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亲历科学探究活动是发展科学探究能力、培养科学素养的载体。科学探究能力的核心是科学思维方式的形成，包括逻辑思维、辩证思维、批判性思维以及发散性思维等品质，它是学生知识素养、实践能力的综合体现，反映了学生智力发展的水平。引导学生开展科学探究的重要目标是培养他们的科学思维方式，从而形成科学研究的技能，掌握科学研究的方法。
我们通过教学实践发现，学生在掌握绘图技巧后，能够将思维可视化，即将自己对科学概念的理解以及对观察实验的记录，用画图的方式展示出来。我们认为，引导学生经常使用思维导图，是培养学生的思维从感性向理性发展的有效途径。
学会绘制思维导图是培养学生思维能力的有效手段
思维导图能够用文字和图形将想法“画出来”，是一种创造性的、有效的记笔记的方法，是放射性思维的表达。教学中，应该教会学生用思维导图的形式呈现自己对所学单元科学概念的理解。在一个单元的学习结束时，教师可以从以下五个方面教会学生绘制思维导图，帮助他们梳理本单元所学的科学概念。下面以《天气》单元为例进行讨论。
1.复习导入，明确思维导图的主题和次主题
《天气》单元是中年段的内容，属于地球与宇宙领域。在学习本单元之前，学生已经知道有阴、晴、雨等天气现象，初步了解了天气变化对动植物和人类生活的影响。本单元引导学生关注每天天气变化，对天气的一些基本特征进行研究，利用科学工具像气象学家那样观察、记录、分析现象，激发学生研究天气现象的好奇心和热情。
单元学习结束后，教师指导学生绘制思维导图，进一步丰富对天气概念的认识。首先，学生要将主题词写在纸的中心位置，由主题发散的主干作为分支，从中央图向四周放射，作为次主题。为了达成此目标，教师向学生提出问题：这个单元我们研究的主题是什么？学生回答后，教师将“天气”这个主题词写在纸的中心的大圆圈内，并追问：“我们是从哪些方面来描述天气的？”学生回答：“云、风、温度、降水。”教师从写有天气主题词的中心向四周画出四条线段，并在线段下的圆圈内分别写入四个天气特征的关键词（如图1）。这样做是为了让学生知道天气特征可以从“云、风、温度、降水”四个方面进行描述。
2.发散思维，画出思维导图的分支
在次主题下可以再画出分支，形成一个连接节点的结构（如图2）。为了达成此目标，教师向学生提出以下问题：我们是怎样观测和描述云的？我们是怎样观测和描述风的？我们是怎样观测和描述降水的？我们是怎样观测和描述温度的？当学生回答根据云的多少可分为晴天、多云、阴天后，以描述云的特征为例，教师在次主题下的分支下画出两条线段，一条线段的圆圈内写入“云量”，并从这个连接点再画出三个分支，同时在三个分支下的圆圈内写上晴天、多云、阴天，至此，“云”特征中“云量”的描述就完成了。接下来，鼓励学生用上述方法继续完成云的高度的描述，然后告诉他们继续用描述云的方法，尝试自己去完成风、温度和降水特征的描述。这样做是为了让学生知道，所描述的天氣特征是运用感官和科学工具收集数据而获得的。
3.彩笔标注，在思维导图上进行分类
学生完成次主题下的分支后，要将次主题与分支间用不同颜色的圆圈进行分层。教师可以引导学生思考：我们可以用什么方法让思维导图看起来层次更加清晰呢？引导学生用不同颜色的笔对四个特征下的分支进行分类。这样做是为了让学生更加清楚知识点间的联系。
4.在思维导图上添加箭头或关键词，便于“读”图
分层结束后，教师向学生提出以下问题：“积云通常与什么天气有关系？层云与什么天气有关系？”此时学生答道：“积云通常与晴好天气相联系，雨层云与下雨有联系，下雨后，我们要用雨量器，测出降水量……”此时教师画出箭头找出关系，并在箭头上面写出关键词，标注两者间的关系。使用箭头和关键词，一是为了让学生知道各个特征之间是有联系的，是它们间的联系让我们认识了天气;二是可以帮助学生学会“读”图，学会用准确的语言表达科学概念。
5.深入反思，充实思维导图中的内容
为了充实思维导图中的内容，可以从主题词向外再引出一条线段，形成又一个次主题，并完成次主题下的分支。教学中，教师引发学生思考下列问题：我们知道通过风、云、降水、温度可以预测天气，你们还知道有哪些生物也可以预测天气吗？此时如果学生不了解，教师可以引导学生阅读资料库中的内容，然后让他们继续完成生物主题下的学习内容。这样做既可以让学生课内外相结合，又可以进一步拓宽他们对天气特征的认识。
思维导图可以帮助学生梳理认识，养成良好的思维习惯;在绘制的过程中形成系统，提高学习效率;在不断完善的过程中激发联想，培养创造力。我们要让使用思维导图成为学生的一种学习习惯，促进他们学习能力的发展。
巧妙绘制思维导图，促进思维发展
在学生学会绘制思维导图的基础上，教师应该指导学生根据学习内容的需要，采用不同的绘图方式，从而进一步促进他们思维能力的发展。
1.运用气泡图
气泡图是用“描绘性的词汇”来描述中间泡泡内的主题。在科学课中运用气泡图的记录方式，有助于引导学生在科学概念基础上进行发散思维。如《我们的身体》一课的思维导图中，所有的词汇描述都是围绕“身体”这一主题展开的，可以帮助学生认识身体各个部分是相互协调工作的（如图3）。
2.运用流程图
学生在科学课程的学习中要学习很多概念，科学概念不仅是组成科学教材的重要基本元素，也是提高学生科学素养的基石。没有坚实的科学基础，发展学生的思维，培养学生的能力就是一句空话。流程图可以描述一个事情的发展顺序和内在逻辑关系，可以帮助学生建构科学概念。以《电》单元为例，当一个个研究活动结束后，可以引导学生将相关内容有序补充到流程图中（如图4）。
3.运用双气泡图
双气泡图像两个气泡图的结合版，它的用处在于对比和类比两个事物的共同点和不同点，这样的绘图方式能够巧妙地帮助学生清楚认识事物的特征。如《水和空气》一课，可运用双气泡图进行类比活动，比较水和空气这两种物质的相同与不同。在内围中，“无色”“无味”“透明”和“生物”等词语分别描述的是两者的共同特征，外围的“液体”和“气体”“看得见”和“看不见”，以及“摸得着”和“摸不着”等词语分别描述了两者的不同特征。 巧用图示，促进学生思维能力的提升
利用教学板书、复习课、小组合作学习等方式，以思维导图为线索帮助学生建构概念，可以进一步提升学生的思维能力。
在课堂教学中，教学板书是教师常用的教学辅助手段，几乎每堂课都有。教师可以借助板书为学生做出便于学生理解的思维导图。在画思维导图的过程中，引导学生一边复习所学知识，一边明确各知识之间的思维关系，引领学生梳理科学概念。
以《电》单元为例，在未开始单元内容学习之前，让学生留一页空白纸，提醒他们将主题《电》写在纸的左侧;一个研究活动结束后，学生借助教师板书和科学记录本，将学习内容有序地记录下来;随着一个个活动的结束，学生对电这个概念的建构也基本完成了。图4中，学生可以看到这些科学概念并不是孤立的、毫无联系、单独存在的，而是一个整体中的一部分，每一个概念都能在这个整体中找到它的位置，从而让学生对电的概念有更深刻的理解。
一个单元的可视化的、思维导图式的板书完成之后，教师可以借助板书再一次向学生讲清楚设计概念图的要点：
第一，将最基本概念放在最顶部或记录本左侧位置;
第二，图中要呈现本单元所学的科学概念;
第三，内容要力求简洁，不要用太多的箭头，在箭头上方用连接词表明两个概念间的联系，如“可以”“产生”等词语;
第四，设计思路有逻辑性、合理性。
在此过程中，向学生强调制作思维导图最根本的一点是要注意各概念之間的联系，不仅包括新概念之间的联系，也包括新概念与旧概念之间的联系。
思维导图相对于传统的笔记，文字明显减少，但内容更丰富，为学生的复习提供了非常便利的途径。在复习课中绘制思维导图，有利于帮助学生巩固所学科学概念，加深对科学概念的理解。
以《天气》单元为例，学生在完成单元学习后，通过思维导图，能够运用较少的文字，将一个单元的知识进行比较全面的回顾，对所学知识进行了系统化、科学化的梳理，为课后复习提供便利（如图5）。
在科学课上，小组合作学习是一种主要的学习方式，在小组合作中使用思维导图，学生能够关注差异，加强交流，提高合作的实效性。以《各种各样的岩石》一课为例，课上教师准备一张较大的白纸，让学生将主题词“岩石”写于纸的中心位置。小组学生从主题词向四周画出多条线段（如图6），每人选择岩石的某一类特征进行完善：观察各种岩石，记录相应的特征，并将相应的岩石标号记录在该特征的下面。活动结束后，通过交流，学生就会发现，一块岩石具有多个特征，从而完成初步了解岩石特征的研究任务。在此基础上，还可以继续探讨“有没有一些岩石可以在不同的分类标准下归入不同的类别”“有没有一些岩石不属于任何类别”等问题，这个过程也是学生发展思维的过程。
在科学课教学中，思维导图可以唤起学生的学习兴趣，在快乐中学习，调动学习的主动性;通过思维导图将思维过程展示出来，使学生的思维可视化，可以使他们了解自己的思维过程，加深对知识的理解;思维导图可以使学生的课堂笔记更加清晰生动，有助于复习科学知识;通过分小组进行思维导图学习，能够培养学生的团队精神。
北京市西城区康乐里小学（100053）北京教育学院宣武分院
我们通过教学实践发现，学生在掌握绘图技巧后，能够将思维可视化，即将自己对科学概念的理解以及对观察实验的记录，用画图的方式展示出来。我们认为，引导学生经常使用思维导图，是培养学生的思维从感性向理性发展的有效途径。
学会绘制思维导图是培养学生思维能力的有效手段
思维导图能够用文字和图形将想法“画出来”，是一种创造性的、有效的记笔记的方法，是放射性思维的表达。教学中，应该教会学生用思维导图的形式呈现自己对所学单元科学概念的理解。在一个单元的学习结束时，教师可以从以下五个方面教会学生绘制思维导图，帮助他们梳理本单元所学的科学概念。下面以《天气》单元为例进行讨论。
1.复习导入，明确思维导图的主题和次主题
《天气》单元是中年段的内容，属于地球与宇宙领域。在学习本单元之前，学生已经知道有阴、晴、雨等天气现象，初步了解了天气变化对动植物和人类生活的影响。本单元引导学生关注每天天气变化，对天气的一些基本特征进行研究，利用科学工具像气象学家那样观察、记录、分析现象，激发学生研究天气现象的好奇心和热情。
单元学习结束后，教师指导学生绘制思维导图，进一步丰富对天气概念的认识。首先，学生要将主题词写在纸的中心位置，由主题发散的主干作为分支，从中央图向四周放射，作为次主题。为了达成此目标，教师向学生提出问题：这个单元我们研究的主题是什么？学生回答后，教师将“天气”这个主题词写在纸的中心的大圆圈内，并追问：“我们是从哪些方面来描述天气的？”学生回答：“云、风、温度、降水。”教师从写有天气主题词的中心向四周画出四条线段，并在线段下的圆圈内分别写入四个天气特征的关键词（如图1）。这样做是为了让学生知道天气特征可以从“云、风、温度、降水”四个方面进行描述。
2.发散思维，画出思维导图的分支
在次主题下可以再画出分支，形成一个连接节点的结构（如图2）。为了达成此目标，教师向学生提出以下问题：我们是怎样观测和描述云的？我们是怎样观测和描述风的？我们是怎样观测和描述降水的？我们是怎样观测和描述温度的？当学生回答根据云的多少可分为晴天、多云、阴天后，以描述云的特征为例，教师在次主题下的分支下画出两条线段，一条线段的圆圈内写入“云量”，并从这个连接点再画出三个分支，同时在三个分支下的圆圈内写上晴天、多云、阴天，至此，“云”特征中“云量”的描述就完成了。接下来，鼓励学生用上述方法继续完成云的高度的描述，然后告诉他们继续用描述云的方法，尝试自己去完成风、温度和降水特征的描述。这样做是为了让学生知道，所描述的天氣特征是运用感官和科学工具收集数据而获得的。
3.彩笔标注，在思维导图上进行分类
学生完成次主题下的分支后，要将次主题与分支间用不同颜色的圆圈进行分层。教师可以引导学生思考：我们可以用什么方法让思维导图看起来层次更加清晰呢？引导学生用不同颜色的笔对四个特征下的分支进行分类。这样做是为了让学生更加清楚知识点间的联系。
4.在思维导图上添加箭头或关键词，便于“读”图
分层结束后，教师向学生提出以下问题：“积云通常与什么天气有关系？层云与什么天气有关系？”此时学生答道：“积云通常与晴好天气相联系，雨层云与下雨有联系，下雨后，我们要用雨量器，测出降水量……”此时教师画出箭头找出关系，并在箭头上面写出关键词，标注两者间的关系。使用箭头和关键词，一是为了让学生知道各个特征之间是有联系的，是它们间的联系让我们认识了天气;二是可以帮助学生学会“读”图，学会用准确的语言表达科学概念。
5.深入反思，充实思维导图中的内容
为了充实思维导图中的内容，可以从主题词向外再引出一条线段，形成又一个次主题，并完成次主题下的分支。教学中，教师引发学生思考下列问题：我们知道通过风、云、降水、温度可以预测天气，你们还知道有哪些生物也可以预测天气吗？此时如果学生不了解，教师可以引导学生阅读资料库中的内容，然后让他们继续完成生物主题下的学习内容。这样做既可以让学生课内外相结合，又可以进一步拓宽他们对天气特征的认识。
思维导图可以帮助学生梳理认识，养成良好的思维习惯;在绘制的过程中形成系统，提高学习效率;在不断完善的过程中激发联想，培养创造力。我们要让使用思维导图成为学生的一种学习习惯，促进他们学习能力的发展。
巧妙绘制思维导图，促进思维发展
在学生学会绘制思维导图的基础上，教师应该指导学生根据学习内容的需要，采用不同的绘图方式，从而进一步促进他们思维能力的发展。
1.运用气泡图
气泡图是用“描绘性的词汇”来描述中间泡泡内的主题。在科学课中运用气泡图的记录方式，有助于引导学生在科学概念基础上进行发散思维。如《我们的身体》一课的思维导图中，所有的词汇描述都是围绕“身体”这一主题展开的，可以帮助学生认识身体各个部分是相互协调工作的（如图3）。
2.运用流程图
学生在科学课程的学习中要学习很多概念，科学概念不仅是组成科学教材的重要基本元素，也是提高学生科学素养的基石。没有坚实的科学基础，发展学生的思维，培养学生的能力就是一句空话。流程图可以描述一个事情的发展顺序和内在逻辑关系，可以帮助学生建构科学概念。以《电》单元为例，当一个个研究活动结束后，可以引导学生将相关内容有序补充到流程图中（如图4）。
3.运用双气泡图
双气泡图像两个气泡图的结合版，它的用处在于对比和类比两个事物的共同点和不同点，这样的绘图方式能够巧妙地帮助学生清楚认识事物的特征。如《水和空气》一课，可运用双气泡图进行类比活动，比较水和空气这两种物质的相同与不同。在内围中，“无色”“无味”“透明”和“生物”等词语分别描述的是两者的共同特征，外围的“液体”和“气体”“看得见”和“看不见”，以及“摸得着”和“摸不着”等词语分别描述了两者的不同特征。 巧用图示，促进学生思维能力的提升
利用教学板书、复习课、小组合作学习等方式，以思维导图为线索帮助学生建构概念，可以进一步提升学生的思维能力。
在课堂教学中，教学板书是教师常用的教学辅助手段，几乎每堂课都有。教师可以借助板书为学生做出便于学生理解的思维导图。在画思维导图的过程中，引导学生一边复习所学知识，一边明确各知识之间的思维关系，引领学生梳理科学概念。
以《电》单元为例，在未开始单元内容学习之前，让学生留一页空白纸，提醒他们将主题《电》写在纸的左侧;一个研究活动结束后，学生借助教师板书和科学记录本，将学习内容有序地记录下来;随着一个个活动的结束，学生对电这个概念的建构也基本完成了。图4中，学生可以看到这些科学概念并不是孤立的、毫无联系、单独存在的，而是一个整体中的一部分，每一个概念都能在这个整体中找到它的位置，从而让学生对电的概念有更深刻的理解。
一个单元的可视化的、思维导图式的板书完成之后，教师可以借助板书再一次向学生讲清楚设计概念图的要点：
第一，将最基本概念放在最顶部或记录本左侧位置;
第二，图中要呈现本单元所学的科学概念;
第三，内容要力求简洁，不要用太多的箭头，在箭头上方用连接词表明两个概念间的联系，如“可以”“产生”等词语;
第四，设计思路有逻辑性、合理性。
在此过程中，向学生强调制作思维导图最根本的一点是要注意各概念之間的联系，不仅包括新概念之间的联系，也包括新概念与旧概念之间的联系。
思维导图相对于传统的笔记，文字明显减少，但内容更丰富，为学生的复习提供了非常便利的途径。在复习课中绘制思维导图，有利于帮助学生巩固所学科学概念，加深对科学概念的理解。
以《天气》单元为例，学生在完成单元学习后，通过思维导图，能够运用较少的文字，将一个单元的知识进行比较全面的回顾，对所学知识进行了系统化、科学化的梳理，为课后复习提供便利（如图5）。
在科学课上，小组合作学习是一种主要的学习方式，在小组合作中使用思维导图，学生能够关注差异，加强交流，提高合作的实效性。以《各种各样的岩石》一课为例，课上教师准备一张较大的白纸，让学生将主题词“岩石”写于纸的中心位置。小组学生从主题词向四周画出多条线段（如图6），每人选择岩石的某一类特征进行完善：观察各种岩石，记录相应的特征，并将相应的岩石标号记录在该特征的下面。活动结束后，通过交流，学生就会发现，一块岩石具有多个特征，从而完成初步了解岩石特征的研究任务。在此基础上，还可以继续探讨“有没有一些岩石可以在不同的分类标准下归入不同的类别”“有没有一些岩石不属于任何类别”等问题，这个过程也是学生发展思维的过程。
在科学课教学中，思维导图可以唤起学生的学习兴趣，在快乐中学习，调动学习的主动性;通过思维导图将思维过程展示出来，使学生的思维可视化，可以使他们了解自己的思维过程，加深对知识的理解;思维导图可以使学生的课堂笔记更加清晰生动，有助于复习科学知识;通过分小组进行思维导图学习，能够培养学生的团队精神。
北京市西城区康乐里小学（100053）北京教育学院宣武分院