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高中化学教学中思维导图的应用策略

叶小娜
  
教师纵横
2025年9期
贺州第四高级中学

摘 要:运用思维导图教学能帮助学生更清晰地理解复杂的概念及其关联。在高中化学教学中,为了提高效率和质量,教师应运用思维导图开展教学活动:充分发挥思维导图在教与学中的辅助作用;借助思维导图提高学生的理解能力和记忆能力;利用思维导图激发学习兴趣,促进学生的思维发展;利用思维导图开展课前预习,并辅助课堂学习记录;借助思维导图优化实验教学设计,提升学生的实践能力与概念迁移能力;利用思维导图增强教学互动性,提高学生的参与度和学习效率。

关键词:高中化学教学;思维导图;应用策略

中图分类号:G 文献标识码:A 文章编号:450102049(2025)09EM-0088-04

在高中化学教学中,运用思维导图进行教学是一种创新性教学实践,它能帮助学生更清晰地理解复杂的化学概念及其关联。思维导图作为一种视觉辅助工具,可增强学生对化学学科的理解、记忆,并激发其学习兴趣。运用思维导图开展教学不仅有助于学生理解概念,还能培养他们的批判性思维和解决问题能力,特别是在实验教学和互动活动中,更能使学习贴近学生的生活,加深学生对化学知识的理解,让学生对化学学习更有兴趣[1]。

一、充分发挥思维导图在教与学中的辅助作用

在高中化学教学中,思维导图可以成为教与学强有力的辅助工具,能将复杂的化学原理分解成更容易理解和相互联系的知识。教师可以利用它帮助学生掌握复杂的化学原理,厘清不同概念之间的联系以加深学生对化学概念和原理的理解,从而提高学生对化学知识的认识水平。它犹如一个教育支架,有效支撑着从具体科学知识学习向抽象科学思维活动的过渡,鼓励学生主动探索和积极参与,引导学生直观地追踪自己理解学科知识的思路过程和学习进展情况。

首先,运用思维导图能促进教师在教学过程突出课程的核心概念及其相互之间的关联,使教学更有条理,效果更好。它可通过层级化的关联结构系统呈现教学内容的核心主题,使学生能够更深入、更全面地理解化学学科知识,为进一步进行科学研究奠定坚实的基础。

其次,思维导图教学法是一种动态而有效的教学方法,它可以使化学概念形象化,让学生更容易理解和掌握化学知识。思维导图可以将各个化学单元的主题联系起来,明确显示它们之间的相互关系,帮助学生建立一个全面的学科框架[2]。这种方法不仅能使复杂的化学概念变得简单易懂,而且可以将新知识与现有的认知结构联系起来,有助于学生记忆。

此外,高中化学知识的分布非常分散,很难形成系统性知识结构,给学生学习带来很大的困难。教师通过思维导图可以帮助学生将分散的知识整合起来,形成一个完整的知识结构,帮助学生从整体上掌握高中化学的知识。

二、借助思维导图提高学生的理解能力和记忆力

(一)利用思维导图提高学生的理解能力

在高中阶段,利用思维导图学习基本的化学概念可以显著提高学生的理解能力。这种可视化工具可以将复杂的化学概念分解为更清晰、相互关联的元素,使学生更容易记忆。思维导图以结构化且生动的方式呈现信息,有助于加深学生对化学概念的理解,帮助学生直观地理解不同概念之间的关系,弥补学生的知识漏洞,澄清抽象的概念。这种学习方法适合不同层次学生的认知,能让学生更有效地处理和保留信息,将新信息与已有知识联系起来。因此,思维导图不仅有助于学生掌握化学概念,还能为其今后的学习奠定基础。

例如,在进行人教版高中化学选择性必修1“化学反应原理”教学时,由于课文中的反应热、化学平衡等概念抽象并且关联性强,使部分学生理解困难。教师通过思维导图将盖斯定律、平衡移动原理等知识点以层级结构呈现,帮助学生建立“能量变化—速度调控—方向判断”的逻辑链条,显著提升学生对综合问题的理解和分析能力。

(二)运用思维导图教学可以提升学生记忆的准确率

在高中化学教学中,运用思维导图指导学生学习基本化学概念,可显著增强学生的记忆力。这种图形工具可以通过直观的方式呈现信息,符合人们大脑自然组织和存储数据的思维方式。思维导图可以通过文字、符号和图像的组合方式来说明概念,可以通过多种认知途径增强学生对信息的编码和检索。这种多模态方法可满足不同学生学习风格的需要,使学生更容易记住复杂的化学术语。思维导图也可以激励学生将新信息与现有知识联系起来,这是保持长期记忆的一个关键因素。思维导图的空间布局有助于创建思维“捷径”,使学生能够更快、更有效地回忆起以往储存于脑中的信息。

此外,绘制思维导图的过程也能强化学生的学习,当学生积极地组织和构建知识网络时,就更容易记住这些知识。这种方法能够将被动的记笔记形式变成主动的学习体验,从而更好地记忆和理解化学概念,这种方法对学生在科学领域的学业进步至关重要。

例如,在进行三年级的化学复习教学时,教师通过指导学生绘制人教版高中化学必修1 和选修1的思维导图合集,将“物质的量”与“气体摩尔体积”关联,形成跨章节知识网络,有效解决了化学概念抽象、碎片化的问题,使学生的记忆准确率提升 60% 左右。

三、利用思维导图激发学习兴趣,促进学生的思维发展

(一)利用思维导图激发学生学习兴趣

在高中化学概念的教学中融入思维导图,对激起学生学习化学的兴趣至关重要。在思维的表达方法上,思维导图以其丰富多彩、引人入胜和具有视觉吸引力的特点,使传统繁重的文字表述转变为更具活力和互动性的视觉呈现,这种创新方法让教学不再单调乏味,吸引了学生的注意力,激发了学生的好奇心。教师利用思维导图将不同的概念直观地联系起来,使学生学习化学感到更加亲切有趣,它可以鼓励学生采用不同的方式探索和发现化学领域的未知问题。此外,教师通过解释思维导图的创意,也能为课堂增添乐趣,让学生通过个性化的方式呈现他们对化学概念的理解。这种可视化的学习方法不仅简化了复杂的化学概念,还创造了一种更有吸引力、能有效消除学生产生畏惧的学习环境。在这种环境下,学生更有可能对化学产生真正的兴趣,从而能够坚持化学学习并取得成功。

例如,在进行人教版高中化学必修1 第四章“非金属及其化合物”的教学时,教师通过思维导图将氯气、硫、硅等非金属元素的物理性质、化学性质、制备方法及实际应用(如净水工程、豆腐制作)以图文并茂的形式串联起来,将碎片化知识转化为动态网络,结合实验视频和互动任务,有效提升学生对化学探索的兴趣和学习的自信心。

(二)利用思维导图促进学生思维发展

在开展教学时,教师可以利用思维导图引导学生对化学知识进行整理和综合,使学生能够更全面地思考和分析问题。这种方法改变了死记硬背的传统学习方法,促使学生自主地去思考不同概念之间的相互联系和影响,并通过直观描绘各种化学元素和化学过程之间的关系,培养他们的分析、综合和评价等高阶思维能力。此外,这种学习方法还能培养学生的批判性思维,因为通过思维导图,学生可以通过分析论证分辨出相关的信息,并理解各个片段如何被融入更大的知识框架中。

此外,思维导图还能促进学生的创造性思维发展。通过思维导图,学生可以采用非线性方式进行探索,拓宽知识视野,在注重相互关联的背景下学习化学。同时,通过绘制思维导图的过程,可以提高学生的决策能力和解决问题能力,促使学生对学科知识理解得更深入、更全面。这种认知能力的提高可以帮助学生向更高层级的知识学习做好准备,对培养学生终身分析能力和创新思维能力是非常宝贵的。

例如,在进行人教版高中化学必修1“氧化还原反应”的教学时,教师通过思维导图将零散的电子转移、化合价变化、氧化剂/还原剂等概念整合为层级网络。以“氧化还原反应”为中心,延伸出“本质(电子转移)”“特征(化合价变化)”“类型(歧化、归中)”等分支,再细化到具体反应方程式(如钠与氯气反应)。这种结构化设计可以帮助学生理解时间的因果关系,避免机械记忆,提升了学生的逻辑推理能力,促进了高中学生的批判性、创新性思维的发展。

四、利用思维导图开展课前预习,并辅助课堂学习记录

(一)利用思维导图做好课前预习

学生在正式授课前对将要学习的课程进行预习,可以更好地理解课程的内容,同时也能更好地规划好自己的学习计划,这对提升课堂教学的效果很有帮助。目前,高中阶段学生的功课多、压力大、时间有限,在这种情况下,教师可以指导学生在课前利用思维导图理清课文内容的线索,提前把握好课程内容的关键点和难点。同时,通过课前预习可以培养学生自主学习能力。

例如,在进行人教版高中化学必修第一册第二章中的“氧化还原反应”内容教学时,教师首先要求学生利用思维导图做好课前预习。预习内容包括氧化剂、还原剂等知识。并要求学生将这些内容和第二章的重点知识结合起来,形成一张完整的知识网络。其次,要求学生通过这一张知识网络图找到单元内容的关键点和难点。最后,要求学生以本节课程内容的重点“化合价升降变化与电子转移之间的关系”为中心,通过云纹、流畅的几何线条,精确地表达出与之有关的信息,从而逐步构建起一套清晰的知识网络,提高预习的效率[3]。

(二)利用思维导图科学地记录课堂知识

高中的化学学习,不管是难度还是强度要求都比初中高得多。因此,在教学过程中,为了应对化学课程知识点多而分布分散的实际情况,要求学生做好课堂笔记是非常重要的。为了使学生能系统地掌握化学知识,教师应要求学生认真做好课堂记录,以确保教学质量。因此,在化学教学中,教师可以将思维导图的形式导入到学生的课堂笔记中,帮助他们进行科学的记录,从而提升他们的学习效果。

例如:在进行人教版高中化学必修1“电解质的电离”章节中“VC 泡腾片”的内容教学时,教师指导学生运用思维导图将“VC 泡腾片”的成分分成酸性成分(如柠檬酸)和碱性成分(如碳酸氢钠)两类。通过配方可以解读为“有机酸与碳酸盐的酸碱中和反应”。测试证明,教师在“VC 泡腾片”课堂上教学生使用思维导图进行课堂记录,既可以使内容记录更加简洁完整,又可以调动学生的学习积极性。

五、借助思维导图优化实验教学设计,提升学生的实践能力与概念迁移能力

在高中化学教学中,将思维导图与实验教学相结合,可以为学生提供多维的学习方法,既能提高他们的实践能力,又能提高他们对概念的理解与迁移能力。从理论上讲,这种结合既能充分利用思维导图进行直观学习,又可以通过动手实验进行体验学习。对高中阶段的学生来说,一方面,思维导图这种可视化的工具能将抽象的、复杂的化学概念分解为更简单、相互关联的元素,让他们更易于消化和记忆;另一方面,实验又为这些概念提供了具体的背景,利用思维导图优化实验教学,可以让他们通过可视化观察理解所学知识在现实世界中的应用价值。这种双管齐下的方法既适合不同的学习风格,确保为他们提供更全面、更包容的教育体验,又能鼓励他们积极参与到教材内容的学习中去,从而加深对知识的理解,提高他们对概念的理解与迁移能力。通过将理论概念与实际实验相结合,可以使学生对化学理解得更全面,这对学生的认知发展和科学素养培养至关重要。

例如,在进行人教版高中化学选择性必修1“化学反应原理”的选修模块教学中,由于原电池原理是教学难点,教师利用思维导图将原电池实验设计进行优化,以“原电池”为中心,延伸出电极材料(如锌—铜、铜—银)、电解质溶液(稀硫酸、硫酸铜)、电流表读数等分支,引导学生将不同组合的实验现象进行对比。

分支1:电极材料对电压的影响(铜—锌VS 铜—银);

分支2:电解质浓度与电流强度的关系;

分支3:盐桥的作用与替代方案(如滤纸桥)。

教师利用思维导图整合变量控制方法,引导学生自主设计对比试验,验证“电极活性差异是产生电流的本质”这一核心概念,并把它迁移至水果、电池等生活化场景。这种借助思维导图优化实验教学设计的方法,提升了学生的实践能力与概念迁移能力。

六、利用思维导图增强教学互动性,提高学生的参与度和学习效率

在高中化学基本概念教学中,利用思维导图教学增强课堂的互动性,可显著提高学生的参与度和学习效果。理论分析表明,互动学习环境能激发学生的兴趣,鼓励学生积极参与,加深学生对知识的理解。这可以通过将思维导图从静态的视觉辅助工具转变为动态的协作工具来实现。首先,在思维导图中加入互动元素,如点击链接多媒体中的内容以及让学生直接在思维导图中说出自己的想法。这种互动性不仅能使化学学习更有吸引力,而且还能促进教师主动地去适应学生的各种学习风格。其次,利用思维导图去引导学生深入探究他们感兴趣的领域,鼓励他们积极构建自己的化学知识框架。此外,互动式思维导图还能促进学生同伴之间的学习和讨论,增强他们的沟通和协作能力。通过学习和交流,学生能对化学形成更全面、更细致的理解,从而从死记硬背的学习方法转变为一种基于根据实际、善于分析和具有批判性的学习方法。

例如,在进行人教版高中化学必修高一年级下册“氮及其化合物之探究一氧化氮与二氧化氮”的教学时,教师利用交互式思维导图引导学生从氧化还原反应中分析NO、 NO2 具有什么性质(氧化性、还原性),极大地丰富了学生的学习体验。又如,利用思维导图梳理氮及其化合物的制备方法、主要化学反应、氮气的性质及其实际应用等。

在利用思维导图创设的互动课堂环境中,教师可以鼓励学生从价态视角分析探究物质的性质,发展学生的价态观;通过深度探究二氧化氮与水的反应,并通过拓展工业生产硝酸提高原子利用率的方法,将培养学生的科学态度和社会责任意识、培养学生的观察和发现的意识直接融入数字思维导图中。在这一过程中,教师可以通过思维导图并辅以视频、模拟或其他在线资源的链接,加深学生的理解。教师还可以让学生将自己的见解或问题添加到思维导图中,然后将其作为课堂讨论的内容。这种方法不仅能让学习过程更有吸引力,还有助于巩固学生对概念的理解。它将思维导图从以教师为中心的工具转变为以学生为中心的学习辅助工具,让学生积极参与知识的创新和扩展。此外,创建这种思维导图的过程也可以促进学生之间的互动和协作,可以了解学生的思维过程和理解水平,为教师提供宝贵的信息反馈,便于教师有针对性地调整后续的课程。

此外,利用思维导图可以增强学生在化学课堂上的互动性。例如,在氧气制备这一主题的思维导图中融入互动元素,不仅能加深学生对知识的理解,而且还能鼓励学生更加投入、以具有探索性的方式学习化学。在化学课堂上,教师应该用关键字把这节课的重点和难点呈现,并进行说明。教师还可以将每个关键字进行分解,让学生通过分组的方式进行思考和学习,让他们能在特定的时间内将所得到的结果写在白板上,直到把思路导图填满为止[4]。

教师还可以通过分小组的形式组织学生开展活动,让学生在互动中完成学习任务。首先,明确各小组的具体任务,如第一组的工作内容是:“物质的数量和单元,摩尔”;第二组进行“摩尔质量”探究;第三组的任务是设计“物质的量浓度”的相关导图。其次,各小组通过分析、讨论问题,然后得出结论。最后,教师根据课文的具体情况进行详细的分析、解答、总结。这样,教师利用思维导图增强教学的互动性,提高了学生的参与度和学习效率。

综上所述,将思维导图融入高中化学教学,特别是与互动和实验学习方法相结合,是教学的一大进步。这一创新策略不仅简化了化学概念表达的复杂性,还能让学生积极参与学习过程,满足具有不同学习风格和认知能力学生的需求。思维导图的使用增强了学生对化学的理解、记忆保持和兴趣,同时培养了他们的批判性思维和解决问题的能力。通过将理论、实验和互动元素相结合,思维导图将传统的学习体验转变为更具活力、更具包容性和有效性的学习旅程。这种方法不仅能加深学生对化学的理解,还能为学生应对未来的学术挑战做好准备,激起学生终身学习和探索科学的热情,凸显了其作为现代课堂教学工具的价值和有效性。

参考文献

[1]王春.新课程理念下高中化学有效教学策略的研究[J].化学教学,2005(7).

[2]伍青华.初中化学概念教学的方法探索与理论思考[J].中国教师,2009(S1).

[3]贾湘.概念图:化学教与学的重要工具[J].教育理论与实践,2005(6).

[4]杨云霞,郭英娃,徐敏,等.思维导图在结构化学课程教学中的应用与探索[J].化学教育(中英文),2022(10).

(责编 谭宏宽)

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