【正文】  摘 要:科学解题是“建构”和“求解”的过程，结合“思维导图”的特点和功效，在解题时应用“思维导图”这一思维工具，可以提高做题的速度和正确率。还可以帮助解题者发展创造性思维。本文结合题例分析“思维导图”在科学解题中的有效应用，阐释了它对提高学生解题正确性的帮助。
  关键词：思维导图 科学解题 有效利用
　　初中学生在科学学历检测时有一种普遍的现象：一支笔、一只计算器、一份试题，连草稿纸都省啦。但作业的反馈结果出来后，会有较多的学生常发表这样的感叹：“这题我看错了、我遗漏了…、我没有看到…、我太粗心了、原来是这儿一回事”等等一系列的理由，面对这种普遍的现象，身为一线教师不得深思策略，经过摸索与实践，笔者发现引导学生运用“思维导图”的思维工具来帮助解题，可以大大提高科学解题的正确率。
　　一、对“思维导图”的认知
　　前苏联数学家雅诺夫思卡娅说过：“解题——就是意味着把所要解决的问题转化为已经解过的问题。”[10]科学解题是“建构”和“求解”的过程，需解题者将难的问题分解为容易发现和易解决的问题或转化为已解过的问题来解决。“思维导图”是一种有效的认知工具（Cognitive Tools ， Derry ， 1996），它是用“树状”结构清晰地表示知识之间的层次关系，应用于“问题解决”的过程中，有助于解题者“问题图式”建构的表征。[1]它是一个简单、高效、形象化的思维工具，能够全面调动左脑的逻辑、顺序、条例、文字、数字以及右脑的图像、想象、颜色、空间、整体思维，使大脑潜能得到最充分的开发，从而极大地激发解题者的创造性思维。
　　二、思维导图在科学解题中的有效利用
　　解题，是一种重要的思维活动，是指解题者在概念形成和规律获得的基础上，从问题的初始条件、状态出发，经过一系列的操作规则，最后达到目标状态的过程。在问题解决过程中，有时需经过若干个中间状态的转化才能到达目标状态, 因而就会形成一种复杂的中间状态分布。认知心理学把解决问题过程中所经过的全部中间状态统称为问题空间或问题图式 [2]。其中“建构”和“求解”是解题的核心部分。实质上就是“分解”和“组合”解题过程的中间状态分布和操作规则接下来笔者将就“思维导图”在这两过程中的应用和功能展开分析。
　　1“思维导图”在解题的“建构”过程中的应用
  解题的“建构”过程就是确定解题方向的过程，这是解题的关键环节。要求解题者再现与问题相关的知识，一般包括一些概念、规律和表象的有机结合。它致力于发现问题的初始状态与目标状态之间的有意义的联系，这种联系正是问题赖以解决的基础。在科学解题过程中，当题目输入大脑后，解题者的思维就会朝着一定的方向，去检索、提取贮存于大脑长时记忆里的“知识组块”。即从解题者的大脑中储存的知识中提取相关联的有用知识，它提取的可以是某部分或某单元的知识（如定理、公式、原理等），也可以是同类型的基本习题等。“思维导图”应用于科学解题的“建构”过程，就是利用“思维导图”检索、提取大脑中的“知识组块”。“思维导图”具有直观化、结构化的知识表征方式，且“思维导图”是思维有效的图形工具，在解题过程中，“思维导图”对搜索“问题空间”具有很大的帮助。
　　（1）运用“思维导图”的发散思维，检索并提取大脑中解题有关的知识。把知识用“思维导图”组成知识网络图，美国问题解决研究专家 F·瑞夫指出:“人的知识若能按照等级次序组织起来, 就可大大增强解题能力。” [3]如在求解下题中：“有下列物质 ①烧碱 ②干冰 ③氦气 ④熟石灰 ⑤空气 ⑥纯碱 ⑦冰水混合物 ⑧醋酸⑨沼气，用序号填空，其中属于单质的是_ __，属于酸的是__   ，属于碱的是___ ，属于盐的是__  ，属于氧化物的是_   ，属于混合物的是__  。”我们可以把混合物、纯净物、单质、化合物等物质的概念按物质组成的特点整理成知识网络（如图1），为物质的分类判断提供知识的保障。





　 （2）清晰的流程可提高解题的“建构”过程的有效性。思维导图关注的是思维的过程，在导图中，可以围绕主题进行各种思维的发散，但同时又具有清晰的流程。推断题题干中的信息千丝万缕、错综复杂，真正是“剪不断，理还乱。”容易造成失分的现象，对好多学生来说是一道难以逾越的难关。如下题是一道文字式的推断题：有一包白色粉末，可能是碳酸钠、氢氧化镁、氯化钡、硫酸钠、硝酸钠中的一种或几种的混合物，现做如下实验：（1）将少量粉末放在烧杯中，加足量水,得无色溶液及白色沉淀；（2）向所得沉淀中，加足量稀硝酸，沉淀全部溶解，无气体产生。（3）向滤液中滴加硝酸银溶液，有较多的白色沉淀生成，再加稀硝酸，沉淀不溶解。根据以上实验现象推断，白色粉末的成分。在解题时，运用思维导图这一思维工具建立框架式结构,帮助解题者明晰流程，抽丝剥茧，找到突破口，顺藤摸瓜，进而完成全部未知物的推断。
　　2“思维导图”在解题的“求解”过程中的应用
　　解题者从“建构”过程中明确解题方向之后，还需要相应地寻找一些解题依据，然后根据解题依据（如公式、命题、原理等），展开解题思路、构思解题步骤、实施数学运算，这一过程就是“求解”过程。[4]
　　（1）缜密的逻辑可提高解题的“求解”过程的有效性。通过构建思维导图使学生从题目的总体结构上把握题目的演变，从解答的问题出发，为了解决这个问题需要知道什么条件，题中给出了什么条件，怎样把中间条件求出来。分析复杂的知识结构和掌握运用公式进行解题的规律性，培养解题者在问题解决过程的思维方法。如求解“在电路（图2）中，当滑动变阻器向左移动的过程时，电压表的示数变化情况”，可建构（图3）的思维导图来帮助解题。思维导图的层级结构实质上是表达一种知识的逻辑结构，帮助解题者快速找到问题解决的条件与目标状态之间的联系。皮亚杰认为,解题者一旦掌握了逻辑结构就可以有效的解决问题。
　　
　　           



  （2）在“求解”过程中，采用
思维导图应用于解题，可以帮助
解题者统筹全题，减少隐藏条件
的遗漏。如下题的第3小题的求
解中，（题目：在一烧杯中盛有
22.3克碳酸钠和氯化钠组成的混合物，向其中逐渐滴加溶质质分数为10%的稀盐酸，放出气体的总量与所滴入稀盐酸的质量关系曲线如图所示，请根据题意回答问题：（1）当滴加了73克稀盐酸时，放出的气体总质量为___克；（2）当滴加稀盐酸至图中的B点时，烧杯中溶液里的溶质是（写化学式）：     ；（3）当滴加了73克稀盐酸时（即A点时），烧杯中为不饱和溶液，试通过计算求出此时所得溶液的溶质的质量分数（准确到0.1%））。有较多的学生会在解题的演算过程中，遗漏了对原样品中氯化钠的分析考虑，而致使在求反应后所得溶质的质量时出错，也有部分同学是对“反应生成气体”这一要素在分析求反应后溶液的质量时没有考虑进去而出错。出现上述状况主要是因为学生在解题时，是孤立的处理各个知识要素，忽视了各个要素的关联性，只强调记忆功能，急于得出结论，不考虑解题需要完整、连续的思维过程。如果在上题的解题过程中，能先在草稿纸上建构如下思维导图（图4），则解题者可以避免或减少漏掉解题过程中重要的中间步骤或重要信息，减轻解题者在解题时的认知负荷。可见通过“思维导图”可以用简明的思维方式帮助解题者从复杂的知识关系中，找到解题时所需的“中间状态”和“操作规则”。
　　





  
  三、对“思维导图”在解题中应用的思考
　　解题是巩固知识，提高知识应用能力的训练途径，目前科学试题测验是对科学学科的学历检测的重要方法，高效的解题策略和方法对提高学生的检测成绩起着战略性的意义。同时解题是思维活动的重要方式，从“审题”、“建构”到“求解”，都需要解题者运筹帷幄、慎密的推演、有的放矢，可见通过解题训练可以发展学生的思维能力。思维导图是一个打开大脑潜能的强有力的图解工具可以帮助解题者有效学习和创造性思维。解题不论是“专家”还是“新手”，都要经过一系列的认知过程和操作活动，而操作活动总是受认知活动的支配，认知活动又常常要受制于“认知工具”。我们应提倡、并鼓励“思维导图”在科学解题中的应用，让解题者增加一种有效的认知工具。笔者认为利用好“思维导图”这一工具，让其发挥行之有效的功效，我们在平时的习题教学中，要引导学生练习使用这一工具，并鼓励学生勤思考、多动笔，借用草稿纸，让这个解题的脚手架有个找落点，充分发挥“思维导图”在解题时的功能。
  参考文献：
  [1]张武威 黄宇星. “思维导图”应用于“物理解题”的探究.教学研究.2009。
  [2]喻平.数学解题过程中的理论分析.广西师范大学学报2000 4 43.
  [3]郑青岳.提高物理解题能力的根本措施[J].课程·教材·教法，1999。
  [4]钱永昌 物理问题教学http://blog.cersp.com/userlog16/.