小学科学课“运用思维导图制订方案”的教学案例

小学科学课“运用思维导图制订方案”的教学案例
作者：张洁莹
来源：《新课程·小学》2012年第11期
摘要：活动前制订研究计划是使科学研究能顺利完成的关键，也是使科学探究活动能有效进行的保证。

但是对于小学生来说，很难像大人这样制订出严密的研究方案，他们的能力水平还处在实际操作的层面上，字词、语言文字的组织都给制订计划增加了一定的难度。

运用思维导图制订方案，不但比写普通研究方案节省时间，而且还简化了计划，让人容易看清并明白。

以下以教科版五年级下册《时间》这一个教学单元运用“思维导图”在单元整合教学中进行研究方案设计的一个教学研究案例。

关键词：思维导图；制订方案；分析
小学科学课程标准的其中一个目标是：“认识科学探究的过程和方法，培养科学探究能力。

发展学生提出问题、做出假设、制订计划、搜集证据、得出结论、表达和交流的能力。

”其中活动前制订研究计划是使科学研究能顺利完成的关键，也是使科学探究活动能有效进行的保证。

详尽的计划能让问题更加清晰，也更有把握地知道自己应该怎样做。

但是对于小学生来说，很难像大人这样制订出严密的研究方案，他们的能力水平还处在实际操作的层面上，字词、语言文字的组织都给制订计划增加了一定的难度。

思维导图是表达思维过程的有效图形思维工具。

它运用图文并重的技巧，把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来，把主题、关键词与图像、颜色等建立记忆链接。

当思维导图应用到学科教学上时，可以帮助学生形象地把知识或问题的要点以字或词的方式呈现在图形中，并用线连接起来代表它们之间的关系，通俗易懂。

特别在学生制订研究计划时，把解决问题的方法及需要准备的材料等以图形方式简单记录下来，看似随意，但简短的几个字非常清晰，不但比写普通研究方案节省时间，而且还简化了计划，让人容易看清并明白。

以下是笔者在教科版五年级下册《时间》这一个教学单元运用“思维导图”在单元整合教学中进行研究方案设计的一个教学研究案例。

一、教学案例
1.教材分析
《时间》教学单元学习目标是引领学生感受时间并对不同类型的计时器展开充分的探索。

通过学习活动，学生将加深认识，可以通过对太阳运动周期的观察和投射形成的影子变化来测
量时间，还会认识到用一些有规律运动和变化的装置也可以计量时间，随着科学技术的进步，计时器的计时准确性在不断提高。

整个单元的教学流程设计是：
单元教学的重点是研究影响摆快慢的因素的整个过程。

由于影响摆快慢的因素有很多，学生也各自提出了自己不同的看法，我就让他们各自制订研究方案，最后在汇报总结的时候再对各影响因素进行归纳整合。

2.学生分析
研究影响摆快慢的因素的方法是对比实验法，在五年级开始，学生已经初步会运用这种方法进行对比实验，因此学生已经懂得运用这个方法去完成这个实验。

二、教学过程
前一课时，学生完成了计时器的制作，并提出了影响计时器“摆”快慢的可能因素，这一课时主要是分组制定研究实验方案。

在制订方案的教学中，我没有硬性要求他们用思维导图，而是用自己习惯的方式来完成方案，却产生了意想不到的效果。

1.分组制订方案
在重新制订方案的构成要素后，学生分组进行研究方案的制订。

李霈泽那个小组很快就完成了方案的制订。

他们用了思维导图来制订方案，比较简单。

我肯定了他们的成果，随后要求他们再次讨论有没有需要补充的地方，这时，他们很快发现遗漏了注意问题。

接着，我再往其他组去看，他们有的研究摆角、有的研究摆长，有些也像李霈泽那组一样漏了注意问题。

分析：李霈泽小组是完成方案最快的小组，他们是运用了思维导图的方法来制订方案的，寥寥几个字虽然简单，但是基本道出了他们这个实验的方法与过程，基本计划已跃然纸上。

其他没有使用思维导图的小组制订计划的时间要长些。

画图的形式很好地反映了他们的设计思路，提高了分析计划是否全面的速度。

这非常符合小学生心理发展的特点，以形象思维为主，向抽象思维过渡。

伟大的思想家达·芬奇在笔记中也经常用到图形、代码和连线，使他的笔迹变得生动活泼。

2.小组汇报
（1）简化记录
小组制订方案结束后，我让各小组进行汇报。

我请了张行沛小组上前汇报，他们没有使用思维导图来制订方案，刚汇报完，聂沛马上提问：“你们在说什么，能不能再说一遍？”其他同
学也有同感，在下面附和。

我看了一下他们的方案，的确有点混乱，而且因为他们也读得很快，所以听得人模糊不清了。

我应同学们的要求让他们再读一遍，并在黑板上运用思维导图把他们的方案记录下来（如图1）。

这次，大家看着我在黑板上写的思维导图，很快就明白了。

分析：这一组的方案写得详细具体，涵盖了研究方案的几个要素，可以反映出学生思考细致，心思缜密。

但若这一计划给别人看，则真的需要花上一定的时间。

课堂教学时间非常短暂，内容繁多，如果每组都汇报的情况下，时间则更加有限。

这时候图形是最好的选择。

思维导图像图形，容易被大脑所接受。

后来，通过老师在黑板上用思维导图的方式把这一组的计划表达出来，其他组的同学很快就看明白了。

（2）细化问题
学生通过观看黑板上的思维导图，马上发现了问题。

周定江提出了问题：“我认为他们让三个不同摆长的摆同时摆动不太好，因为我发现摆在摆动的过程中会改变方向，这样很容易相互影响。

”“对，而且同时放手的时间一定要很准确，这个比较难保证。

”另一个同学插了一句，“那你认为应该怎样？”我回问了周定江。

“我认为分开三次做比较好，使用同一重物、三条不同长度的绳子，或者同一条绳子在做完一次实验后改变它的长度，这样既能保证重物的重量不变，又可以避免三个摆相互影响。

”与此同时，我把小周说的方法写在黑板上，并写上方法2（如图2）。

接下来，又有其他同学分别提出了自己的方法，我都把它们板书到黑板上。

分析：心理学认为，学生在小学阶段是以形象思维为主的，而图形可以更容易集中他们的注意力。

通过绘制思维导图后，学生的注意力很快被集中起来，有意注意发挥了很好的作用，学生的思维也开始活跃起来。

在思维导图的帮助下，围绕着中心问题开展了思考，解决问题的方法不断地涌现，思维得到了扩散与发展。

（3）触类旁通
接下来我请研究摆角或摆重的组上前汇报。

聂沛那组研究的是摆重的实验。

她们使用了思维导图来制订方案，这回学生认为方案清晰多了，大多认为方案比较完善。

不过，这时候有个学生质疑：认为用笔套、橡皮、笔等做重物不太好，这些物体虽然重量相同，但是由于它们的体积都不一样，那受到空气的阻力也就不同了，这样会影响摆的快慢。

我很佩服这个同学的细心，并马上表扬了他。

分析：思维导图清晰地反映了计划的全部，降低了学生分析存在问题的难度，由此可见图形永远都比文字能让大脑更快地接收到是对的。

（4）深化问题
在处理了刚才的问题后，我继续借题发挥，以此指导学生在实验过程中要注意的关键点。

以下是其中一个教学片段：
师：“不过我有个问题，如果大家用笔套或者笔作为重物时，有没有需要注意的地方？”
生：“应该有吧”。

（下面沉默了一会，有些不敢肯定）
（我看见大家都没反应，我出示了笔套和笔，并分别把它们的末端绑在一条绳子上，做成两个摆。

两个摆一作对比，下面的小手马上举起来。

）
生：“我知道了，这样两个摆的长度就不一样，同时改变了两个条件了。

”
师：“真聪明，那应该怎么办？”
生：“可以把绳子绑在它们的中间位置上，这样就不存在这个问题了。

”
师：“有没有更好的材料做重物呢？”
（李霈泽马上举手，说了自己的方案……）
接下来，我让其他小组说说研究摆角的实验方案，也同样让学生提出建议及需要补充的地方，在黑板上使用思维导图把它们说的方法记录下来。

经过交流研讨后，各个小组对这次的实验都清晰明了，胸有成竹了。

不知不觉，时间很快过去了，我布置他们回去准备材料，下节课进行实验。

分析：有问题才有思考，讨论可以加速思考的过程。

讨论是思维碰撞的过程，通过讨论，学生可以对问题进入深层次的思考，使问题不断得到细化与深化，加强了解决问题的能力。

在思维导图的帮助下，学生对各组的方案已清晰明了，也从中学习了不同的方法，为实验更有效、更成功奠定了坚实的基础，而在交流的过程中思维也得到了迅速发展。

三、综合分析
问题解决最重要的是找到解决问题的方法，科学课堂教学就是要让学生学会用科学的方法来解决问题，活动前制订研究计划是使科学研究能顺利完成的关键，也是使科学探究活动能有效进行的保证。

由上面的案例可见，学生运用思维导图制订方案，不但帮助了学生对方案进行分析，进一步深化和细化了方案，还在一定程度上使思维得到了拓展。

详尽的方案能保证学生有效完成实验，但是老师又不能逐一检查到位，交流展示是一个很好的活动。

从上面的案例中看出，运用思维导图制订方案使这个交流展示活动能收到高效的效
果。

学生在开始没看清方案，然后老师把方案用思维导图的方式写在黑板上，后来其他小组也运用思维导图来汇报所制订的方案，学生对整个实验方案经历了从模糊到清晰的过程。

1.视觉方面的清晰
图形是最容易接受并记忆的信息。

在人类文明到来之前，人类都是通过图形等形式来传递信息的，它生动、立体，而且不需要大脑对其加工分析或编译，直接采纳。

思维导图的表述形式简化了文字表述的繁杂，使人在较短时间内获知所要表达的信息，这样学生对于方案的制订更加清晰，也方便他们对本组或他组的计划进行分析讨论，提出更合理的建议。

2.思维方面的清晰与提升
在思维导图的引导下，学生对本组和他组的方案了解清晰后，就开始了对方案进行讨论分析。

在一开始时，他们对方案本来是模糊的，即便自己制订的方案也不是完全清晰地掌握。

在观看了方案后，他们会发现自己和他人所存在的问题，然后马上进行修正。

正如上面所示案例，学生对方案制订的思维过程是逐步深化的过程，先是对方案粗略地制订，然后补充完整方案，最后找出问题加以修正，再进行补充完整，思考由浅入深，由单一变复杂，由片面转向全面，问题解决由模糊变清晰，也越来越有把握。

不知不觉中，思维越来越广，考虑问题也越来越周全。

总的来说，运用思维导图来制订方案，提高了学生对已制订方案的分析能力。

把方案变成图形，形象生动、通俗易懂，可以让学生很快地了解别人的计划，知道了问题解决的方法，也学会了运用不同的方法来解决问题。

思维导图让方案变得更清晰，方便学生快速地找到计划中存在的问题，通过讨论的方式共同解决问题，使思维得到了扩散与发展。

这就是教学所要达到的目标，让每个学生在学习的过程中锻炼思维，学会思考，学会分析，进而发挥出创造的潜能。

参考文献：
［1］［英］东尼·博赞.思维导图使用手册［M］.丁大刚，张斌，译.北京：化学工业出版社，2011-08.
［2］中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准.北京：北京师范大学出版社，2011.
（作者单位广东省广州市越秀区东山培正小学）。