思维导图是一种革命性的思维工具,它综合的运用图形、文字、色彩等,将思维过程直观表达出来。思维导图还能把各级主题的关系用相互隶属与相关的图形表现出来,把主题词(关键词)与图像、颜色等建立记忆框架。基于这些特点,在小学自然学科中,生命科学主题的教学内容丰富多变,运用思维导图工具,进行教学活动设计,解决学生构建知识框架过程中知识概念相互割裂不连续的问题;以大概念理念进行科学教育,引导学生进行逻辑思考,知识框架趋近于大概念的发展过程显得尤为重要。本文主要采用理论研究和实证研究的方法,对基于思维导图的活动设计能够提高学生学习兴趣、大概念发展程度做了量化研究。理论研究部分探讨了关于思维导图应用于科学教育的理论基础和国内外研究现状。实证研究部分进行了小学自然课堂中基于思维导图的活动设计的应用研究,并采集实验班和对照班的相关数据,分析学生学习兴趣、科学大概念的发展程度和知识框架构建程度等方面的改变情况。研究结果表明:1、基于思维导图的活动设计符合小学生的认知规律,其丰富多彩的表现形式能够促进学生对自然学科的兴趣。2、思维导图工具可以促进学生逻辑思维的发展,有利于学生科学大概念的发展,提高课堂学习效率。3、基于思维导图的教学促进学生完成旧知识的迁移和新知识的构建,促进学生将知识概念构成连续的、相互关联的知识体系。4、思维导图对不同学力学生的促进效果有差异。通过行动研究,思维导图的绘制对学生来说要求偏高,纯手绘的思维导图在课堂中难以开展,利用数字设备,在课堂中完成教师预先设计好的导图是个有效的途径。同时,笔者对小学自然阶段适用的思维导图做了归类,总结了7个类型的导图,在教学实践中均对课堂教学起到了促进效果,还可以对思维导图在教学领域的应用积累基础素材和初步的探索性工作。