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1、思维导图在初中化学教学中的应用之十：课题研究报告思维导图在初中化学教学中的应用研究“思维导图”在国外特别是澳大利亚、美国、英国等有着广泛的应用，在人才培训、项目企划、会议报告、教育教学过程等方面成效显著。本世纪初广泛地应用于学校课程教学之中。而国内这方面的研究显得相对薄弱，特别是在学科教学中处于引进阶段。南京外国语学校、金陵中学、南京三中、南师大等校于2004年率先在全国开始在学科课程教学中应用“思维导图”来促进学生学习，提高教学效果，探究教学途径、方法和技术，取得了较理想的效果，特别是学生学习能力、思维方式有了突出的变化，在参加美国SAT11. Chemistry考试的同学取得优异成绩。近几
2、年在化学教育、化学教学等国家一级期刊上以及英特网上发表了有关“思维导图”、“概念图”（一种与思维导图有着相似功能的思维工具）在教学中应用的文章（包括硕士学位论文）有多篇。因此“思维导图”作为一种先进的教学策略已受到我国教育领域的关注，随着课程改革的深入，这种思维工具将会被我国教育界普遍采纳。因此，选择“思维导图”在初中化学教学中的应用研究课题，具有很大现实意义。开展“思维导图”在初中化学教学中的应用研究，还考虑到以下几方面的原因：（1）作为一线教师，我们切身感受到：现今时代学生厌学是困扰教师的一大难题，学生受外界的诱惑太多，往往不能专注于学习。我们普通初中面临极大的教学压力，如何在现有条件下大
3、面积提高学生的学习成绩是我们需要解决的重大难题。通过教研我们有一种共识，也一直在探索，应采用学生喜爱的教学模式，才能有效的激发他们的学习兴趣，使其主动参与到教学活动中来，更好的吸收知识。然而,目前多数化学教师教学方式仍然比较陈旧，忽视化学学科的特点，盲目、机械地帮助学生获取知识，识记知识，而忽视对学生能力的培养。学生被动学习，活动的时间和空间少，教师与学生交流机会少，学生积极性不高。“思维导图”工具用于教学则可解决以上困惑和矛盾，因为它能激发学生的兴趣，帮助学生找到适合自身的学习方法，培养学生主动获取知识的能力。（2）新课改后，我县使用的是人教版的教材，和传统教材相比，教材的系统性不强，学生学
4、完后往往难以形成科学的化学认知观，这些限制不利于学生对课程内容的整体把握。将“思维导图”这一认知工具引入初中化学模块教学和中招复习方面，教师可以运用深入浅出、简明扼要的“思维导图”引导学生对新旧化学知识及相关内容进行交融、整合；另一方面让学生绘制“思维导图”可让学生主动参与知识的回顾与提炼过程，促使他们整合新旧知识，建构知识网络，浓缩知识结构，从而使学生从整体上把握知识。这样可大大提高化学教学效率。（3）初中化学新课标倡导以学生发展和提高学生的科学素养为主旨，帮助学生学会学习。在这种新理念下，如何改变教与学的方式，是我们每个化学教师应该思考的问题。而“思维导图”能指导学生开动脑筋，寻找问题的可
5、能性答案，帮助学生独立地思考和探索，充分发挥学生学习的主动性和积极性，培养学生的自主学习能力、终身学习能力和创新精神。运用思维导图进行教学设计，有助于提高教师的学习能力，有助于使一个学习者真正实现终身化学习和学会学习的目标。二、课题的界定和假说 “思维导图(Mind Mapping)”是英国著名脑思维学者、堪称世界记忆之父的东尼博赞（Tony Buzan）在20世纪70年代初期创立的一种新型笔记方法，它以放射性思考为基础，是一个简单、高效、放射性、形象化的思维工具。思维导图也叫“心智思维地图”(mind map)“心智思维工具”(mind tool)。思维导图以视觉化的形式阐明了在知识领域里学
6、习者是怎样使概念之间产生关联的，并且揭示了知识结构的细节变化。思维导图的构成主要包括节点、连线、连接词。思维导图的首要特征是用层级结构的方式或交叉连接方式表示概念之间的关系。在初中化学教学中指导学生用手笔亲自设计思维导图，将初中化学教材内容用“思维导图”的形式表现出来，呈现新的学习和教学方法，能激发学生的学习兴趣，培养学生的发散性思维，从而帮助学生主动进行知识建构，提高学习质量。三、研究的理论基础1认知心理学关于有意义的学习理论认知心理学家奥苏贝尔(DAusubel)认为，教学就是帮助学习者进行有意义的学习活动。所谓有意义学习的实质就是，符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有的相关知识建立起
7、非人为的和本质性的联系，即非任意的、非字面的联系。奥苏贝尔极力强调，学习者必须自己发现知识的意义，并将之纳入原有的认知结构中，加以统合、融会贯通，这才是有意义学习。为了促进有意义学习的产生，奥苏贝尔强调在教学中应积极运用以下两个组织原则：其一，应用先行组织者前导构架，即对所要学习的高度抽象与概括化的教材，作简要的提示。其二，统合综合贯通。所教的观念必须与以前所学的观念相融贯起来，产生有意义的联系。2现代心理学和神经生理学关于记忆系统的理论现代心理学和神经生理学研究表明，人类记忆不是一个有待填充的“容器”，而是一个由相互关联的记忆系统构成的复杂装置。人的记忆系统由3个存储器组成：感觉登录器，短时
8、记忆(或工作记忆)和长时记忆。当接收新知识时，若要形成大的知识体，必须在工作记忆和长时记忆之间进行有序的反复。思维导图之所以能强有力地促进有意义学习，乃是因为它可以作为一种模板，去帮助组织知识并使之结构化，哪怕是支离破碎的知识，有了这种模板，就可以用较小的彼此相关的概念及命题框架单元把这些知识组成结构。3认知心理学关于知识本质的理论认知心理学认为，知识的本质在于概念和命题之间的内在联系。概念是用以组织知识的基本单位，是建构人类知识的细胞或基本要素。在知识的系统中，概念是构成和联结知识的“节点”。命题是在两个或两个以上的概念的基础上形成的，它表示的是概念之间的关系。当代认知心理学通常将知识划分为
9、两大类：陈述性知识与程序性知识。诺瓦克(Joseph DNovak)认为，有关知识的这种分类并不利于对认知发展的清晰理解，反而使人在这一问题上模糊不清，造成学生知与行的脱节。学生在学习中遇到的一个主要困难，就是当他们掌握程序性知识时，并没有用概念和命题框架去指导自己的行动。概念和命题的数目是相对有限的，而它们构成的知识是无限的。正是概念与命题的框架赋予了学习过程(包括实验过程)以意义。思维导图作为一种元认知工具，超越了有关陈述性知识与程序性知识的分类，努力将传统教学所导致的机械学习转变为有意义的学习建构。四、研究目标和研究内容1本课题研究的目标（1）教会学生“如何学习”和“如何思维”，提高学生
10、的学习能力与思维能力。运用“思维导图”，将头脑中抽象思维转化为形象可感的画面，提高学生学习兴趣，培养创新能力，尤其是逻辑思维能力以及空间智能的开发。用思维导图学习策略，来促进学生的意义学习，合作学习和创造性学习，最终使学生学会学习。（2）帮助师生掌握正确有效的学习方法策略，有效地改变学生的认知方式，大面积提高学生的学习成绩，切实地提高教师的教学效果。（3）用以对学生学习能力评价。通过学生“思维导图”的作品，了解发现每个学生的知识结构、学习进展和内心思维活动的情况，以便给出即时诊断，改进教学，关注各个层次学生的成长。（4）帮助建立学习型学校，建立团结合作的教学机制，促进教师之间、学生之间、师生之
11、间的交流与合作，取长补短，共同学习、成长、进步与发展。2研究的主要内容（1）指导学生运用“思维导图”进行学习，提高学习效率的研究。具体内容是指导学生在化学科目学习中应用思维导图进行课前预习、课堂笔记、课后复习的实践研究。（2）应用“思维导图”进行初中化学教学设计的研究。主要有两方面内容：初中化学各模块教材中典型教学内容“思维导图”的研制；用思维导图开展集体备课的探索。（3）学生“思维导图”作品与学生学习能力评价研究。具体内容是利用学生课堂内外的“思维导图”学习作品，开展对学生的学习能力评价活动，分析评价“思维导图”学习策略对学生思维能力、学习技能的促进作用。五、研究方法及过程采用行动研究法、教
12、育实验法、调查分析法（问卷调查）、“思维导图”专题讲座、文献法、经验总结法。具体研究思路是组织课题组成员学习 “思维导图”理论、有关软件的使用方法、手笔绘制“思维导图”的方法。用集体备课形式进行教学设计。课题组老师指导学生学习“思维导图”进行课前预习、课堂笔记、课后复习的方法，并进行实践。通过期末考试前后数据总结分析“思维导图”教学策略对初中化学教学效率的促进作用。进一步在实验班应用“思维导图”开展教学实践，并尝试引导学生运用“思维导图”设计课外实践活动。利用学生课堂内外的“思维导图”学习作品，开展对学生的学习能力评价活动。分析评价“思维导图”学习策略对学生思维能力、学习技能的促进作用，对教师
13、的学习能力和教学技能的促进作用。全面总结课题研究成果。研究过程2008年8月2008年10月 课题申报2008年10月2009年1月 尝试阶段2009年2月2009年3月 总结交流2009年3月2009年6月 深入探索思维导图的课堂教学模式2009年6月2009年8月 总结，以论文形式提交成果，完成总结报告六、结论与反思课题研究的结论：一思维导图可以强化化学学习的方法。化学物质的学习中，始终围绕物质的性质、用途、制法几个方面。用这种方法对物质进行分析可以使学生在总结知识、分析问题时有的放矢。二思维导图可以让学生主动的学习知识。当学生对物质的思维导图养成习惯时，这时候的学习将化被动为主动，他们会
14、主动的去寻找一种物质的各方面知识，而不是等教师去教，而是去找。三思维导图可以让学生学会发现问题。我们都知道发现问题比解决问题更为重要，我们也知道创新能力的培养更多的来源于是否能发现问题，但如何让学生自己发现问题，始终是我们传统复习方法中很难解决的问题。这在化学教学中尤其突出。学生化学基本知识倒背入流，但很少提出有价值的问题，笔者在试验的过程中发现，化学这门研究物质的组成、结构、性质的学科，思维导图对于学生发现问题有很好的作用。当对物质分析养成习惯时，在绘制图形时，感觉不太合乎习惯的地方往往是学生发现问题的地方。这种方法是可以教给学生的。这也正是思维导图最大优势所在。课题研究的反思：一是学校的科
15、研应向网络科研转变。目前一些新的教育理论通过教育系统内部的机制和很难走入一线教师，而网络可以把这个环节缩短。二是学校应加强学法及思维科学方面的教育。三是思维导图在化学中的应用研究促生了在论文写作及学校管理方面的尝试，在信息技术时代，思维导图在提高写作及管理方面有着不可估量的作用。值得进一深入研究。四是思维导图软件的选择：一是MindMapper 2009，该软件编辑及使用效果都比较好，但不足之处在于不能导出flash动画，对于没有安装专用软件的电脑不能使用；二是Mindjet MindManager 8该软件编辑使用不太好，没有中文版，但能导出flash动画，对于没有安装该软件电脑仍然可以使用
16、，利用播放器就可以动态演示课件。七、课题研究成果1.研究过程原始资料名培训资料：初窥“思维导图”思维导图教学应用效果调查问卷思维导图丛书唤醒创造天才的10种方法思维导图丛书 获取精神力量的10种方法思维导图丛书 激发身体潜能的10种方法思维导图丛书 磨砺社交技能的10种方法思维导图丛书 磨砺社交技能的10种方法思维导图丛书 大脑使用说明书2、课件（1）教学二氧化碳复习课教案二氧化碳复习反思二氧化碳复习思维导图二氧化碳复习思维导图金属材料（2）论文写作思维导图在化学教学中的应用（3）日常管理工作期中总结会考试动员会3、素材库（图片库及导图库详见光盘）4、论文应用思维导图构建知识体系提高初中化学复习的效率