运用思维导图，促进知识与思维的融合

黄建波

（浙江省慈溪中学  浙江慈溪 315300）

[摘 要] 思维导图是一种思维工具，恰当地使用思维导图能够有效提高化学课堂教学的质量和效率，促进学生良好思维品质的养成。笔者运用思维导图，从“化学概念的形成”、“知识体系的建构”与“物质性质的拓展”三个方面作了“知识与思维融合”的探索，旨在既能促进学生认知结构的形成与发展，又能培育学生核心素养的教学目标。

[关键词] 思维导图 高中化学 知识与思维

    思维导图是美国著名教育学家托尼·布赞（Tony Buzan）20世纪60年代提出的，是心理学与脑科学相结合的研究成果，是一种科学的思维工具。思维导图是利用符号、文字、线段以及图像对大脑中抽象的知识转化为可视的、形象的、生动的知识，从而使人的思考变得有序、全面而深入。根据一定的关键词或核心知识点，运用联想、类比，以“放射性”的思维方式，将头脑中已有的不同层级的知识上下、纵横相联，建立起有机的知识结构^[1]。

笔者的实践证明，在化学教学中，依托思维导图组织教学，知识间的逻辑关系呈现清楚，分析推理的思路清晰，易被学生接受、理解；运用思维导图进行知识整理，能激发学生主动学习的热情，促进知识与思维的融合，有利于知识的理解、记忆和迁移；运用思维导图辅助思考，有助于培养思考行为，养成思考习惯，发展思维品质，提高自主学习的能力。

   一、运用思维导图，促进概念认知的建构

    概念是高中化学教学的根本，是学生思维的依据。概念的习得需要经历“概念的形成”和“概念的建立”两个过程。思维导图运用于概念知识的教学组织中，将实验的结果、总结归纳得出的结论，以及分析推理、建立概念的过程，用生动直观的图像逐步展示出来，既能充分调动学生的感官，又能激发学生的思维活动，促进学生的认知建构。

 以选修《化学反应原理》（江苏教育出版社P38）专题2化学反应速率与化学平衡第一单元化学反应速率中“催化剂对反应速率的影响”的教学为例，说明运用思维导图组织教学设计的过程。教学设计围绕两个问题展开，一是解决“催化剂对反应速率有什么影响”；二是要解决“催化剂对反应速率是如何影响的”。前者是在教师指导下，学生相互合作、自主实践探究。归纳为“设计对比实验，实验探究MnO₂、FeCl₃对H₂O₂分解反应的影响，观察现象，获得实验事实（结论：催化剂能加快H₂O₂分解速率）”。后者要求基于实验事实，结合化学反应速率概念，运用碰撞理论提出假设，理论探究产生实验结果的原因，共同探索、归纳整理、逐步完善，建立“催化剂对反应速率影响”的认知模型（如图1）。

  二、运用思维导图，促进知识体系的建构

    中学生学习能力之一是具备较强的阅读、理解、概括的能力。每一章节、单元或模块学习后，能整理形成条理清楚、中心明确、知识完整，有个性的读书笔记，无疑是一种学习能力的体现，而且知识体系的建构，也是继续学习的关键基础。

    化学教材知识的编排考虑到学生认知基础与思维发展的水平，对知识点的认知要求是“波浪式前进，螺旋式上升”。这样，导致知识点的分布相对分散、零碎，彼此之间融合度较低。如果学习后知识点之间依然彼此孤立、缺乏联系，学生的思维就会停留在浅层学习的层面上，遇到新情景、新问题时易陷入束手无策的窘境。因此，复习教学要解决两个任务，一是将分散、零碎的知识整合起来，使知识变得有序、完整；二是打通知识间的联系，使知识变得有机、立体。第一个任务，教师指导学生通过绘制思维导图将章节知识、单元知识，按一定的要求归纳整理，学生交流、教师点拨，逐步完善（如图2，氧化还原反应单元知识的思维导图）。通过主动绘制“思维导图”，一方面可以改变学生的认知方式，让学生主动地、有创造性地理解学习的中心内容，厘清不同层级知识间的联系，建立起有意义的知识结构，促进知识间的融会贯通。另一方面有序知识结构的建立，便于学生了解关键知识，理解物质组成、结构、性质及其相互转化的规律，养成良好的思维习惯，提高思维能力。第二个任务，需要教师精心策划，引导学生挖掘知识间存在的内在联系，立足核心知识点进行深入思考，将表面看似孤立的知识沟通起来，完成由浅层学习向深层学习的转换。以“思维导图”为导向，将思维的触角放射性发散，触发学科内、外知识间的交互链接，构建立体的知识结构。如原电池的学习中，学生存在两大难点，一是盐桥电池的构成；二是原电池原理的理解，尤其是电极反应式的书写。教师引导学生以“原电池”为核心，根据反应中能量转化与反应的要求，理解“原电池”构成的特点，结合氧化还原反应发生的本质特征，了解“盐桥原电池”的构成；结合物理学科“直流电路”知识与氧化还原反应规律，加深理解原电池原理，正确书写原电池两极的电极反应式。（如图3，原电池、反应热与氧化还原反应之间相互关联的思维导图）

三、运用思维导图，拓展物质变化的规律

    将知识转化为素养，发展学生解决问题的能力，培养创新意识，提高实践能力，是化学学科核心素养教学的根本任务之一。浙江省普通高中化学学科选考说明中，对学科思维及方法也提出了明确的要求：能够发现和提出有探究价值的化学问题，学会用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工、处理，以有效地解决问题^[2]。

近几年高考有机化学模块的考查中对此体现十分充分。如浙江省2016年10月化学学考、选考卷26题（4）选项A，要求学生根据框图中乙烯与乙酸反应可转化为乙酸乙酯，判断乙烯能不能与乙醇反应生成乙醚。将乙烯与水、卤化氢的加成反应拓展到对含有活泼氢物质的加成。在历次选考的32题中信息理解及相互转化中，也体现了类似立足对有机分子结构与机理的理解，抽象归纳形成规律并拓展应用的能力。如2017年11月选考32题的信息R₁COOR₂+H₂NR→R₁COHNR+HOR₂，2018年4月选考32题的信息中胺与卤代烃的取代。其实质都是建立在卤代烃、乙酸乙酯的水解规律，及氨（胺）、醇与水分子结构上的相似理解上的思维拓展。这种“现学现用”的考查方式，也足以反映出学生思维的广度、深度及灵活度。而思维导图绘制中“放射性”、“纵深感”、“层级性”独特的思维方式，也确能帮助学生理解物质结构与相互转化的性质，揭示物质间变化的规律。见如下二例。

 一是对CO₂气体分子结构与性质，运用思维导图作如图4的归纳与拓展。既将CO₂的性质由无机属性向有机属性适当的拓展，又能给学生理解物质结构与性质以一定的启迪。

    二是从醛、酮与醇的反应信息出发，运用思维导图作如图5的拓展，引导学生如何多角度、多维度对反应规律的理解与应用。

四、运用思维导图于教学后的反思

 思维导图的运用有一个从陌生到了解、熟练的过程，教师除了自身常用于备课、课堂小结外，也要有意识指导、督促学生使用。开始时以作业的形式要求，用思维导图概括课堂学习过程或章节单元知识的整理，然后逐步完成难度较大、综合程度较高的任务，如元素化合物知识块间相互转化的整理、实验方案的设计与优化选择等。逐渐使之成为学习与思考的一种必备的辅助工具。

 思维导图的运用不要把它仅仅当作是一种知识整理、体系建构的工具，而是要着眼于“在概念的形成、知识体系建构”中成为化学思维品质培养和提高的载体，实现由知识积累向思维层次提升的转变。特别是在复习教学中，引导学生主动学习、积极思考，从多维度、多层次对知识及规律再认识、再发现，甚至再创造，提高学生的创新意识和创新能力。

思维导图也可以应用于课后的学习反思中，提高学生听课的质量。教师指导学生从逆序回忆反思，由课堂小结，朔流而上。思索课堂的知识主线与实验探究、理论分析的细节，回忆教师如何构建起本堂课的知识结构及运用的思维方法。即想教师如何想。同时教师要鼓励学生另辟蹊径反思，从知识形成、模型构建、分析方法或学科知识迁移的角度，想别人没有思考过的维度，思考别人没有想到的领域。发现新规律，建立新模型，运用新方法解释或解决新问题。

“思维导图”能改变学生的认知方式，提升学生的思维品质！