思 维 导 图

在初中生命科学教学中的应用

1.       研究意义

1.1.      起源

20世纪60年代初期，英国学者托尼.博赞（Tony Buzan）创建了思维导图（Mind Mapping）。他首先将其应用于训练一群“学习障碍者”，“阅读能力丧失者”，结果这些问题学生变成了同年级的佼佼者。1971年，托尼.博赞将他的研究成果集结成书，形成了放射性思维和思维导图的概念。思维导图是放射性思维的一种具备，它也可借助颜色、图像、符号来帮助人们记忆和增强创造力，使学习和记忆的过程变得更加轻松有趣，更具个性，更加多样化。

1.2.      思维导图是什么

思维导图好比是一张城市地图，由城市的中央部分，然后一层一层向外扩散，各层之间有主干道连接，同时还有很多小路存在，彼此形成网状发散性连接。思维导图的中央部分是使用者设定的中心主题，它可以是一节课的学习重点，一个奇异想法，一个演讲的主题或者是一个有待于解决的问题，然后展开无限的想象，在它的外围产生很多相关的不同分支，然后再不断的向外扩散，这就是人脑的自然放射性思维。

1.3.      中学教材《生命科学》内容的特点

生命科学与人类生活密不可分，它是我们随处可及的知识，但中学教材中生命科学的内容概念多而且彼此间关系复杂，学生学习时经常会因为缺乏条理陷入到思维混乱中去。而思维导图规律性强，形式多样，有利于促进学生发展，因此思维导图在初中生命科学教学中的作用是值得研究的。

1.4.      让学习插上思维导图的翅膀

思维导图是一种全新的思维工具,它给学生带来了一种新的学习方法.

以记笔记为例,传统的课堂笔记通常仅仅是对老师讲解内容的机械复制，学生们一般不能及时将课堂所讲及时的进行归纳总结，等到课后再想总结，则事过境迁，对授课内容记忆已经不再完整，课堂笔记便成为残缺不全的、不系统的知识记录。而如果运用思维导图来做笔记，学生必须要思考句子的要点到底是什么，这样才能找到关键词，因此用思维导图来记笔记可以促使学生更加积极地听课，只需要记住关键词而不是长篇累牍的笔记使学生学习的过程变得更加轻松，而导图中关键知识点之间的连接线也会引导学生进行积极主动思考，快速系统的整合知识，为知识融会贯通创造了极其有利的条件。同时新课标要求注重发展学生创造性思维和创新能力。发散思维是创新思维的核心。画思维导图的方法恰恰是发散思维的具体化、形象化。

1.5.      国内外研究现状分析

思维导图作为帮助学生认知的工具,在美国发起并广泛应用.美国的中小学教师要求要掌握思维导图的使用。从<<美国国家教育技术标准>>中所提供的教育范例和软件资源目录中可看到的许多优秀教案都使用了思维导图，新加坡、新西兰各国继美国之后也纷纷引入思维导图，并取得了良好的效果。在我国，将思维导图作为一种教学方法进行研究和实践的主要是香港和台湾地区，在那里部分中小学已经将思维导图作为学生的必修课程。在我国的其他地区，对思维导图的研究发展还处于介绍、引进阶段，通过文献检索发现目前国内将思维导图用于学科教学中的研究很少，将思维导图用于生命科学中的就更少了，查中国期刊全文数据库，中国博士学位论文全文数据库，和中国优秀硕士学位论文全文数据库，以关键词思维导图和教学检索，仅查到论文3篇 ，以关键词思维导图和生物检索，只查到论文一篇。因此，本课题以中学生命科学知识为载体，探讨如何将思维导图这个思维工具应用于学生的学习，提高学生的学习能力和思维能力，是具有价值的。

2.       研究目标

2.1  思维导图制作技能的教学策略

思维导图作为一种学习的策略，能在课堂上促进学生进行有意义的学习，促使他们整合新旧知识，建构知识网络，从而使学生从整体上把握知识，同时它还可以作为一种认知策略，提高学生的自学能力和自我反思能力。但思维导图作为一项技能，学生从认识到形成乃至最后熟练掌握必须经历一个过程，不可能一蹴而就。因此，必须根据教学内容，学生层面等因素研究出一套合适的思维导图制作技能的教学策略。

2.2  利用“思维导图”引导学生学习的教学模式

当学生学会制作，学会运用思维导图后，就会形成以思维导图为工具的信息加工的思维方式。根据课程的特点，研究适合新授课，复习课和习题课的导图教学模式，引导学生利用思维导图理清知识间的逻辑关系、自主建构有机的知识体系。

2.3  通过案例和班级实验验证以下假说

思维导图在生命科学教学中的有效性

思维导图能提高学生的创造性思维。

2.4  拓展思维导图在英语，语文学科中的应用

在六年级英语和语文学科中推广使用思维导图，以班级实验验证思维导图能提高学生英语和语文学业成绩，并研究在英语和语文学科中思维导图的教学策略。

3.       研究的主要方法：

1)        文献研究法：查阅中国学术期刊网全文数据库、中国科技期刊数据库、中国优秀硕博士论文库、万方数据库等电子资源，查阅有关思维导图，多元智能，教育教学理论的各种期刊和著作，为课题的研究打下坚实的理论基础。

2)        问卷调查法：以书面形式给出一系列有关的问题，让学生做出回答，通过对问题答案的回收、整理、分析，获取有关信息。

3)        案例研究法：在研究过程中，记录教学过程中较为典型的案例进行分析

4)        实证研究法：采取分班实验的方法，通过前测和后测，分析实验班和对照班有无差异，研究思维导图教学的有效性。

5)        统计法：利用统计软件SPSS对实验数据进行比较分析。

4.       技术路线：

文献检索----找出适合初中生命科学的思维导图教学策略----前测----课程组织实施----观察反馈----后测----问卷调查----拓展应用-----撰写论文

5.       实验方案：

采用分班实验，在实验班实施思维导图教学策略，验证实验班学生生命科学学业成绩，创造性思维上都有显著提高

1)        实验目的：

验证假设一实验班学生生命科学学业成绩通过一年的思维导图教学后明显提高。

验证假设二实验班学生通过一年的思维导图教学后创造性思维明显提高。

2)        实验时间：

2009.9-2010.9

3)        实验对象：

将初二两个班分为实验班和对照班，在实验班中运用思维导图教学，而对照组采用传统教学

4)        实验过程：

实验分为准备、实验、数据分析三个阶段.

A准备阶段：

正式授课前两天，完成以下任务

实验老师进行思维导图的理论学习

实验老师熟悉实验材料的内容体系

实验老师运用思维导图进行教学的操作模式

完成生命科学学业成绩和创造性思维前测

B实验阶段：

实验班采取制作生命科学思维导图方法操作，授课后完成生命科学学业成绩和创造性思维后测

在相同时间长度内，对照班采取传统教学形式进行授课，授课后完成生命科学学业成绩和创造性思维后测

C数据整理和分析：

运用SPSS对两班前测后测数据进行统计分析

6.       实验结果分析（2班为实验班，3班为对照班）

1)        生命科学知识前后测统计结果：

                       Group Statistics

统计数据描述：

生命科学知识前测实验班和对照班测得的均数分别为60.15与69.20，标准差分别为8.51794与9.48683，独立样本t检验，P<0.05，两组存在显著差异，实验班生命科学知识测验显著低于对照班。

生命科学知识后测实验班和对照班测得的均数分别为74.65与75.64，标准差分别为10.74722与11.36104，独立样本t检验，P>0.05，两组不存在显著差异。

比较实验前测与后测数据，可得出实验班在进行思维导图教学后生命科学成绩明显提高。

2)        创造性思维前后测统计结果；

创造力测验量表选自黄希庭《心理学实验指导》，该量表分A、B、C卷，分别测量思维的流畅性、变通性和独创性。

前测流畅性试卷统计结果：

                        Group Statistics

后测流畅性试卷统计结果：

统计数据描述：

流畅性前测实验班和对照班测得的均数分别为8.3250与10.6800，标准差分别为2.74952与3.50262，独立样本t检验，P<0.05，两组存在显著差异，实验班流畅性测验显著低于对照班。

流畅性后测实验班和对照班测得的均数分别为18.3250与14.9600，标准差分别为4.28975与4.39441，独立样本t检验，P<0.05，两组存在显著差异，实验班流畅性测验显著高于对照班。

比较实验前测与后测数据，可得出实验班在进行思维导图教学后思维流畅性明显提高。

前测变通性试卷统计结果：

后测变通性试卷统计结果：

统计数据描述：

变通性前测实验班和对照班测得的均数分别为3.8000与2.4800，标准差分别为3.03662与3.33067，独立样本t检验，P>0.05，两组不存在显著差异。

变通性后测实验班和对照班测得的均数分别为6.6000与4.3200，标准差分别为4.15996与3.81576，独立样本t检验，P>0.05，两组不存在显著差异。

比较实验前测与后测数据，虽然前后测中两班都未有显著差异，但实验班均数的提高更快，可得出实验班在进行思维导图教学后思维变通性有所提高。

前测独创性试卷统计结果：

后测独创性试卷统计结果：

统计数据描述：

独创性前测实验班和对照班测得的均数分别为17.2500与19.4000，标准差分别为3.36976与4.12311，独立样本t检验，P>0.05，两组不存在显著差异。

变通性后测实验班和对照班测得的均数分别为22.9500与23.1200，标准差分别为2.85574与2.87692，独立样本t检验，P>0.05，两组不存在显著差异。

比较实验前测与后测数据，虽然前后测中两班都未有显著差异，但实验班均数的提高更快，可得出实验班在进行思维导图教学后思维独创性有所提高。

3)        数据的统计结果分析

通过对实验班和对照班实验前后生命科学知识测试和创造力测试，数据统计结果表明实验班相对与对照班在生命科学知识有显著提高，在创造力思维上流畅性思维有显著提高，变通性和独创性思维有所提高，验证了实验前的两个假设。

7.       思维导图的教学策略

1)        教师举例说明思维导图作为学习的工具对学生学习的实际影响，国外课堂教学中运用思维导图情况，使学生从内心愿意接受学习思维导图，激发学生学习运用思维导图的兴趣。

2)        教师讲授什么是思维导图并向学生展示思维导图的制作方法

3)        确定好知识后，教师先画出部分思维导图，但是在整个思维导图结构中，留出部分空白让学生填写，这样便于学生对思维导图进行进一步的思维，同时也缩小了学生制作思维导图的难度。

4)        教师检查学生绘制作品并及时反馈。

5)        学生独立完成反映一节内容的思维导图。

6)        教师指导学生这样将导图制作得更好，并能形成自己的风格。

7)        在学生能独立制造某一节内容思维导图的基础上，鼓励学生以小组合作的方式，将小规模的思维导图加以整合，联系相关的知识点，形成中型规模的导图。

8)        学生达到熟练制图的程度，能将思维导图的制作灵活应用到学习的各个方面。

9)        教师结合课程特点内容，在每节课中都利用思维导图进行课堂设计，并要求学生应用思维导图，

10)     及时反馈学生的制图情况，以小组讨论方式要求学生在小组中展示自己的思维导图，讲解自己的思维过程，组中互评，互相改进，教师阅览学生导图后给予适当的评价和建议，并在教室中展示优秀作品。

11)     鼓励学生拓展思维导图的应用，在其他科目学习中，在生活中将思维导图的使用作为一种思维的习惯来培养。

8.       适合新授课，复习课和习题课的导图教学模式

新授课：运用头脑风暴导入时可运用思维导图，如传染病一课导入时可要求学生思考想到传染病你想到什么，将学生们的各种想法以传染病为关键词在黑板上绘制思维导图，告诉学生这就是本节课需要学习的内容，在课中组织分组讨论时，可要求各小组利用思维导图对问题进行讨论和研究，由于各小组对问题的想法不同，通过协商共建思维导图，可使各自的认知得到完善和扩展。课程结束前可以思维导图来进行课堂小结。

复习课：鼓励学生运用回忆知识点的方法课前先制作一张思维导图，在老师的讲解过程中，添加并完善导图，特别注意补偿图和事例，课后定期复习，加强记忆。

习题课：引导学生利用前期已制作完成的思维导图来正确解题，部分难题可能涉及到多个知识点，可运用思维导图的联想性找到各个知识点的联系点。

9.       思维导图在六年级英语和语文中的拓展应用

9.1  思维导图在六年级英语中的拓展应用

9.1.1          在新授课中运用思维导图

在牛津英语教学中，每一个模块都是一个话题，教师可指导学生围绕着一个话题，引申出各种知识点，最终形成包含整节课内容的思维导图。

以 I have a good friend为案例，以friends为主题，提问What do friends make you think of? 学生回答：Friends make me think of picnics. 教师在friends这一个主题旁边写下 have a picnic。然后问：What do we need to have a picnic? ”学生积极发言“We need a nice day”. “ We need some food.” “ We need some fruit.”….教师在have a picnic这一个分支旁边继续画更细一点的分支。分别写上 a nice day , fruit, food….等一些关键词。在利用这些关键词继续往下引导学生思考，学生在此过程中复习类以往很多知识，同时教师也可在此过程中引出一些新的单词和词组，从而完成教学内容，达到教学目标。

9.1.2          利用思维导图帮助学生复习文本

由于思维导图利用画面的形式来表述，比较生动形象，而且各个节点之间脉络比较清晰，画面颜色鲜艳，利用了大脑所有的皮层技能，因此可以大大加强回忆的可能性。在教学中可以提高学生的记忆力。

以复习六年级Rules一课为案例，教师展现课前学生画的思维导图，提问Where do we have rules?根据这张图片，学生回答：We have rules in the park. We have rules in the classroom. We have rule on the road…..教师继续提问different rules in different places，根据所显示的导图，大约有90%学生积极参与，很顺利的说出了不同的rules。

9.1.3          利用思维导图进行单词复习和默写

由于思维导图由一个明确的主题中心，而且本身要求在分支上写的是关键词汇，有利于单词的复习，可以在这个基础上引导学生记忆相关的其他词汇。

以六年级牛津英语《food and drinks》单元为例，涉及的内容都关于食品和饮料。虽然表面上看起来这些内容都比较零碎，其实都是围绕supermarket发生的一系列活动。因此教师要求学生以supermarket作为主题，由这一个主题自由拓展，根据自己的知识丰富这一个主题，绘制思维导图，这样的默写方式既新颖又让学生摆脱了以往框架的束缚，深受学生欢迎。

9.1.4          六年级英语实验班（2班）和对照班（3班）学业成绩前测和后测：

六年级英语前测（第一次月考成绩）：

六年级英语后测（期中考试成绩）：

Group Statistics

2班为实验班，3班为对照班。英语知识前测实验班和对照班测得的均数分别为69.0926与68.9167，标准差分别为14.06649与19.06891，独立样本t检验，P＞0.05，两组不存在显著差异。

英语知识后测实验班和对照班测得的均数分别为66.1481与58.7917，标准差分别为13.9524与17.38060，独立样本t检验，P＞0.05，两组不存在显著差异。

比较实验前测与后测数据，虽然两班前后测中都无显著差异，但前测的均数差异小于后测数差异，可得出实验班在进行思维导图教学后英语成绩有所提高。

9.2  思维导图在六年级语文中的应用

1)        学生利用思维导图进行课前预习，让学生对课文进行整体的阅读理解，也有利于教师掌握学生在阅读课文时产生的各种问题，及时对授课作出调整。

2)        利用思维导图讲授课文。教师利用思维导图把一节课的主要内容在黑板上展示出来,在相关的词语间用弯曲的线条进行连接,边讲边做,最后形成一张思维导图，不仅使课文层次更加清晰，也可借以引导学生展开想像、拓展思维、提高兴致。

3)        指导学生进行研究性学习。教师以思维导图为指导手段，指导学生确定探究步骤和研究内容；学生运用思维导图调控和记录思维过程，整理研究成果，组织研究报告，可以牢牢地把研究性学习过程固定在特定主题上并有效提高学习效率。

4)        建立系统完整的知识框架体系。对学习的课程进行有效的资源整合，将庞杂的学习内容按类别有条理地安置在思维导图各要点分支之下，形成知识体系的全景图，可以加强对所教所学内容的整体把握，使学生既能透过现象看到本质，又能注意到各个知识点的相互联系，在头脑中形成清晰完整的知识网络。

5)        帮助学生复习所学知识。教师利用思维导图指导学生上复习课,要求每个学生先凭记忆画出大致内容结构，再找出原文仔细检查进行查缺补漏，可以帮助学生了解自己的薄弱点，集中精力进行有的放矢的复习，起到巩固并扩充书本知识的作用。而且学生通过绘制思维导图使大脑中的无序知识可视化并能迅速提取,不仅可以加深记忆，也能激发更多的创造性。

6)        六年级语文实验班（2班）和对照班（3班）学业知识的前测和后测

六年级语文前测（第一次月考成绩）：

六年级语文后测（期中考试成绩）：

2班为实验班，3班为对照班。语文知识前测实验班和对照班测得的均数分别为63.7778与61.6250，标准差分别为9.90467与10.32857，独立样本t检验，P>0.05，两组不存在显著差异。

语文知识后测实验班和对照班测得的均数分别为76.0000与74.5000，标准差分别为6.51035与6.31768，独立样本t检验，P>0.05，两组不存在显著差异。

比较实验前测与后测数据，在语文学科上思维导图教学未显示优越性，这可能与语文学科实施思维导图教学时间较短（仅一个月）所致。

10.   学生调查问卷

后期利用调查问卷对学生思维导图学习情况作调查，从情感方面、知识方面、能力方面了解学生对思维导图的学习情况。发放问卷20份，收取有效问卷20份，结果如下：

11.  参阅主要文献：

1)        郭福昌、王长沛主编，多元智能在中国，首都师范大学出版社，2004

2)        David Lazear(美)(吕良环译),多元智能,中国轻工业出版社,2004

3)        Robin Fogarty(美)(钱美花等译)，多元智能与问题式学习，中国轻工业出版社，2005

4)        Linda Campbell,Bruce Campbell,Dee Dickinson（美）（霍力岩，沙莉等译），多元智力教与学的策略，中国轻工业出版社，2004

5)        张旺,张万春.基于脑的教育:当今脑科学给教育的启示.教育探索,2000,(5)

6)        (美)罗宾.福格莱,多元智能与课程整合,北京:教育科学出版社,2004

7)        戴维•拉齐尔(缪撤译),智慧的课程—利用多元智能发掘学生的全部潜力,北京:教育科学出版社,2003

8)        托尼•巴赞.思维导图—放射性思维[M].作家出版社,1999.

9)        大卫•苏泽著，认知神经科学与学习国家重点实验室脑与教育应用研究中心译．北京: 中国轻工业出版社, 2005:120-179

10)     张文华.生物学教育科学研究方法.上海：华东师范大学出版社，2009: 117-133

11)     郑芳君．利用思维导图，开展生物复习．中学生物学，2008，24（7）：22-23．

12)     陈欣．概念图、思维导图和生物图表的辨析.生物学通报，2008，43（10）：38-40．

13)     齐伟.概念图/思维导图(4)—概念图/思维导图在教学中的应用实例[J].教育技术导刊,2005(8).

14)     梁晓康，廖锐星．宏观把握,微观掌握——利用思维导图上好化学复习课．化学教育2008，(5):33-35．

15)     胡继飞，郑晓惠主编.生物教育心理学[M].广东:广东高等教育出版社,2002,3:332-380.

16)     邪庭瑾.教会学生思维[M].教育科学出版社,2001.

17)     王兄．基于图式的数学学习研究. 华东师范大学2005届博士研究生学位论文，2005:91-92