而且學(xué)生會把科學(xué)課中學(xué)會的應(yīng)用思維導(dǎo)圖進行探究式學(xué)習(xí)的方法自覺地運用到其他學(xué)科的學(xué)習(xí)活動中去。
2. 加強了教師教學(xué)思考的嚴(yán)謹性
“一節(jié)課是一個整體，一門學(xué)科是一個整體”，小學(xué)科學(xué)教學(xué)的具體內(nèi)容很多，也很繁雜，但在本質(zhì)上是有緊密聯(lián)系的�！八季S導(dǎo)圖”在幫助學(xué)生建構(gòu)知識結(jié)構(gòu)之前，教師首先要有每一課、每一單元、每一冊乃至整個學(xué)段的思維導(dǎo)圖。這就對教師提出一個更高的要求。所以，教師必須熟悉每一課、每一單元、每一冊乃至整個學(xué)段的知識體系，這就在無形當(dāng)中提升了教師對每節(jié)課、每單元、每冊、每學(xué)段的整體把握，使教師的教學(xué)行為、教學(xué)思考更嚴(yán)謹、更科學(xué)。
參考文獻：
[1]東尼·博贊.思維導(dǎo)圖———大腦使用說明書[M].北京:外語教學(xué)與研究出版社，2005.
[2]徐學(xué)福.探究式學(xué)習(xí)的內(nèi)涵解析[J].教育科學(xué),2002(8).
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