思維導(dǎo)圖在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究

摘 要：思維導(dǎo)圖作為一種新型的教學(xué)模式，可以整理和歸納零散的知識(shí)點(diǎn)，使知識(shí)體系更加清晰和完整。通過(guò)分析思維導(dǎo)圖的概念和特點(diǎn)，探討了思維導(dǎo)圖在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用效果。研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用思維導(dǎo)圖進(jìn)行教學(xué)，不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，還能幫助學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解和記憶。

關(guān)鍵詞：思維導(dǎo)圖；高中化學(xué)；教學(xué)應(yīng)用；學(xué)習(xí)興趣；思維能力

一、思維導(dǎo)圖概述

（一）思維導(dǎo)圖的概念

思維導(dǎo)圖（The Mind Map），又稱心智導(dǎo)圖，是一種將思維形象化的工具。它由英國(guó)著名教育家托尼·博贊（Tony Buzan）于20世紀(jì)60年代提出，是一種革命性的思維工具。思維導(dǎo)圖通過(guò)運(yùn)用圖文并重的技巧，把各級(jí)主題之間的關(guān)系用相互隸屬與相關(guān)的層級(jí)圖表現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)把主題關(guān)鍵詞與圖像、顏色等元素建立記憶鏈接，是一種快速有效的思維工具［1］。

（二）思維導(dǎo)圖的特點(diǎn)

1.層次性。思維導(dǎo)圖是一種層次清晰的樹(shù)狀圖，由中心主題向四周輻射出多個(gè)分支，每個(gè)分支代表一個(gè)子主題。子主題可以進(jìn)一步細(xì)分，形成更小的分支，從而構(gòu)成一個(gè)縱向延伸、橫向發(fā)散的多層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使知識(shí)框架一目了然，便于快速理清知識(shí)脈絡(luò)，深入挖掘主題內(nèi)涵。

2.關(guān)聯(lián)性。在思維導(dǎo)圖中，所有分支都與中心主題緊密相關(guān)，體現(xiàn)了不同知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系。同時(shí)，不同分支之間也可以建立橫向聯(lián)系，揭示知識(shí)的交叉融合之處。思維導(dǎo)圖通過(guò)將知識(shí)關(guān)聯(lián)成網(wǎng)，形象地反映了知識(shí)的內(nèi)在邏輯，使知識(shí)不再是孤立的信息碎片，更容易被理解和記憶［2］。

3.簡(jiǎn)潔性。思維導(dǎo)圖以關(guān)鍵詞的形式高度概括和提煉主題信息，摒棄了煩瑣冗余的細(xì)節(jié)，使表達(dá)更加簡(jiǎn)明扼要。每個(gè)分支通常只包含一個(gè)或幾個(gè)關(guān)鍵詞，并配以簡(jiǎn)單的圖形符號(hào)，傳遞的信息直擊要點(diǎn)。這種簡(jiǎn)潔的表現(xiàn)方式讓思維導(dǎo)圖更加清晰明了，能使學(xué)生注意力集中在最重要的內(nèi)容上。

4.視覺(jué)性。思維導(dǎo)圖綜合運(yùn)用文字、圖像、色彩、符號(hào)等視覺(jué)元素，生動(dòng)形象地呈現(xiàn)主題內(nèi)容［3］。圖形的設(shè)計(jì)、分支的走向、色彩的搭配都能增強(qiáng)思維導(dǎo)圖的視覺(jué)吸引力，帶來(lái)愉悅的審美體驗(yàn)。同時(shí)，視覺(jué)化的表現(xiàn)形式更符合人類的直覺(jué)思維，易于快速理解和長(zhǎng)時(shí)記憶，能顯著提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

二、思維導(dǎo)圖在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用策略

（一）聯(lián)結(jié)生活實(shí)例，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

在化學(xué)教學(xué)中，運(yùn)用思維導(dǎo)圖聯(lián)結(jié)生活實(shí)例，能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。化學(xué)知識(shí)往往比較抽象，許多學(xué)生感到枯燥乏味，學(xué)習(xí)動(dòng)力不足。而生活中隨處可見(jiàn)化學(xué)現(xiàn)象和應(yīng)用，如果能在思維導(dǎo)圖中恰當(dāng)?shù)芈?lián)系這些生活實(shí)例，學(xué)生就能直觀地感受到化學(xué)的魅力，意識(shí)到學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性。生活實(shí)例的引入還能幫助學(xué)生建立化學(xué)概念與現(xiàn)實(shí)世界的聯(lián)系，加深對(duì)知識(shí)的理解。思維導(dǎo)圖中的每一個(gè)分支都源于生活，學(xué)生在繪制和閱讀思維導(dǎo)圖的過(guò)程中，能不斷回想相關(guān)的生活場(chǎng)景，知識(shí)點(diǎn)因此變得具體、鮮活，更容易被大腦接受和記憶。此外，當(dāng)化學(xué)知識(shí)與生活實(shí)踐緊密結(jié)合時(shí)，學(xué)生能真切地體會(huì)到知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，這能大幅提升學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和主動(dòng)性。

例如，在學(xué)習(xí)“化學(xué)反應(yīng)速率”時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生繪制一張聯(lián)系生活實(shí)例的思維導(dǎo)圖。以“化學(xué)反應(yīng)速率”為中心，向四周輻射出“反應(yīng)物濃度”“溫度”“催化劑”“壓強(qiáng)”等影響反應(yīng)速率的因素分支。每個(gè)分支下面還可以聯(lián)系一些生動(dòng)有趣的生活實(shí)例。在“反應(yīng)物濃度”分支下，可以列舉一些熟悉的生活場(chǎng)景，生動(dòng)直觀地說(shuō)明反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，讓學(xué)生更容易理解和記憶。在“溫度”分支下，可以列舉一些與溫度相關(guān)的生活現(xiàn)象，如“冬天氣溫低，衣物晾干的速度慢”等。通過(guò)這些實(shí)例，學(xué)生可以感受到溫度對(duì)生活中許多化學(xué)反應(yīng)速率的影響，加深對(duì)溫度與反應(yīng)速率關(guān)系的認(rèn)識(shí)?！按呋瘎狈种Э梢越Y(jié)合一些常見(jiàn)的催化反應(yīng)實(shí)例，如“汽車尾氣凈化催化劑可以加速有毒氣體的轉(zhuǎn)化”等。這些實(shí)例讓學(xué)生意識(shí)到催化劑在現(xiàn)代生活和工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)催化劑相關(guān)知識(shí)的興趣。在“壓強(qiáng)”分支下，可以結(jié)合一些與氣體壓強(qiáng)相關(guān)的生活實(shí)例，如“高壓鍋加熱食物的速度比普通鍋快”等。這些生活場(chǎng)景能幫助學(xué)生理解壓強(qiáng)對(duì)氣體反應(yīng)速率的影響，加深印象。學(xué)生在繪制和使用思維導(dǎo)圖的過(guò)程中，能加深對(duì)反應(yīng)速率影響因素的系統(tǒng)理解，培養(yǎng)分析問(wèn)題的綜合思維能力。學(xué)生還可以隨時(shí)在思維導(dǎo)圖上添加自己觀察到的生活實(shí)例，使知識(shí)網(wǎng)絡(luò)更加豐富，這一過(guò)程也讓學(xué)生感受到探索知識(shí)的樂(lè)趣。

（二）融入趣味元素，提升學(xué)習(xí)動(dòng)力

趣味元素的融入，能使枯燥的知識(shí)變得生動(dòng)有趣，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲。在制作思維導(dǎo)圖時(shí)融入一些趣味元素，能有效增強(qiáng)思維導(dǎo)圖的吸引力，進(jìn)而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。游戲化的學(xué)習(xí)方式，如給思維導(dǎo)圖添加謎題等，能調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與熱情，使學(xué)生在輕松愉悅的氛圍中掌握知識(shí)、提升能力。同時(shí)，個(gè)性化的思維導(dǎo)圖也是學(xué)生智慧和創(chuàng)造力的體現(xiàn)，學(xué)生在制作過(guò)程中能獲得成就感，從而更加專注和投入。

以“氧化還原反應(yīng)”這一知識(shí)點(diǎn)為例，教師可以指導(dǎo)學(xué)生繪制一張生動(dòng)有趣的思維導(dǎo)圖。圖的中心用燃燒的火焰圖案來(lái)代表氧化反應(yīng)，周圍的分支則選用鮮艷的紅藍(lán)兩色，其中紅色箭頭代表失去電子的過(guò)程，藍(lán)色箭頭則代表得到電子的過(guò)程。在圖中，還可以加入一些通俗的比喻和聯(lián)想，如將失去電子比喻成“砸金蛋的鵝”，得到電子比喻成“撿到寶的阿拉丁”，以此生動(dòng)有趣地展現(xiàn)氧化還原過(guò)程。教師還可以在圖的分支上設(shè)置一些問(wèn)題，如“哪些物質(zhì)可以被氧化？它們失去電子后會(huì)變成什么？”以此引導(dǎo)學(xué)生在圖中探索，在互動(dòng)中加深理解。在圖的外圍，可以用圖文并茂的形式，展現(xiàn)一些生活中的氧化還原反應(yīng)實(shí)例，如鐵銹的生成、電池的工作原理等，以此來(lái)拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。最后，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)意，用自己喜歡的顏色、圖案、樣式來(lái)美化思維導(dǎo)圖，展現(xiàn)獨(dú)特的創(chuàng)意和想象力。這樣一張生動(dòng)有趣的思維導(dǎo)圖使枯燥的化學(xué)反應(yīng)原理變得形象直觀，學(xué)生在視覺(jué)沖擊下記憶也將更加深刻。

（三）開(kāi)展頭腦風(fēng)暴，促進(jìn)合作探究

頭腦風(fēng)暴是一種集體創(chuàng)新思維的方法，它鼓勵(lì)參與者暢所欲言，以此激發(fā)創(chuàng)造性思維的火花。將思維導(dǎo)圖與頭腦風(fēng)暴相結(jié)合，能有效促進(jìn)學(xué)生的合作探究。思維導(dǎo)圖清晰呈現(xiàn)了知識(shí)的整體框架，學(xué)生以此為基礎(chǔ)，通過(guò)頭腦風(fēng)暴補(bǔ)充和拓展相關(guān)知識(shí)，能使思維導(dǎo)圖更加豐富和完整。通過(guò)小組協(xié)作繪制思維導(dǎo)圖，學(xué)生之間能相互啟發(fā)、相互補(bǔ)充，集體智慧得以發(fā)揮，知識(shí)網(wǎng)絡(luò)也隨之不斷擴(kuò)展。在這樣的合作探究中，學(xué)生的表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)意識(shí)得到了鍛煉，形成了良性互動(dòng)。教師從旁引導(dǎo)，適時(shí)進(jìn)行總結(jié)梳理，幫助學(xué)生理清思路、凝練知識(shí)。如此，在頭腦風(fēng)暴中逐步完善的思維導(dǎo)圖凝結(jié)了集體智慧，學(xué)生的主動(dòng)參與感和獲得感大幅提升，學(xué)習(xí)效果也會(huì)事半功倍。

在學(xué)習(xí)“化學(xué)電源”這一主題時(shí)，教師可以先呈現(xiàn)一個(gè)基本的思維導(dǎo)圖框架，其中心是“化學(xué)電源”，向四周輻射出“原電池”“蓄電池”“燃料電池”等分支。接下來(lái)，教師引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位，運(yùn)用頭腦風(fēng)暴的方法，在每個(gè)分支上補(bǔ)充相關(guān)知識(shí)。例如，在“原電池”分支下，小組成員可以自由發(fā)散思維，列舉各種常見(jiàn)的原電池，如“干電池”“銅鋅電池”“果汁電池”等；然后討論這些電池的結(jié)構(gòu)、原理、特點(diǎn)等，并在歸納總結(jié)后將其補(bǔ)充到思維導(dǎo)圖中。小組間還可以相互交流和評(píng)價(jià)，共同完善思維導(dǎo)圖。在“蓄電池”分支的探究中，學(xué)生可以聯(lián)系生活實(shí)際，調(diào)研身邊常用的蓄電池，如汽車電瓶、手機(jī)電池等，分析它們的充放電原理、使用注意事項(xiàng)等。在“燃料電池”分支的探究中，學(xué)生可以延伸到環(huán)境、能源等相關(guān)話題，討論燃料電池的優(yōu)點(diǎn)、應(yīng)用前景，以及面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)等。各小組成員暢所欲言，思維在碰撞中不斷深化。最后，教師對(duì)各小組的思維導(dǎo)圖進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，總結(jié)歸納，提煉出關(guān)鍵知識(shí)要點(diǎn)，從而形成一個(gè)集各組智慧于一體的完整思維導(dǎo)圖。在這樣的合作探究中，學(xué)生不僅深化了對(duì)化學(xué)電源的認(rèn)識(shí)，還提升了團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新思維能力，課堂氛圍也因此更加活躍。

（四）跨學(xué)科整合，拓寬學(xué)科視野

化學(xué)學(xué)科與其他自然學(xué)科之間有著密切的聯(lián)系，許多化學(xué)問(wèn)題的解決需要綜合運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)。利用思維導(dǎo)圖進(jìn)行跨學(xué)科知識(shí)整合，能幫助學(xué)生突破學(xué)科界限，從多元視角分析問(wèn)題，拓寬學(xué)科視野。思維導(dǎo)圖以放射狀的形式呈現(xiàn)知識(shí)，不同分支代表不同學(xué)科領(lǐng)域，分支間的交叉連線體現(xiàn)了學(xué)科間的內(nèi)在聯(lián)系。通過(guò)繪制涵蓋多學(xué)科知識(shí)的思維導(dǎo)圖，學(xué)生能直觀認(rèn)識(shí)到不同學(xué)科在研究對(duì)象、研究方法上的異同，理解學(xué)科知識(shí)的相互滲透和交叉融合?？鐚W(xué)科的思維導(dǎo)圖能激活學(xué)生已有的多學(xué)科知識(shí)，在不同學(xué)科間建立起意義連接，從而形成完整的知識(shí)圖景。在繪圖過(guò)程中，學(xué)生必須跳出單一學(xué)科的思維定式，從宏觀視角審視知識(shí)，這有利于培養(yǎng)學(xué)生的全局觀念和系統(tǒng)思維。

以“硅和二氧化硅”為中心主題，學(xué)生可以繪制一張包含化學(xué)、物理、生物、地理等學(xué)科知識(shí)的綜合性思維導(dǎo)圖。在化學(xué)分支中，學(xué)生需要掌握硅和二氧化硅的基本性質(zhì)，如化學(xué)式、結(jié)構(gòu)、熔沸點(diǎn)等，并了解其化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)，如二氧化硅與堿熔融生成硅酸鹽等。同時(shí)，化學(xué)分支還需要涵蓋硅酸、硅酸鹽等相關(guān)化合物的知識(shí)。在物理分支中，學(xué)生需要理解硅的半導(dǎo)體特性及其在電子工業(yè)中的應(yīng)用，如單質(zhì)硅通過(guò)摻雜不同元素可以形成P型、N型半導(dǎo)體，是制造集成電路、太陽(yáng)能電池等器件的核心材料；而二氧化硅具有優(yōu)良的絕緣性能和熱穩(wěn)定性，是重要的電子陶瓷材料。將這些物理特性和應(yīng)用與化學(xué)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)起來(lái)，學(xué)生能更深入地理解材料的物理化學(xué)性質(zhì)。在地理分支中，內(nèi)容可以包括硅資源的分布、開(kāi)采和利用等，如花崗巖、長(zhǎng)石、石英等含硅礦物是地殼中分布最廣的造巖礦物，其風(fēng)化形成的沙土是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)；而我國(guó)云南等地蘊(yùn)藏豐富的硅礦資源，已形成硅材料產(chǎn)業(yè)集群。學(xué)生通過(guò)繪制硅的地理分布圖，能直觀認(rèn)識(shí)到硅資源的成礦條件、開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，并思考資源的可持續(xù)利用之道。

（五）引入實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)科學(xué)思維

化學(xué)學(xué)科重視實(shí)驗(yàn)探究，而實(shí)驗(yàn)探究是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的重要途徑。將思維導(dǎo)圖引入實(shí)驗(yàn)探究的全過(guò)程，能使學(xué)生的思維更加清晰、縝密，有助于科學(xué)思維的養(yǎng)成。在實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生通過(guò)繪制思維導(dǎo)圖，可以理清實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方案、步驟、注意事項(xiàng)等，從而使實(shí)驗(yàn)思路更加明確，為實(shí)驗(yàn)的順利開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生可以參照思維導(dǎo)圖，有條不紊地進(jìn)行操作，并隨時(shí)記錄數(shù)據(jù)、現(xiàn)象、疑問(wèn)等。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生可以通過(guò)思維導(dǎo)圖回顧實(shí)驗(yàn)過(guò)程，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并提出改進(jìn)方案。整個(gè)過(guò)程中，思維導(dǎo)圖猶如一條清晰的思路導(dǎo)引，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究。學(xué)生在反復(fù)繪制與修正思維導(dǎo)圖的過(guò)程中，會(huì)逐步內(nèi)化科學(xué)探究的思維方式，并養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度［4］。

例如，在進(jìn)行“制取和檢驗(yàn)CO2”的實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)用思維導(dǎo)圖。實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生繪制“CO2制取與檢驗(yàn)”的思維導(dǎo)圖，中心分支包括“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹薄皩?shí)驗(yàn)原理”“實(shí)驗(yàn)步驟”“注意事項(xiàng)”等。在“實(shí)驗(yàn)原理”分支，學(xué)生需要寫出碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，并思考如何驗(yàn)證產(chǎn)生的氣體確為CO2。在“實(shí)驗(yàn)步驟”分支，學(xué)生需要列出詳細(xì)的操作流程，并配上實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。通過(guò)預(yù)先繪制思維導(dǎo)圖，學(xué)生在頭腦中形成了一個(gè)清晰、完整的實(shí)驗(yàn)探究藍(lán)圖。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生可根據(jù)思維導(dǎo)圖有序開(kāi)展操作。在裝置搭建、試劑配制等環(huán)節(jié)，學(xué)生可以隨時(shí)對(duì)照思維導(dǎo)圖檢查是否有遺漏。在關(guān)鍵步驟，如將稀鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生的氣體導(dǎo)入澄清石灰水中時(shí)，學(xué)生要仔細(xì)觀察現(xiàn)象變化，并及時(shí)在思維導(dǎo)圖中記錄。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不符，學(xué)生要在思維導(dǎo)圖上標(biāo)注疑問(wèn)，為后續(xù)的討論和分析做好準(zhǔn)備。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生可對(duì)照思維導(dǎo)圖回顧實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并開(kāi)展小組討論。針對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的疑問(wèn)或問(wèn)題，學(xué)生可通過(guò)頭腦風(fēng)暴提出各自的見(jiàn)解，集思廣益，找出原因，并在思維導(dǎo)圖上補(bǔ)充完善。例如，如果通入CO2后，石灰水變渾濁的程度不明顯，學(xué)生可能會(huì)提出“導(dǎo)管是否漏氣”“CO2是否充分反應(yīng)”“石灰水濃度是否合適”等問(wèn)題，并通過(guò)查閱資料、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等方式尋找答案。在討論中，學(xué)生不斷修正和豐富思維導(dǎo)圖，使其更加完整、準(zhǔn)確。

三、總結(jié)

總之，思維導(dǎo)圖為高中化學(xué)教學(xué)提供了一種全新的思路和方法。教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生特點(diǎn)，因材施教，不斷優(yōu)化思維導(dǎo)圖的設(shè)計(jì)與運(yùn)用，創(chuàng)新教學(xué)模式，以提升教學(xué)效果。相信經(jīng)過(guò)一線教師的不斷實(shí)踐和探索，思維導(dǎo)圖必將在高中化學(xué)教學(xué)中發(fā)揮出更大的潛力，助力學(xué)生全面發(fā)展，提高化學(xué)教育質(zhì)量。

［參考文獻(xiàn)］

張瑞鋒.“思維導(dǎo)圖”在新課程背景下中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用［C］//中國(guó)智慧工程研究會(huì).2024教育教學(xué)創(chuàng)新發(fā)展交流會(huì)論文集.北京：中國(guó)智慧工程研究會(huì)，2024：29-30.

雷建榕.思維導(dǎo)圖在高中化學(xué)教學(xué)中的有效應(yīng)用［J］.高考，2024（2）：139-141.

姬長(zhǎng)新.試論思維導(dǎo)圖在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用［N］.山西科技報(bào)，2023-08-08（A06）.

李永彩.思維導(dǎo)圖在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究［J］.學(xué)苑教育，2023（1）：52-53.