薛勇軍

摘要：中學化學界對思維導圖的研究和應用已有十年，但對思維導圖在新授課中應用的研究較少。教師可以把思維導圖作為引領(lǐng)課堂進程的教學工具，在新授課教學活動中引導學生逐步建構(gòu)思維導圖，達成三維目標。以蘇教版《化學2》“化學反應速率”一課為例，談教學設計和應用體會。

關(guān)鍵詞：思維導圖；新授課；化學反應速率

文章編號：1008-0546（2017）03-0037-04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.03.012

《普通高中化學課程標準（實驗）》提出構(gòu)建“知識與技能”“過程與方法”“情感態(tài)度與價值觀”相融合的課程基本理念。[1]具體到每一節(jié)內(nèi)容的課堂教學，將三維目標融入教學設計，并不容易做到。如何在教學中全面達成課程標準所提出的三維目標？借助思維導圖組織教學是一個不錯的選擇。

一、研究現(xiàn)狀及分析

思維導圖是 20 世紀 60 年代英國人東尼·博贊（Tony Buzan）創(chuàng)造的一種記筆記的方法。國內(nèi)2000年開始出現(xiàn)介紹思維導圖的學術(shù)論文，2005年出現(xiàn)思維導圖應用于中學化學的研究論文。筆者以“思維導圖”為主題詞在CNKI檢索中學化學教育的三大核心期刊，截止2016年5月，檢索結(jié)果匯總?cè)绫?所示。

早期的論文主要是介紹思維導圖相關(guān)知識[2][3]或思維導圖的制作方法[4][5]，隨著研究的深入，思維導圖應用得越來越廣，近年甚至出現(xiàn)了以思維導圖作為研究教材的工具[6]以及在評價思維導圖方面的研究論文[7]。在課堂教學方面研究主要有思維導圖在章節(jié)[8]或?qū)ｎ}中的應用[9]、思維導圖在復習課中的應用[10]、思維導圖在解題方面的應用[11][12]和思維導圖在實驗教學方面的應用[13]，但對于思維導圖在新授課應用的研究還較少。若想培養(yǎng)學生運用思維導圖學習化學的意識和能力，讓學生“無意識的高效”運用思維導圖[14]，新授課的研究是不可或缺的一環(huán)。

筆者嘗試在高一借助思維導圖開展新授課教學，在教師的引導下，學生主動建構(gòu)思維導圖，改變過去那種“教師教，學生學”的被動學習過程。學生在掌握“知識與技能”的同時，逐步學會借助思維導圖加工整理知識，將內(nèi)隱知識可視化、有序化，并可在此基礎上將新學知識與已有知識進行發(fā)散、關(guān)聯(lián)，提升思維的廣度和深度，讓學生學會學習。

二、實施策略

美國著名認知教育心理學家奧蘇伯爾（D·P·Ausubel）曾說過：“影響學習的最重要的因素是學生已經(jīng)知道了什么，我們應當根據(jù)學生原有的知識狀況去進行教學。”[15]筆者任職的學校屬于省三星級高中，近年招生錄取分數(shù)線處于區(qū)內(nèi)中等偏下，學生基礎相對薄弱，學習能力有待提升。2015級高一新生入學后，筆者對所任教的兩個班級做過了調(diào)查，在參與調(diào)查的82名學生中，以前了解過思維導圖的有27人，能夠主動運用的只有2人。

可以看出，近年來思維導圖在義務教育學段、社會培訓機構(gòu)的教學中已經(jīng)有了一些運用，但普及面還不夠，學生掌握、使用情況也不太理想。因此，要在高一運用思維導圖開展化學教學，筆者采取分階段逐步推進的教學策略（見圖1）。三個階段分別是“教師使用，學生接觸體驗→教師指導，學生課后繪制→教師引導，學生當堂建構(gòu)”，學生經(jīng)歷從最初接觸思維導圖→使用思維導圖復習整理知識→借助思維導圖學習新課?？紤]到學生情況和課堂時間的限制，對于第三階段的實施，目前筆者選擇部分內(nèi)容簡單、條理清晰的課時，嘗試思維導圖授課模式。本文以蘇教版《化學2》“化學反應速率”一節(jié)為例談談實踐體會。

三、基于思維導圖的蘇教版《化學2》“化學反應速率”教學片段

本節(jié)課學生分組參與課堂活動，每4人為一組。

片段1：引入課題后，指導學生閱讀教材，分組討論。以思維導圖的形式歸納總結(jié)化學反應速率的定義、計算公式、單位以及表征、計算的注意事項，小組推薦代表匯報交流。

設計意圖：學生在物理學科中已學過物體運動的速率，借助類比遷移，對于化學反應速率概念的學習，多數(shù)學生應該不存在太大困難，可放手培養(yǎng)學生自主學習的能力。少數(shù)基礎薄弱的學生可能在理解概念上出現(xiàn)偏差，在小組討論中會得到幫助?；顒又信囵B(yǎng)學生自學能力、合作學習能力。

片段2：例題和隨堂練習，訓練學生計算化學反應速率和比較快慢。在例題和練習講評之后，指導學生結(jié)合解題心得完善思維導圖。

【例題1】某條件A時，在一個體積為2L的密閉容器中投入SO2和O2，發(fā)生反應2SO2+O22SO3，經(jīng)過5s后，測得SO3物質(zhì)的量為0.8mol。

（1）請用SO3物質(zhì)的量濃度的變化表示該反應的反應速率；

（2）請用O2物質(zhì)的量濃度的變化表示該反應的反應速率；

（3）v（SO3）與v（O2）數(shù)值上有何關(guān)系？意義是否相同？

（4）某條件B時，測得用SO2的濃度表示反應速率為0.06 mol·L-1·min-1，比較兩種條件下反應速率的大小。

（5）另一條件C時，測得用O2的濃度變化表示反應速率為1.2mol·L-1·min-1，比較三種條件下反應速率的大小。

【隨堂練習】略

設計意圖：有關(guān)化學反應速率計算是本節(jié)課的一個重難點，學生經(jīng)常出現(xiàn)的問題有：①誤用反應物或生成物物質(zhì)的量的變化除以反應時間，忽略體積；②不理解同一反應同一時間段，用不同物質(zhì)濃度的變化來表示化學反應速率時可能出現(xiàn)的數(shù)值差異；③在比較化學反應速率大小時，只關(guān)注數(shù)值，而忽視不同物質(zhì)間的差異，或忽視單位不同帶來的影響，比如分和秒的差異。為此，筆者設計了例題1，將5個小問題設計在同一情境中，有利于學生對比；難度遞進的呈現(xiàn)方式，有利于逐步將學生的思維導向縱深，避免學生一下遇到難題畏難而退?；A薄弱的學生對概念的理解如有錯誤，將在例題1中暴露出來，在分析、評講例題中得到及時糾正。效果如何？配兩道練習題檢測、鞏固。

在理科解題過程中常有一些注意事項，或者計算后可得到一些規(guī)律性、經(jīng)驗性的內(nèi)容，這些對學生理解知識、解決問題非常有幫助?！凹埳系脕斫K覺淺，絕知此事要躬行?！睂W生經(jīng)過動腦思考、分析得出結(jié)論，這比聽教師講或從教輔資料獲取更高效。學生完成例題和習題后，及時引導學生歸納小結(jié)，指導學生繪制思維導圖，鞏固所學知識，也便于日后復習。

片段3：學生閱讀教材中“影響化學反應速率的因素”內(nèi)容，初步了解可能影響化學反應速率的因素，區(qū)分其中的內(nèi)因和外因，討論確定下面實驗的任務——探究影響化學反應速率的外界因素。觀察實驗室提供的化學藥品、試劑，構(gòu)思實驗探究方案，在小組內(nèi)討論并形成小組實驗方案，再進行實驗操作。（每組提供以下試劑：鋅粒、1mol·L-1 鹽酸、3mol·L-1鹽酸 、5mol·L-1 鹽酸、4%過氧化氫溶液、二氧化錳粉末、熱水、大燒杯2個、小試管8支、藥匙。）

完成實驗后，各小組派代表向全班交流實驗結(jié)果，小結(jié)影響化學反應速率的因素及其規(guī)律。教師對學生總結(jié)出的規(guī)律進行補充、完善，對于課堂未能實驗探究的“壓強對化學反應速率的影響”，引導學生進行理論推導。最后，學生組內(nèi)交流構(gòu)建以“影響化學反應速率因素”為二級主題的思維導圖。

設計意圖：課程標準要求學生能“獲得有關(guān)化學實驗的基礎知識和基本技能，學習實驗研究的方法，能設計并完成一些化學實驗?！盵1]筆者認為化學教師在教學設計時，不要只安排簡單的操作性實驗。那種教師列好實驗步驟、學生按部就班完成的實驗教學模式并不利于學生掌握課堂知識，更不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力。要放手讓學生去探究，設法讓學生動腦思考，參與實驗方案的構(gòu)思、實驗步驟的修改和完善，然后再動手操作。這樣的實驗安排不僅能夠培養(yǎng)學生的動腦、動手能力和團隊合作意識，更能培養(yǎng)學生探究科學的興趣，激發(fā)學生的學習熱情。

實驗中的學生是非常興奮的，經(jīng)過一番忙碌，觀察到實驗現(xiàn)象之后，部分同學會忘乎所以，缺少分析，更缺乏對現(xiàn)象背后本質(zhì)的思考。此時教師及時安排總結(jié)、完善，這一步非常必要。將規(guī)律、結(jié)論以思維導圖呈現(xiàn)出來是一個很好的方法。

片段4：布置課后作業(yè)，以課堂所繪思維導圖為線索（見圖2），復習本節(jié)知識，并從已學元素化合物和生產(chǎn)生活中尋找與化學反應速率有關(guān)的例子，進一步補充、完善思維導圖。

設計意圖：囿于學生基礎和課堂時間，在新授課堂學生自主建構(gòu)的思維導圖也許在深度和廣度上還有所欠缺，但已形成了主干框架。課后作業(yè)是課堂教學的延伸和拓展，學生以課堂所得思維導圖為線索，復習課堂內(nèi)容，并可與過去所學知識發(fā)生關(guān)聯(lián)。例如本節(jié)學習化學反應速率后，學生將具體的化學反應實例融入這張思維導圖，既能加深對化學反應速率相關(guān)知識的理解，又能鞏固過去所學元素化合物知識。

四、教學實踐中的幾點思考

1. 借助思維導圖組織課堂教學，教師最重要的任務就是結(jié)合教學內(nèi)容精心設計教學環(huán)節(jié)，引導學生一步步建構(gòu)思維導圖。教師在備課時，必須先對所教知識建構(gòu)好完整的思維導圖，然后重點思考如何開展教學活動，幫助學生逐漸形成知識體系、畫出思維導圖。這是教學設計的難點，更是教學實施的難點。教師心中有圖，但不能直接將圖展示給學生，否則就只是將傳統(tǒng)板書、PPT換成了MindManager。僅僅將知識點整理到一張圖上而后呈現(xiàn)給學生，這樣的教學改進，并沒有將思維導圖的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。利用思維導圖進行教學改革一定要逐步培養(yǎng)學生自主建構(gòu)思維導圖的意識和能力。從學生的角度來說，上完一節(jié)課不只是獲得一張包含知識點的思維導圖（即結(jié)果），更重要的是學會建構(gòu)和使用思維導圖（即過程），在經(jīng)常體驗后能養(yǎng)成利用思維導圖提高學習效率的習慣。

2. 引導學生建構(gòu)思維導圖，教師可根據(jù)學生基礎給予適當?shù)奶崾??；瘜W反應速率這節(jié)內(nèi)容，筆者先后在兩個班以這種模式授課。第一個班上課時，只給了一個中心主題“化學反應速率”，一些基礎薄弱、自學能力較差的學生感覺到非常茫然，甚至無從下手。學生繪制出的思維導圖框架大相徑庭，這不利于師生間的互動和課堂活動的推進。第二個班級授課時，筆者給出二級主題“表征”和“影響因素”，教學活動要順暢很多。思維導圖往往不能簡單地以對錯來評價，教師適當給予一點框架性提示，會更有利于課堂活動的開展，這對基礎薄弱的班級尤為重要。

3. 借助思維導圖組織課堂教學，可與其他教學手段配合使用。本節(jié)課堂教學中筆者設計了閱讀、討論、計算、實驗探究和理論推導等教學環(huán)節(jié)，這些活動都能很好地激發(fā)學生動腦思考，不斷產(chǎn)生疑問又逐漸找到解釋。尤其值得一提的是實驗，每一位化學教師都能體會到實驗對學生的魅力。無論是實驗設計、操作、觀察，還是對實驗結(jié)果分析處理，學生的思維和能力在過程中都得到很好發(fā)展。精心的教學設計會讓思維導圖與其他教學手段相得益彰，產(chǎn)生更好的教學效果。

4. 一個值得探討的細節(jié)，學生繪制思維導圖應該使用關(guān)鍵詞、短語還是短句？創(chuàng)始人東尼·博贊強調(diào)使用關(guān)鍵詞，而不要用短語，更不要用句子。北師大趙國慶老師根據(jù)使用目的的不同，將思維導圖分為“創(chuàng)作型思維導圖”和“知識傳遞型思維導圖”，認為前者使用關(guān)鍵詞可以快速激發(fā)和整理，后者可適當使用短語甚至句子。[14]筆者認為高中生繪制的學科思維導圖屬于后者，由于記憶的遺忘規(guī)律，過分精煉詞語不利于學生日后復習時準確回顧知識點。而且化學中有一些知識點甚至無法精簡，比如阿伏伽德羅常數(shù)的概念——0.012kgC-12中所含的原子數(shù)，減掉任何一個詞語都無法準確表達出這個科學概念。所以筆者覺得，在準確表達的前提下，高中生繪制學科思維導圖時提倡使用關(guān)鍵詞，否則應該使用短語或句子。

北師大趙國慶老師認為思維導圖的學習分為四階段：無意識的低效→有意識的低效→有意識的高效→無意識的高效。一線高中教師在思維導圖的推廣和研究方面還有很多工作需要去做。

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