车载导航 蓝牙手机软件:初中科学教学中思维导图研究

初中科学教学中思维导图的研究
摘 要 本文主要探究了思维导图这种全新模式在初中科学教育中的重要作用，研究了在课堂教学中应该如何设计提问和设计习题从而将思维导图很好的应用到教学中。经过思考和查阅资料，可以发现：正确的运用思维导图可以有效的提高学生的学习兴趣，拓展学生的思维能力，提高他们的自学能力，而在课堂上设计有效问题和习题渗透思维导图又能提高课堂学习效率，实现新课标的核心理念——全面提高每个学生的科学素养。
关键词  思维导图  初中科学教学  研究
基于初中科学教学中的知识概念和知识重点地多样性和复杂性，根据思维导图本身所具有的优势，可以将思维导图结合到初中科学的教学中。利用思维导图这种培养学生学习能力的方式，有利于在初中科学教学中渗透科学探究及科学创新。同时在论文中涉及一些课堂提问和习题设计方面的技巧，对于学生发散性思维和创新思维的启发和开拓有重要的作用，两者相互渗透，相辅相成，不仅有利于教师自身知识系统的更新和罗列，也有助于学生自学能力的提高和学生探究能力的培养。
一、思维导图理论概述
（一）思维导图的发展过程
思维导图是英国学者托尼·巴赞在1970年代初期所创。托尼·巴赞大学时代经历了学生典型的「朝圣历程」，在遇到信息吸收、整理及记忆的困难及问题后，前往图书馆寻求协助，却惊讶地发现没有教导如何正确有效使用大脑的相关书籍资料，经历这些挫折后，也让托尼·巴赞开始思索可不可能发展新的思想或方法来解决这些普遍存在的困难及问题。于是，托尼·巴赞开始研究心理学、头脑的神经生理学、语言学、神经语言学、信息论、记忆技巧、理解力、创意思考及一般科学，渐渐地托尼·巴赞发现人类头脑的每一个脑细胞及大脑的各种技巧如果能被和谐而巧妙地运用，将比彼此分开工作产生更大的效率。这个看似微小的发现，却产生了令人意想不到的满意发展。托尼·巴赞试着将大脑皮层关于文字与颜色的技巧合用，发现因为作笔记的方法改变而大大地增加了至少超过百分之百的记忆力。逐渐地整个架构慢慢形成，托尼·巴赞也开始训练一群被称为「学习障碍者」、「阅读能力丧失」的族群，这些被称为失败者或曾被放弃的学生，很快的变成好学生，其中更有一部分成为同年纪中的佼佼者。1971年托尼·巴赞开始将他的研究成果集结成书，慢慢形成了放射性思考和思维导图的概念。
（二）思维导图的特点
思维导图是一种将放射性思考具体化的方法。放射性思考是人类大脑的自然思考方式，每一种进入大脑的资料，不论是感觉、记忆或是想法（包括文字、数字、符号、食物、香气、线条、颜色、意象、节奏、音符等），都可以成为一个思考中心，并由此中心向外发散出成千上万的分支，每一个分支代表与中心主题的一个连结，而每一个连结又可以成为另一个中心主题，再向外发散出成千上万的分支...这些分支连结之后即可以视为你的记忆，也就是你的个人数据库。
（三）思维导图的创建过程
一开始我们可以把教学中所涉及的主体内容写在黑板的正中间，要注意这个内容的清晰性；根据一开始的主体内容，配合教学过程对学生进行提问，在学生的配合以及教师的提醒下，完成分支，分支不宜过多，可以先粗略的划分，再进行细分；在创建的过程中要注意使用科学用语（科学中的名词），用这个科学名词来贯穿整条主线，使思路清晰；在创建过程中，我们也可以发挥自己的想象力，用一些特殊的符号或者名词来做图，方便我们的记忆和使用。
二、巧妙利用思维导图与习题设计
教师在思维导图的运用过程中不仅要注意课堂问题的设计，同时还可以将思维导图运用到习题中，虽然说学生会有很多的习题参考书，他们也习惯于题海战术，但是对于一种类型的题目，其实是举一反三的，通过一道题目，可以找到其他许多的分支，所以也就要求学生不仅需要做精，做细，更需要掌握其中的奥妙，这样才能有利于今后的学习。而教师在这个过程中可以联系思维导图，将一种类型的题目以导图的形式展开，不仅可以提高他们学习的兴趣，同时还可以培养他们解决问题的方式方法。
而这个问题我们也可以看作一个PBL的过程，它的目标主要有促进学生带着主动性与积极性参加一项挑战(问题、复杂任务，情况)，从一个综合的，灵活的和实用的基础知识中得到有效，准确和创造性地推理，不断监测和评估是否有足够的知识，解决问题和自我导向学习的技能。如果在设计习题时可以考虑这个问题，加以运用思维导图，将两者结合运用于习题的设计，对于学生来说，他们的发展空间和思维的开拓度是很大的。以下面这个问题为例：
例题：(2003年福州中考题)小明学习了浮力知识后，想用以下器材对浮力的有关问题进行探究。请你根据所给器材，帮助小明提出一个与浮力知识有关的物理问题，并按表1要求作答。器材：自制测力计一个、小石块一个、装有足量水的塑料桶一个、细线若干。
探究的问题
实验的主要步骤
实验结论
这是一道相对简单的实验探究题，但是这种类型的探究性问题非常开放的，选择性也很大，现在我将题目提供的器材进一步增多，假设是一个筐子中有金属块，小石块，小木块，钩码，一袋细沙，塑料瓶（大小各一个），一个滑轮，一个自制测力计，一个装有足量水的塑料桶、细线若干。（当然筐子中的器材可以自选，不一定全用），根据这些器材及科学中的知识就可以将它作为一个思维导图联系的重要平台。对于提出的许多问题中，可以让学生选择有兴趣的问题以家中的材料为主要器材作为实验作业进行。图4就是结合本题所设计的思维导图模式图：
根据上面的这一系列的知识点的联系，我们在探究过程中主要应该注意如下的一些问题：
1、研究金属块，小石块，小木块，钩码等的性质，这是一类最容易引起学生注意的问题，一看到这些器材学生可能最快想到的是以本质为出发点研究各物体的性质。
（1）这些物体的质量、体积及密度的研究，根据所得条件还可以判断所研究的物体是否为空心？
（2）关于这些物体的重力、浮力的研究
2、模拟物体的沉浮条件，物体的沉浮在日常生活中是比较常见的一种情况，石头总是沉在水底，泡沫总是漂浮在水面，而有些物体可以浮在水中，而且当我们将鸡蛋放入一个盛满水的烧杯中时它沉在水底，当我们向水中加入食盐以后，鸡蛋就会上浮，其实这些现象的产生是利用物体的沉浮条件来解释的。
（1）这里主要利用的是金属块，小石块以及小木块在水中的沉浮情况，根据各自的密度与水的密度的比较（各自的重力与在水中所受到的浮力的比较）情况来判断物体的沉浮情况。
（2）利用小塑料瓶和细沙，也可以模拟出物体的重力与浮力的关系，从而得到物体的沉浮条件。
3、研究压力的作用效果与哪些因素有关，在生活中我们会有这么一类现象，当我们在沙滩上散步时，上面总是呈现出一排排大小不同，凹陷程度也不同的脚印，同样一个人，当它穿高跟鞋和穿平底鞋走在泥泞的黄泥路上，穿高跟鞋的跟总是会陷到很深的地方，这些现象是由什么原因产生的？
（1）选用的器材可以是细沙、塑料瓶和水，分两次完成实验，第一次将小塑料瓶从某一高度放下，观察细沙的凹陷程度，第二次将塑料瓶中灌满水，再从同一高度放下，观察细沙的凹陷程度。
（2）仍然选用相同的器材，首先将小塑料瓶中灌水，使得质量与大塑料瓶相等，然后从同一高度释放两个塑料瓶，观察两者的凹陷程度。
4、研究物体运动状态的改变与什么因素有关，根据生活经验，一个质量很大的人和一个质量相对较小的人站在一起，用同样大小的力去拉他们，可以发现，质量大的人很难拉动，而质量小的人比较容易拉动。所以可以提出一个问题：是否在相同的受力条件下，质量越小的人，运动状态越容易改变？
这个实验的完成还需要同学开动脑筋，添加日常生活中的桌子和手表就可以完成实验，首先将滑轮固定在桌子上，然后用钩码通过定滑轮分别拉着木块，木块和钩码从桌子的一边运动到另一边，用手表分别记录所用的时间，比较两个时间的大小就可以得出结论。
5、其实考虑到滑轮，还可以引导学生完成定滑轮和动滑轮的性质研究；利用上述器材还可以研究有关摩擦力的实验等等。
如果将这些问题以思维导图的模式展开，学生可以以个人或者小组的形式完成，他们的答案将会更加多元化，而在这个过程中，学生可以联系生活中的科学，对一些现象提出问题，通过对这些问题的思考来提出问题，这就有利于培养学生的观察和思考能力。在思维导图这种强大功能的作用下，有利于学生打开思维，将所学的知识通过实验器材联系起来，而且也可以实行PBL的教学模式，让学生选择某个课题，自己回家完成课题的研究，教师只是起一个引导的作用，这样习题设计的目的也就真正实现了。通过思维导图这种思维方式的训练，还可以培养学生良好的学习习惯和思考问题的方法，让他们能够有针对性地，有目的的学习，真正提高学习的效率。
这是一道比较广泛的探究题，其实思维导图还可以应用于制定这类探究题的计划，将每一步都以思维导图的方式，以一个个小分支的渗透下去，这对学生的探究能力和思考问题能力的培养也是非常重要的。
三、在思维导图的应用过程中我们应该注意的问题
（一）在使用思维导图的过程中，教师应该注意学生自己对导图的构建。即应该处理好“预设”和“实际”的问题，很多时候教师喜欢自己预设一套自己的思维导图进行教学，但是在实际的应用过程中会发现学生其实也都有他们自己的导图，所以教师就必须注意这个实际问题，最好是首先让学生自己设计，在他们设计的基础上，通过小组讨论，合作学习，然后结合自己的思维导图设计出符合学生逻辑思维的有利于学生学习的导图。
（二）思维导图的最重要作用就是通过导图中的一些形象的生动的连接增强人们的记忆力，所以在教学中运用思维导图也就是为了加强学生对已有知识的巩固和记忆。但是，每一个学生对知识的记忆力是不同的，他们之间存在着差异性，这就需要教师关注这种差异，同时要对思维导图增强记忆的模式进行检验，同时形成评价。教师应该根据每一个学生的记忆风格定时检查，收集反馈信息，或者用测试来评价学生的学习效果,及时发现教学中的不足,及时纠正，促进教与学的共同进步。
（三）思维导图在教学中最突出的运用就是在复习课的时候能够清晰的将所学的知识展现给所有学生，让学生对所学的知识点一目了然，但是也有教师将这种模式运用于新课的讲授，对于这一点我觉得还是有许多问题值得注意的，毕竟在新课的讲授过程中每一个学生对同一个知识点的接受能力是不同的，但是思维导图是一个整体的框架图，这就会导致部分学生不能很好的接受知识要点，所以在使用之前教师必须让学生知道思维导图的具体概念，这样有利于在教学中灵活的运用。其实只要教师注意到思维导图与普通的认知学习的方法不同，不是所有的教学都适合运用思维导图这种教学模式的，还是有一些教学需要其它更好的认知理论和教学方法，最好是能将思维导图的利用和其他许多教学方法联系起来，在教学中取长补短，这样才能更好的促进学生的全面发展。
（四）注意对思维导图和概念图的区分，概念图在表达逻辑关系，和推理方面发挥着很好的作用，在某种意义上说概念图是一种多线程的流程图，在概念图中的概念是按照分层形式表现的，含义最广、最具概括性的概念在最上端，更多的明细的概括性不强的概念依次排列在下方使用一些几何图形来作为不同概念的分类和表达。它是引导人们思考问题，了解事务发展过程方面起到积极的推动作用。但是思维导图则不同，它是能够帮助人们在认识事物方面拥有一个整体的全局化的观念，更多注重的是表达与核心有关的相关内容，并可展示其层次关系以及彼此之间的关系，它更多呈现给人们的是一种放射性的思维表达方式，所要表达的内容的重要程度是通过与中心词的远近及分支情况来判断的。总体来说，思维导图强调的是人们的思想发展的过程的多向性、综合性和跳跃性。两者的共同点都是有利于学生的记忆及思维发展，所以在教学中根据需要可以将两者有效的结合，加强各自的功能。
新课程实施过程中所出现和遇到的各种各样的新问题，都是过去的经验和理论难于解释和应付的，而新课程的核心理念是全面提高每一个学生的科学素养，所以教师应该思考更多的思考如何面向全体学生，如何发展每一个学生的科学素养，以怎么样的心态置身于教学情境中，以研究者的眼光审视和分析教学理论与教学实践中的各种问题，对自身的行为进行反思，对出现的问题进行探究，对积累的经验进行总结，使其形成规律性的认识。这对每一个教师来说都是一种适应和挑战的过程，所以思考更多的能提高课堂效率，有助于学生发散思维和创造能力培养的教学模式就非常值得探讨和研究。而思维导图可以作为一种参考模式，或许在教育过程中会有意想不到的巨大收获。
参考文献：
［1］Tony ·Buzan. 《The Mind Map book》: New York Press ,1993.
［2］http://www.mcli.dist.maricopa.edu/ forum/spr01/mcliForumV1Sp01.pdf. [6][美]加里.D.鲍里奇著
［3］毛海燕，单宏磊:《谈思维导图在词汇教学中的应用》［J］，教育探索，2008(11)
［4］安代红：《思维导图在初中生物学教学中的应用》［J］，生物学通报，2007(7)
［5］张晓华：《浅析思维导图在学习中的应用》［J］，福建电脑，2007(7)
［6］高  丽，孟素红：《思维导图在教育教学中的应用》［J］，中国现代教育装备，2007(6)
［7］何  水：《思维导图在教学应用方面的价值初探》［J］，中国校外教育(理论)，2007(1)
［8］杨兰娟：《思维导图融入小学科学教学中的应用初探》［J］，上海教育科研，2007(2)
［9］陈  欣：《概念图-思维导图-生物图表的辨析》［J］，生物学通报，2008(10)
［10］石  茵：《思维导图在初中生命科学教学中的应用［J］》，科学教育，2008(6)
［11］梅筱燕：《思维导图在地理教学教学中的应用》［J］，新课程研究 2008(9)
［12］徐业萍:《思维导图在教学中的应用》［J］，科技信息， 2008(27)
［13］何丽霞，何丽君:《浅谈课堂教学中的问题设计》［J］，教育探索，2008(9)