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思维导图在中学化学教学中应用的意义
邢敬华
在新课程改革进行的同时,与之相关的脑科学、心理学、教育学、信息技术学等各学科
领域与教育、教学整合的研究也得到了蓬勃地发展石教育的“终极关怀”是促进人的发展,
实质就是要开发脑的潜能,培养具有创新意识、创新精神和创新能力的人才。应用心理学、
脑科学、教育技术学等的研究成果,不仅可以支持课程改革,使教育科学研究更加合理和科
学,同时还能促进学生全脑的发展,提高人的智慧,培养满足社会需求的新型人才。
英国著名心理学家托尼·巴赞肠侧在研究大脑的潜育断比程中发现综合运用文字、
图形、符号、连线等可以协调左、右脑的功能,提高学习效率。在此基础上,巴赞先生于上
世纪年代发明了一种新型的思维工具一一思维导图。这是一种用来表示人脑思维过程的
知识表征工具,是一种将放射性思考具体化的方法。这种发散性的结构符合大脑工作的原理,
体现了人们思维过程中的多向性和跳跃性,是一种能够帮助人们分析问题、整理思路、快速学习的方法和工具。近年来,思维导图逐渐获得了广泛的认可,并应用于学科教学过程中。
很多人开始探索如何利用思维导图来促进学生认知建构这一值得研究的问题。而随着信息技
术与课程整合的推广和普及,产生了很多便捷的思维导图工具软件,受到广大学生、教师和教育工作者们的普遍关注,成为信息技术与课程整合进程中促进学生有效学习的手段之一。
化学学习是一个复杂的过程,具有宏观、微观和符号表征三个层次。关于符号表征层次
的研究一直是化学教育研究区别于其它学科教育研究的特点之一,而综合利用文字、符号
的思维导图在中学化学教学中应用特别利于符号表征层次知识的学习。
教师需要帮助学生辨别概念的关键属性,使学生学会概念是如何从其他相似概念中区分出来的,以便他们对概念进行准确提取。这会使他们更清楚地获得并理解概念,发展将新概念与其它概念建立联系的能力,并能更好的存储、更准确的回忆。
教师还可以采用各种技术构建正迁移,也可以把它称之为“搭桥”。借此,教师可以帮
助学生从先前经验和其他新学习的内容之间找出联系,进行抽象,从而激发迁移。我们可以
采用多种方法进行搭桥,如头脑风暴法,介绍新主题时,要求学生以头脑风暴法寻找将之
应用于其他情境的方法类比法,学习了一个新主题后,采用类比的方法检查各个系统中的相似点和不同点进行元认知,在解决问题的时候,要求学生讨论解决问题的方法,并找出每种
方法的优缺点。
总结是一个内隐过程,工作记忆通过该过程对它所知觉的学习内容进行概括性描述。学
生通过总结完成学习内容的复述,开始理解并赋予学习内容以意义,从而增加学习内容保持
在长时记忆中的可能性。
总结不同于复习。在复习过程中,教师承担主要工作,重复关键概念,检查学生理解情
况。在总结中,学生承担主要工作,他们通过心理复述和概念总结,确定自己是否领会了学
习内容以及学习内容是否对自己有意义。
教师有必要给予学生适当的时间来进行思考和总结,并通过一个明显的外部活动如讨
论、展示、汇报等来增强学生的动机。教师也可以借此评估学生的总结质量和准确性,并
对教学活动作出适当调整。
长期以来,教育者一直都在努力了解脑的工作机制,以便使教学和学习方法更为有效。
最新的脑结构与功能成像技术能够使人们直接观察到人脑如何进行学习、思考、产生情绪和
各种社会行为。脑与元认知科学研究正在揭示儿童与青少年学习中文、英文、数学和科学知
识的脑机制,探明不同教学和学习方式对人脑结构与功能可塑性的重要作用,深入认识各种
学习与认知障碍的神经机制,为学生和教师提高学与教的效率、解决各种学习与认知障碍提
供了科学的原理和方法。
建立在脑与认知科学最新研究成果基础上的“基于脑的学习和教学”正在世界范围内广
泛兴起,教师有必要也有责任运用这些研究成果来优化课堂教学。
思维导图是一种图形思维工具。众所周知,人脑对图像的加工记忆能力大约是文字的
刃倍,思维导图育团孟用图文并重的技巧,把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表
现出来,将主题关键词与图像、颜色等建立记忆链接,充分运用左右脑的机能,利用记忆、
阅读、思维的规律,协助人们在科学与艺术、逻辑与想象之间平衡发展,从而开启人类划亩
的无限潜能,不但可以帮助刻门的记忆、增强洲门的创造力,还具有个人特色及多面性能使
学习更轻松更有趣。
思维导图是一种知识表征工具和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,以大脑中的某一个知识点为思维中心,从这个知识点出发引发出与之相关的
其他知识点,这些知识点又可以成为另外的思维中心。每一种进入大脑的资料,不论是感觉、
记忆或是文字、数字、气味、线条、颜色、节奏、音符等,都可以成为一个思考中心,并由
此向外发散出成千上万的连结。这些环环相扣的连结就是你的记忆,也就是你的个人数据库。
人类从一出生即开始累积这些庞大且复杂的数据库,大脑惊人的储存能力使我们累积了大量
的资料。经由思维导图的放射性思考方法,不仅育到省加资料的累积量,还能将数据依据彼此
间的关联性分层、分类管理,使资料的储存、管理和应用更为系统,从而提高大脑运作的效
率,符合大脑的自然结构和工作机制,与脑图很相似,体现了人们思维过程中的多向性和跳
跃性,符合人们的认知结构,是一种能够帮助人们分析问题、整理思路、快速学习的方法,
是建立语义记忆的最有效的图像组织工具。
《高中化学标准》规定普通高中化学课程模块分为必修、选修两类,化学①和化学②必
修模块是选修模块的共同基础,“化学与生活”、“化学与技术”、“物质结构与性质”、“化学
反应原理”、“有机化学基础”和“实验化学”等选修模块是必修模块的进一步拓展和延伸,
模块的设置能满足社会对人才多样化的需求,适应学生不同潜能和发展的需要。
化学学科与其它科目相比，具有显著的复杂性。正如学习具有具体经验、表征学习或符号学习、抽象学习三个层次,化学学习也可以分为宏观、微观和符号表征三个层次,三个层
次的学习相互关联、相互影响。学生在学习化学知识的过程中,既要注意观察化学反应的宏
观实验现象,又要给出合理的微观解释,并要通过化学式、方程式等符号表征进行适当的
表述和分析。自从上世纪60年代以来,人们就更关注于符号表征层次的研究。而利用文字、符号、图片等有机融合逐步建立思维导图的过程就是学习符号表征层次知识的最有效方式之
一。
思维导图工具Mind Manager在化学教学中有着良好的应用前景。首先,它是一个很好的备课和授课工具,教师可以通过Mind Manager方便地组织新知识以及自己的思想,可以链接Word、Powerpoint、网页等文件,整体展示知识框架并能有效的标示出内容的重、难点;其次,它还特别适用于学生小组活动,学生可以在活动前用其计划活动流程、小组分工,可以通过对其不断的修改以管理工作进程并最终进行汇报。
课堂教学强调以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义
的主动建构。而思维导图在课堂上的运用可以使学习者在一定情境下借助于他人的帮助,如
人与人之间的协作、交流等,利用必要的信息并通过主动建构而获得知识。学习过程中教师帮助学生利用ICT手段以思维导图的形式对当前学习内容所反映的事物性质、规律以及该事
物与其它事物之间的内在联系加强理解,这种理解在大脑中的长期存储形式就是“图式”
也就是关于当前所学内容的认知结构。
总之，思维导图可以作为辅助师生在教学活动中进行反思的工具。绘制思维导图既是一种学习策略,也是一种元认知策略,能帮助学生进行有意义的学习,提高学生反省自己的认知过程的能力,最终使学生学会学习。