思維導(dǎo)圖和PBL教學(xué)模式促進(jìn)學(xué)生深度思維能力培養(yǎng)

◇張 瑜（江蘇：南京蘇杰學(xué)校）

一、引言

思維最初是人腦借助于語(yǔ)言對(duì)客觀事物的概括和間接的反應(yīng)過(guò)程，綜合各方觀點(diǎn)，所謂的深度思維就是指學(xué)生自主“分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造”的思維，是發(fā)生在較高認(rèn)知水平層次上的心智活動(dòng)或較高層次的認(rèn)知能力。具有深度思維能力的學(xué)生在知識(shí)信息加工、概念的理解與運(yùn)用等方面有著更深刻的見(jiàn)解，能夠主動(dòng)建構(gòu)個(gè)人的知識(shí)體系，并且把所擁有的知識(shí)遷移到真實(shí)的情境中。

雖然思維不可見(jiàn)，但是基于思維導(dǎo)圖和PBL教學(xué)模式的課程設(shè)計(jì)，突出用精心設(shè)計(jì)的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生深入思考，通過(guò)對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)思維導(dǎo)圖的繪制，清晰地呈現(xiàn)學(xué)生層層深入思考的全過(guò)程，讓整個(gè)深度思維發(fā)生的過(guò)程可視化。本文基于小學(xué)科學(xué)課程面向全體學(xué)生、倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)、突出學(xué)生主體地位的基本理念，探究基于思維導(dǎo)圖和PBL 教學(xué)模式的課程設(shè)計(jì)如何在小學(xué)科學(xué)深度思維能力培養(yǎng)中發(fā)揮作用。

二、課堂對(duì)學(xué)生深度思維能力的培養(yǎng)

（一）PBL教學(xué)模式引入教學(xué)設(shè)計(jì)的理念

PBL（Project-Based Learning)教學(xué)模式是以問(wèn)題為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)為主。該教學(xué)模式將學(xué)習(xí)與問(wèn)題掛鉤，學(xué)生能夠在圍繞問(wèn)題收集資料，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的自主探究學(xué)習(xí)過(guò)程中，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，形成發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和自主學(xué)習(xí)的能力。在課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中引入PBL 教學(xué)模式，就是為了在課堂教學(xué)過(guò)程中，更注重學(xué)生通過(guò)自己收集材料、分析問(wèn)題，了解問(wèn)題解決的思路與過(guò)程，從而能夠靈活掌握相關(guān)概念知識(shí)，并利用這些知識(shí)解釋生活實(shí)際問(wèn)題。結(jié)合小學(xué)科學(xué)目前實(shí)際教學(xué)情況，教師進(jìn)行課程教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)關(guān)于問(wèn)題的設(shè)計(jì)需關(guān)注以下幾個(gè)方面。

合理性。課程教學(xué)設(shè)計(jì)需立足于學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和知識(shí)層面。首先，內(nèi)容設(shè)計(jì)要以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)生取得最大的收獲為設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)；其次，問(wèn)題情境和實(shí)例分析應(yīng)該是真實(shí)的、常見(jiàn)的、生活的。學(xué)生可以通過(guò)分析和解決身邊生活中的真實(shí)問(wèn)題，掌握相關(guān)的理論知識(shí)，并能夠在將來(lái)遇到類似的問(wèn)題時(shí)準(zhǔn)確地分析和解決。這一點(diǎn)緊扣教師備課中的“備學(xué)生環(huán)節(jié)”。

自主性。課程教學(xué)設(shè)計(jì)需立足于學(xué)生的主體參與，追求學(xué)生的主動(dòng)發(fā)展。內(nèi)容設(shè)計(jì)以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思維、邏輯思維、概括總結(jié)、小組合作等能力為出發(fā)點(diǎn)，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

科學(xué)性。課程教學(xué)設(shè)計(jì)需立足于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。內(nèi)容設(shè)計(jì)以培養(yǎng)學(xué)生樂(lè)于觀察的能力、用科學(xué)術(shù)語(yǔ)描述觀察事物的能力、邏輯思維能力，以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力為出發(fā)點(diǎn)。

（二）有啟發(fā)性、邏輯性和梯度性的問(wèn)題引導(dǎo)

在小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)設(shè)計(jì)中，所謂有啟發(fā)性、邏輯性、梯度性的問(wèn)題，就是能引導(dǎo)學(xué)生深度思考的問(wèn)題。通過(guò)課堂上學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)以及教師精心設(shè)計(jì)的問(wèn)題，推動(dòng)課堂教學(xué)的發(fā)生、發(fā)展。整個(gè)教學(xué)過(guò)程，就是學(xué)生對(duì)一個(gè)個(gè)問(wèn)題思考、分析、解決的過(guò)程。

我認(rèn)為問(wèn)題的設(shè)計(jì)要遵循以下幾點(diǎn)：設(shè)計(jì)問(wèn)題要深淺適宜，要有啟發(fā)性，讓多數(shù)學(xué)生想一想、思維上跳一跳才能得出答案，這樣有助于啟發(fā)和提高學(xué)生的思維能力，進(jìn)行深度思維的培養(yǎng)；設(shè)計(jì)的問(wèn)題要有邏輯性和梯度性，也就是由淺入深，降低學(xué)習(xí)難度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生不斷深入思考；設(shè)計(jì)的問(wèn)題要符合學(xué)生的年齡層次和認(rèn)知能力。這就需要教師上課前對(duì)不同班級(jí)學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備有一個(gè)大致了解，教師備學(xué)生環(huán)節(jié)要做到、做好，不能一個(gè)教案循環(huán)到底。

在情境的創(chuàng)設(shè)上要遵循以下兩個(gè)原則：首先，情境設(shè)計(jì)要真實(shí)，最好是學(xué)生熟悉的生活實(shí)例；其次，情境設(shè)計(jì)要符合小學(xué)生的年齡層次，這樣才能夠有效地帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入本節(jié)課的學(xué)習(xí)話題。熟悉的生活實(shí)例能夠有效引導(dǎo)學(xué)生先嘗試用生活經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明解釋問(wèn)題，進(jìn)而通過(guò)學(xué)習(xí)，再用學(xué)到的科學(xué)原理來(lái)解釋這個(gè)現(xiàn)象。如此設(shè)計(jì)，讓學(xué)生體會(huì)到知識(shí)來(lái)源于生活、最終應(yīng)用于生活的道理。這同時(shí)也是在引導(dǎo)學(xué)生不斷連續(xù)深入思考，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的邏輯性和養(yǎng)成深入思考問(wèn)題、科學(xué)表達(dá)的好習(xí)慣。

（三）讓知識(shí)可視化，以思維導(dǎo)圖的形式呈現(xiàn)

要讓學(xué)習(xí)真正發(fā)生，就要關(guān)注知識(shí)的結(jié)構(gòu)，需在每一次教學(xué)中，把學(xué)生這節(jié)課所學(xué)的知識(shí)納入一個(gè)框架中。思維導(dǎo)圖主要運(yùn)用圖文并重的技巧，將知識(shí)點(diǎn)編輯成有邏輯、有條理的思維框架，將抽象的理論知識(shí)以圖形鏈接的形式具體化展現(xiàn)出來(lái)。學(xué)生只要掌握其中各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的關(guān)鍵詞或者圖片，就可以將所學(xué)知識(shí)串聯(lián)起來(lái)，既增強(qiáng)記憶能力，又提高學(xué)習(xí)效率。思維導(dǎo)圖中體現(xiàn)的知識(shí)可視化、思維條理化的特點(diǎn)，在科學(xué)課堂教學(xué)中，能為學(xué)生梳理科學(xué)知識(shí)、發(fā)展科學(xué)思維提供有效幫助。

三、思維導(dǎo)圖和PBL 教學(xué)模式促進(jìn)學(xué)生深度思維能力培養(yǎng)

為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維深度發(fā)生的能力，我們以蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)上冊(cè)第四單元中的《水滴的“旅行”》這節(jié)課為例，結(jié)合前面關(guān)于課堂教學(xué)中小學(xué)生科學(xué)思維深度培養(yǎng)如何發(fā)生中的兩點(diǎn)思路，將思維導(dǎo)圖和PBL教學(xué)模式引入課程教學(xué)設(shè)計(jì)中，探究如何在科學(xué)課上對(duì)學(xué)生的深度思維能力進(jìn)行培養(yǎng)。

（一）教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)分析

1．教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程

學(xué)生從低年級(jí)到中年級(jí)已有關(guān)于水的相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備（詳見(jiàn)表1）。從表1 中我們可以看出，學(xué)生一至三年級(jí)主要是從宏觀角度認(rèn)識(shí)和了解水的相關(guān)知識(shí)，初步了解天氣現(xiàn)象、氣象要素和水有關(guān)，以及地球上水資源的分布。四年級(jí)了解水的三態(tài)變化，從微觀的角度初步了解水是大自然常溫、常壓條件下最神奇的一種物質(zhì)。

表1 關(guān)于水的相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容

《水在自然界的循環(huán)》：了解并探究云、霧、露、霜、雨、雪等天氣現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)水在自然界的循環(huán)。

本節(jié)課是第四單元“水在自然界的循環(huán)”的最后一節(jié)課內(nèi)容。前三節(jié)課內(nèi)容云和霧、露和霜、雨和雪是水蒸氣在空氣中遇冷變化后，在自然界中呈現(xiàn)的各種宏觀天氣現(xiàn)象，它們之間的聯(lián)系見(jiàn)圖1。對(duì)于這些宏觀的自然現(xiàn)象，學(xué)生并不陌生，但是對(duì)它們內(nèi)在的微觀變化部分（見(jiàn)圖1框出來(lái)的部分），學(xué)生的描述可能不正確或者不能科學(xué)表述，因此教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定要充分考慮到這一點(diǎn)。教師在課堂教學(xué)過(guò)程中要注意對(duì)這些概念準(zhǔn)確、科學(xué)地分析表述。

圖1 水蒸氣遇冷的變化和宏觀天氣現(xiàn)象之間關(guān)系的導(dǎo)圖

2．基于思維導(dǎo)圖的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

在教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)上，采用以思維導(dǎo)圖為載體設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)導(dǎo)圖（見(jiàn)圖2），可以使各項(xiàng)教學(xué)目標(biāo)層次分明，一目了然，提高教師備課效率。本節(jié)課重點(diǎn)是學(xué)生能夠在準(zhǔn)確表述水蒸氣遇冷后在不同高度變化的基礎(chǔ)上，根據(jù)示意圖，描述水在陸地、海洋、大氣之間的循環(huán)過(guò)程；難點(diǎn)在于學(xué)生嘗試用關(guān)鍵詞或圖片繪制水循環(huán)思維導(dǎo)圖；拓展內(nèi)容是讓學(xué)生初步了解動(dòng)態(tài)平衡概念，建立水循環(huán)的動(dòng)態(tài)平衡意識(shí)。

圖2 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)導(dǎo)圖

（二）課堂教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

1．情境的設(shè)計(jì)

《水滴的“旅行”》這節(jié)課以自然界的降水現(xiàn)象為大背景，由生活中常見(jiàn)的降水現(xiàn)象入手，通過(guò)探究水蒸氣遇冷凝結(jié)形成云及降水以及降落到地表的水的匯合、儲(chǔ)藏，分析了解“動(dòng)態(tài)平衡”的概念，讓學(xué)生知道地球上的水是怎樣不斷循環(huán)的。

2．問(wèn)題的設(shè)計(jì)

問(wèn)題設(shè)計(jì)是本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。宗旨是以啟發(fā)學(xué)生思考為主要目的，層層遞進(jìn)，逐步過(guò)渡到全球水循環(huán)模型的建立。本節(jié)以“空氣中的水蒸氣來(lái)自哪里？”“水蒸氣在地表、低空和高空發(fā)生了什么變化？”兩個(gè)問(wèn)題回顧復(fù)習(xí)水蒸氣和露、霜、霧、云、雨、雪等自然現(xiàn)象的關(guān)系，幫助學(xué)生初步建立水的形態(tài)變化從地面到高空的縱向模型。以“降落到地表的雨和雪哪里去了？”“天上的水為什么降不完？”這兩個(gè)話題，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)和儲(chǔ)備知識(shí)，通過(guò)思考和回答問(wèn)題進(jìn)入該情境。

圖3 引入PBL教學(xué)模式的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖

教師根據(jù)學(xué)生的回答適時(shí)補(bǔ)充，引導(dǎo)學(xué)生初步建立“水蒸氣從地面上升→高空遇冷形成云（降水云）→云形成降水”這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的水循環(huán)過(guò)程。在成云和降水過(guò)程中，要明確不是所有的云都會(huì)降水，確保概念的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。通過(guò)觀看水循環(huán)示意圖，小組討論并匯報(bào)“水在自然界是如何循環(huán)的”。該環(huán)節(jié)增加了難度，通過(guò)小組討論和表述，學(xué)生在自己頭腦中初步建立水循環(huán)模型。再通過(guò)觀看水循環(huán)視頻，加深對(duì)水循環(huán)的理解，幫助學(xué)生豐富和修正頭腦中的水循環(huán)模型（此環(huán)節(jié)是通過(guò)動(dòng)態(tài)視頻情境刺激學(xué)生大腦快速接收信息，并完善自己頭腦中的水循環(huán)模型）。學(xué)生在該環(huán)節(jié)可以通過(guò)圖片或文字，建立水循環(huán)模型導(dǎo)圖（圖4 為教師設(shè)計(jì)的例圖）。本節(jié)課最后一個(gè)環(huán)節(jié)是在了解水循環(huán)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步了解“動(dòng)態(tài)平衡”的概念，知道水循環(huán)是無(wú)時(shí)無(wú)刻不在進(jìn)行的，處在一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡狀態(tài)。

圖4 自然界水循環(huán)思維導(dǎo)圖（例圖）

問(wèn)題設(shè)計(jì)需要具有啟發(fā)性、邏輯性和梯度性，并且少而精，也就是我們通常說(shuō)的問(wèn)到點(diǎn)子上。這樣在課堂上才能給予學(xué)生充分思考、討論和建立模型的時(shí)間，有效實(shí)現(xiàn)本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)，從而有助于培養(yǎng)學(xué)生思維的邏輯性和深度思維能力。

（三）教學(xué)效果評(píng)價(jià)

本節(jié)課的課堂評(píng)價(jià)，分為教師評(píng)、小組評(píng)和自評(píng)三個(gè)方面。評(píng)價(jià)項(xiàng)目、評(píng)價(jià)內(nèi)容詳見(jiàn)文后附表。

該評(píng)價(jià)表格主要從學(xué)習(xí)收獲、學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)體驗(yàn)三個(gè)方面來(lái)評(píng)價(jià)。其中學(xué)習(xí)收獲主要針對(duì)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容來(lái)評(píng)價(jià)；學(xué)習(xí)態(tài)度主要從認(rèn)真傾聽(tīng)、主動(dòng)發(fā)言和參與小組活動(dòng)三個(gè)方面來(lái)評(píng)價(jià)，同時(shí)這也是培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真傾聽(tīng)、積極思考發(fā)言、小組團(tuán)結(jié)協(xié)作的好習(xí)慣；學(xué)習(xí)體驗(yàn)評(píng)價(jià)通過(guò)教師和學(xué)生兩個(gè)方面的評(píng)價(jià)，了解學(xué)生整堂課學(xué)習(xí)過(guò)程的心情及接受程度，教師可以通過(guò)學(xué)生的反饋，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)情況，便于和學(xué)生課下溝通以及后期課程設(shè)計(jì)的改進(jìn)。

評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)內(nèi)容自評(píng)不能□能□基本可以□小組評(píng)價(jià)不能□不能□掌握水蒸氣的來(lái)源基本可以□不能□掌握水蒸氣遇冷的變化教師評(píng)價(jià)能□基本可以□能□不能□基本可以□能□基本可以□能夠繪制水循環(huán)模型能□不能□學(xué)習(xí)收獲評(píng)價(jià)了解水循環(huán)是動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程不能□能□基本可以□能□能夠認(rèn)真傾聽(tīng)他人的見(jiàn)解不能□不能□基本可以□認(rèn)真思考，發(fā)表自己的觀點(diǎn)基本可以□能□不能□能□基本可以□基本可以□基本可以□不能□能□能□能□基本可以□能□不能□小組討論過(guò)程中積極參與基本可以□不能□基本可以□不能□基本可以□能□學(xué)習(xí)態(tài)度評(píng)價(jià)能□能□不能□能□基本可以□不能□否□學(xué)習(xí)體驗(yàn)評(píng)價(jià)是□一般□是□基本可以□不能□整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程愉悅一般□否□

新的教法和學(xué)法的最終目的就是提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效率。學(xué)習(xí)效率的考查體現(xiàn)在三個(gè)方面：學(xué)生對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)能否清晰掌握；學(xué)生能否真正了解各知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系；學(xué)生能否通過(guò)所學(xué)理論知識(shí)，分析和解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。這三個(gè)過(guò)程之間互相聯(lián)系，層層遞進(jìn)。因此，教師能夠每節(jié)課從多個(gè)角度和梯度引導(dǎo)學(xué)生完成學(xué)習(xí)目標(biāo)，幫助不同層次的學(xué)生學(xué)有所得，是課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

基于思維導(dǎo)圖和PBL 教學(xué)模式的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)于幫助不同學(xué)習(xí)層次的學(xué)生建立學(xué)習(xí)模型有著非常大的幫助。它能夠通過(guò)思維導(dǎo)圖幫助學(xué)生建立知識(shí)點(diǎn)模型意識(shí)，通過(guò)層層遞進(jìn)的問(wèn)題設(shè)計(jì)，深入理解知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系。這種基于思維導(dǎo)圖和問(wèn)題引入的設(shè)計(jì)模式，可以啟發(fā)學(xué)生不斷深入思考，發(fā)散思維。學(xué)生自主創(chuàng)作圖文結(jié)合的思維導(dǎo)圖的過(guò)程，將學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和思考過(guò)程清晰地呈現(xiàn)出來(lái)，非常有助于培養(yǎng)學(xué)生思維的邏輯性和深度思考的能力。同時(shí)，在單元復(fù)習(xí)或者期末復(fù)習(xí)時(shí)，有助于學(xué)生快速回顧復(fù)習(xí)知識(shí)重難點(diǎn)，提升學(xué)習(xí)效率。