思维导图融入小学科学教学的实践研究

王志祥 江苏省昆山高新区玉湖小学

思维导图作为多功能的思考学习工具，在小学科学课程中通过图形化信息的组织呈现，能够促进学生思维能力的发展，并优化整个教学过程。这种方法与《义务教育科学课程标准（2022 年版）》（以下简称新课标）中“科学安排进阶，形成有序结构”的内容不谋而合，运用思维导图不仅促进学生在科学领域的深入理解，还有助于提升学生整体的科学素质与批判性思维能力。

一、思维导图概念简述

思维导图是一种创新的图形组织工具，用于帮助学习者以图形化的方式组织表示信息。这种方法源于英国心理学家托尼·博赞的理念，旨在通过中心思想以及相关分支来展示信息之间的关系。在思维导图中，中心通常是一个核心概念或主题，从这个中心向外延伸出多个分支，这些分支代表与中心主题相关的子主题或关键概念，每个分支又可以进一步细分为更具体的部分，形成一个层次分明的结构。这种结构不仅有助于捕捉组织思想，还能促进记忆。思维导图利用颜色、图像、符号来增强视觉记忆效果，使得信息的理解更加直观高效。在教学领域，思维导图广泛应用于课程规划、知识整合、学生学习等环节。特别是在小学科学教学中，能有效地帮助学生理解复杂的科学概念和过程，激发学生的创造力。通过将抽象的科学知识转化为具体的视觉图形，学生可以更容易地掌握科学知识，从而提高学习效率。

二、思维导图运用于小学科学课堂的积极作用

（一）调动学习兴趣，提升认知效率

思维导图通过将抽象的科学概念转化为具体直观的图形，帮助学生以更加生动有趣的方式探索科学世界。这种方法不仅减轻了学生对复杂科学信息的认知负担，还增加了课堂的趣味性。学生通过参与思维导图的创建，能够更主动地投入到学习过程中，从而提高了认知效率。此外，思维导图的灵活性使得每个学生都能根据自己的理解构建知识框架，这不仅有助于个性化学习，还促进了学生对科学知识的深入理解与长期记忆。

（二）促进思维发展，提高创新能力

在小学科学教学中，思维导图还发挥着促进学生思维能力与创新能力发展的重要作用。鼓励学生以更加开放的方式思考问题，从而促进学生在问题解决、批判性思维、创新思维等方面能力的发展。通过思维导图，学生学习如何将信息分类、整合、分析。此外，思维导图的灵活性允许学生在探索科学问题时采用多样的视角与方法，这不仅拓宽了学生的思维视野，还激发了探索未知领域的兴趣。

（三）优化教学过程，提升教学效果

教师利用思维导图进行课程规划与教学设计，能更清晰地展示课程结构与重点，从而使教学内容更加系统连贯。同时，思维导图作为一种有效的评估工具，可以帮助教师及时了解学生的学习进度与理解程度，进而调整教学策略，保证教学活动更贴近学生的实际需求。此外，思维导图的可视化特性使得教学反馈更直观具体。通过这种方式，思维导图不仅提升了学生的学习体验，还提高了教学的整体效果。

三、思维导图融入小学科学教学的实践研究

（一）利用思维导图，促进课前预习

思维导图的可视化特性使得复杂的科学概念变得更加清晰易懂，帮助学生在正式课堂学习之前就对核心概念与关键信息有直观的认识。通过自行构建或分析思维导图，学生能够主动地梳理即将学习的内容，从而在课堂上更加专注高效。以“我们周围的物体”这一课为例，教师要求学生的思维导图根据课本的单元框架分为七个分支，在“发现物体特征”的步骤中，学生通过思维导图探索周围物体的多样特性。首先，观察身边的各种物体，比如桌子、书籍、水杯等，注意到这些物体在大小、形状、颜色上的不同。接着，在思维导图的“物体特征”分支下，记录观察到的特征。发现物体特征在思维导图中从中心向外延伸出第一个分支，标记为“物体特征”。在该分支下，学生列出探索的物体特征，如大小、形状、颜色等。然后，添加第二个分支，标题为“谁轻谁重”，在此部分，学生思考记录不同物体重量的比较方法。第三个分支为“认识物体形状”，学生预测列出各种常见物体的形状。第四个分支为“给物体分类”，学生思考如何根据不同的标准对物体进行分类，例如颜色“大小”用途等方面。再添加“观察一瓶水”作为第五个分支，预设观察内容，如水的状态、变化等。第六个分支为“它们去哪里了”，针对融化的过程进行预测思考。最后一个分支标为“认识一袋空气”，学生预先思考关于空气的特性。

（二）利用思维导图，图形直观教学

教师利用思维导图可以将抽象的科学概念、理论转化为直观的图形，增强学生的学习体验。这种方法不仅简化了复杂信息的呈现，还促进了学生对知识的深层理解。思维导图的多彩动态特性吸引着学生的注意力，提高了学生对课堂内容的参与度，促使学生在视觉认知层面上积极互动，有效地促进了信息的整合与内化。以“我们周围的物体”这一课为例，教师首先确定教学的两个主要目标：科学概念目标和科学探究目标。

科学概念目标：创建思维导图的中心节点，标记为“科学概念”，从中心节点延伸出多个分支，每个分支代表一个关键概念。

第一个分支：“物体特征”——探讨物体的大小、形状、颜色等。

第二个分支：“物体重量”——讨论不同物体的重量对比。

第三个分支：“物体形状”——分析各种物体的形状特点。

第四个分支：“物体分类”——学习如何根据特征对物体进行分类。

第五个分支：“水的观察”——观察水的不同状态和特性。

第六个分支：“物质变化”——理解溶解和融化过程。

第七个分支：“空气的性质”——了解空气的特性。

科学探究目标：在思维导图上新增一个中心节点，标记为“科学探究”。设定以下两个主要的探究方向。

聚焦问题：“分辨物品特征用途”——激发学生对周围物体特征用途的好奇心。

探索知识：“发现物体的特征”——在这一分支中，设计小组活动，让学生互动探讨不同物体的特征。

然后逐步展开教学，针对每个概念分支，教师先进行基础讲解，然后引导学生参与讨论思考。在“科学探究”环节，通过小组活动鼓励学生共同探索发现物体的特征，如观察、比较等方式。教师在整个教学过程中不断回顾思维导图，以此为基础连接课程的每个部分，确保学生对每个知识点有清晰的理解。

（三）利用思维导图，引导科学实验

新课标要求教师要设计适宜的探究问题，激发学生的积极思维。思维导图使学生能够一目了然地看出实验的每个环节以及不同环节之间的联系，同时，思维导图鼓励学生在实验前进行全面的计划预测，这不仅增强了学生的预见性，也使得实验过程更加系统有序。在实验结束后，学生可以使用思维导图来总结分析实验结果，从而深入理解科学原理。“我们周围的物体”这一课中的“观察一瓶水”这一节设计实验，教师与学生回顾之前学习过的实验步骤，逐步绘作出进行实验的详细步骤的思维导图，明确实验的主旨与探究的重点。

首先是“实验物资”分支，其中详细列出了实验所需的所有材料，包括玻璃瓶、水、肥皂液、滴管、沙漏、多种形状的玻璃容器等，确保学生在实验前能够准备齐全。“实验操作”分支部分详细描述实验的各个阶段。例如，在“感官对比”环节，学生利用视觉、嗅觉、触觉等感官来探索水和肥皂液的不同属性，例如液体的颜色、气味、质地；在“沙漏观察”环节，学生观察并记录水和肥皂液通过沙漏的速度差异，理解流体的流动性；在“多容器实验”环节，观测水、肥皂液在不同形状的玻璃容器中的状态。此外，本思维导图中还包括了一个“记录观测数据”的分支，用于收集实验过程中的关键数据，如水的透明度和肥皂液的颜色等。接着是“分析实验现象与结果”的分支，这部分总结实验中观察到的现象与结论，帮助学生理解液体的流动性与固体的稳定形态等科学概念。最后分支是“实验结论”，教师和学生一起总结实验的最终发现，如“水是无色、透明、无味，能自由流动且不具有固定形状的液体”，帮助学生深入理解水的物理特性。

（四）利用思维导图，深化小组合作

小组合作是小学科学学习常见的一种方式，思维导图能够促进学生在小组活动中共享思考成果、集思广益，使每个成员的想法得到有效整合。通过共同创建思维导图，小组成员能够可视化自身的想法，确保信息的透明度与共识。思维导图的易修改性，使得团队成员能够在探索过程中轻松添加或调整信息，这对于促进深入探讨特定科学概念至关重要。以“认识一袋空气”为例，教师首先将学生分成多个小组，每个小组的任务是使用思维导图深入探索空气的多种属性和特征，包括识别空气的基本组成，探讨空气在自然界与日常生活中的作用，以及理解空气的物理与化学特性。任务要求小组成员首先集体研究空气的基本概念，如空气是由哪些气体组成的，空气的重要性体现在哪些方面，比如对呼吸系统的影响和在气象现象中的作用。此外，小组还需要探讨空气的质量如何影响环境与健康，以及如何通过实验观察来感知通常无形的空气。在完成这些综合性任务的过程中，小组成员需要协作收集信息、共享观点，并在思维导图中反映这些综合性的认识，保证每个小组的导图都全面而深入地展现了空气的多维特性。

随后，小组内部成员分配到不同的研究领域，负责收集特定领域的信息，然后在小组会议上分享自己的发现和思考，每个人的观点都被记录在思维导图上。随着讨论的深入，小组成员共同审视思维导图上的内容，整合来自不同领域的信息，以确保导图内容的全面性、准确性。在这个过程中，成员不断交流协商，教师巡回指导，如果发现信息有重叠或缺失，相互协作调整完善思维导图，这种互动确保了信息的多角度覆盖。每个小组完成各自关于“空气的特性”的思维导图后，在班级前展示并分享在探索空气的特性过程中的重要发现。有的小组使用丰富的颜色和图形来强调不同的空气特性，如蓝色表示氧气，绿色代表二氧化碳等。有的小组则更注重信息的详细性与精确性，思维导图包含更多的文本描述和与科学数据，如空气成分的百分比、空气质量的影响等。这些不同的思维导图展示了不同小组的不同思维，拓宽了学生的知识面。

（五）利用思维导图，助力课后复习

思维导图以其独特的结构，帮助学生将课堂上学到的知识以图形化的形式进行整理，从而促进信息的长期记忆。这种方法使复杂的科学概念与过程变得更加清晰，便于学生快速回顾知识点，通过自主创建思维导图，学生能够在整理学习内容的同时加深对知识点的理解。此外，思维导图的多维度展现方式使得学生可以从不同角度审视连接知识点，形成更加系统的知识结构。以“我们周围的物体”为中心的思维导图，作为复习的出发点，在导图中分别设立不同的分支，对应课程中的每个主要知识点，如“物体特征”“物体重量和物体形状”“物体分类”“水的观察”“物质变化”和“空气的特性”。以“物体的重量和形状”为例，在思维导图中，学生创建专门的交汇点，标记为“重量与形状的关联”。这个点成为连接物体重量和形状两个主要分支的桥梁。在这个交汇点上，学生回顾课堂上学到的关于物体重量和形状的基础知识。例如，思考不同形状的物体（如球体、立方体）因为使用的材料（如木头、铁）而具有不同的重量，学生探讨和分析这两个属性是如何相互作用的。再如，探讨在相同体积下，不同材料制成的物体重量如何变化，或者相同材料但不同形状的物体是否有重量上的差异。通过对比不同的实例和情境，学生在导图中绘制逻辑线，连接形状和重量的各个子节点。此外，学生还可以通过导图中的其他连接点来比较不同物体的特性，如将水的无色透明特性与其他液体或固体进行比较。在这个过程中，思维导图不仅作为记录工具，更成为一种思考分析的平台。学生通过这种视觉化的方法，不仅仅是回顾记忆课程内容，而是在更深层次上进行思考理解，将孤立的知识点转化为一个相互关联、有机整合的知识体系。

随着教育改革的不断深化，将思维导图这一工具融入小学科学教学已显现出其深远的价值。通过这种方法，学生在探索科学的奥秘时不仅拓展了认知边界，还提升了自身的综合素养。思维导图的应用在激发学生的学习热情、提高信息处理能力、促进团队协作以及培养创新思维方面发挥了关键作用。这种教学策略不仅为学生提供了一个多元化互动的学习环境，还帮助学生构建了完整的知识框架，为其未来的学术与个人成长奠定基础。