運(yùn)用思維導(dǎo)圖優(yōu)化初中物理教學(xué)探究

覃慶春 陳代局

【摘要】本文基于思維導(dǎo)圖的內(nèi)涵和對教學(xué)的作用，論述思維導(dǎo)圖在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢，探索在教學(xué)實(shí)踐中運(yùn)用思維導(dǎo)圖設(shè)計(jì)物理教案、引導(dǎo)學(xué)生完成物理課堂筆記、輔助物理習(xí)題講解等優(yōu)化初中物理教學(xué)的路徑。

【關(guān)鍵詞】思維導(dǎo)圖 初中物理 發(fā)散思維

【中圖分類號(hào)】G63 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2023）13-0105-03

思維導(dǎo)圖是英國教育學(xué)家托尼·巴贊提出的用比文字更加形象生動(dòng)的圖形、線條等要素將人們思考與處理問題、歸納與分析信息的思維路徑繪制出來的一種可視化方法。該方法目前已廣泛運(yùn)用于教育教學(xué)領(lǐng)域。思維導(dǎo)圖通常包括中心主題、子主題或者分支主題、與各主題節(jié)點(diǎn)相關(guān)的知識(shí)要點(diǎn)以及連接各主題要素的關(guān)聯(lián)線條，猶如在一個(gè)樹狀結(jié)構(gòu)中，中心主題以主干呈現(xiàn)，分支主題以向四周擴(kuò)散的枝干方式呈現(xiàn)。思維導(dǎo)圖可以反映分散、零亂知識(shí)要點(diǎn)之間的層次關(guān)聯(lián)，整合形成清晰的知識(shí)體系可視化結(jié)構(gòu)。研究表明，在關(guān)聯(lián)邏輯學(xué)習(xí)認(rèn)知方面，視覺可視化的學(xué)習(xí)比文字背誦理解效率高4倍，因此，思維導(dǎo)圖對促進(jìn)認(rèn)知發(fā)展具有極其重要的價(jià)值。

初中物理課程概念、原理較多，部分知識(shí)點(diǎn)比較抽象，知識(shí)結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜，在一定程度上加大了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。面對繁雜難懂的定理、公式和抽象的概念，學(xué)生對物理學(xué)習(xí)感到迷茫，學(xué)習(xí)效果不理想，這就需要教師在教學(xué)中選用科學(xué)合理的教學(xué)方式方法，促進(jìn)學(xué)生對物理知識(shí)的理解和記憶。思維導(dǎo)圖作為一種教學(xué)輔助方法，能以簡單的圖形模塊將知識(shí)結(jié)構(gòu)化、圖像化，不僅有利于訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維能力、理解能力、自主學(xué)習(xí)能力，而且能幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系、提高學(xué)習(xí)效率。將思維導(dǎo)圖運(yùn)用于初中物理教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生對分散的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整理、加工，借助圖表或者結(jié)構(gòu)圖的形式體現(xiàn)物理知識(shí)點(diǎn)之間的相互聯(lián)系，不僅能夠幫助學(xué)生構(gòu)建物理知識(shí)框架體系，而且能夠發(fā)展學(xué)生的物理思維，為初中物理教學(xué)帶來方法與效果上的突破。

一、將思維導(dǎo)圖用于初中物理教學(xué)的優(yōu)勢

（一）幫助學(xué)生構(gòu)建物理知識(shí)框架體系

教育學(xué)家布魯納說：“獲得的知識(shí)，如果沒有完滿的結(jié)構(gòu)把它關(guān)聯(lián)在一起，是一種多半會(huì)被遺忘的知識(shí)?！彼季S導(dǎo)圖借助圖文把各級主題的知識(shí)要點(diǎn)關(guān)系用層級圖呈現(xiàn)出來，將主題、關(guān)鍵詞、圖像等連接起來，這種呈現(xiàn)方式直觀地反映各知識(shí)點(diǎn)之間的緊密關(guān)聯(lián)。在初中物理教學(xué)中，教師利用思維導(dǎo)圖可以很好地描繪物理知識(shí)框架體系。教師通過思維導(dǎo)圖的記錄功能，不斷備注相關(guān)主題教學(xué)中知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)，有利于教師全程掌握和自由調(diào)整教學(xué)計(jì)劃。思維導(dǎo)圖因其可繪制、可呈現(xiàn)的形象化特征，可以將初中物理知識(shí)體系中繁雜的概念、原理和規(guī)律之間的知識(shí)脈絡(luò)以可視化的方式直觀、形象、立體地呈現(xiàn)出來，突出相關(guān)學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。學(xué)生利用思維導(dǎo)圖將零散的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來，通過關(guān)鍵詞的篩選快速調(diào)集腦海中的物理知識(shí)儲(chǔ)備，不斷優(yōu)化自己的認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)物理學(xué)習(xí)的融會(huì)貫通。

（二）培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力

自主學(xué)習(xí)能力是學(xué)生養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)習(xí)慣的前提，能極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。以繪制思維導(dǎo)圖的方式學(xué)習(xí)物理知識(shí)，是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的有效途徑。思維導(dǎo)圖以通過改變學(xué)生的思維模式，從根本上改變其原有的學(xué)習(xí)方法、改變以往被動(dòng)學(xué)習(xí)的局面，能夠從本質(zhì)上讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，積極主動(dòng)學(xué)習(xí)。首先，學(xué)生在繪制思維導(dǎo)圖的過程中，需要梳理并展示物理知識(shí)點(diǎn)，以此增強(qiáng)自己的理解和記憶，促進(jìn)主動(dòng)思考，使模糊的知識(shí)結(jié)構(gòu)逐漸變得清晰。其次，學(xué)生在課后復(fù)習(xí)時(shí)，結(jié)合課堂教學(xué)、隨堂練習(xí)情況查漏補(bǔ)缺，可不斷完善思維導(dǎo)圖；通過對照思維導(dǎo)圖進(jìn)行反思，可以認(rèn)清自己對哪些物理關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)的理解有所欠缺。最后，學(xué)生還可以對照思維導(dǎo)圖進(jìn)行有針對性的練習(xí)，檢驗(yàn)自己對相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，鞏固學(xué)習(xí)成果，提高自主學(xué)習(xí)能力。

二、將思維導(dǎo)圖用于初中物理教學(xué)的主要路徑

在初中物理教學(xué)中，教師將物理學(xué)中較為零散的知識(shí)點(diǎn)整理、設(shè)計(jì)成具有內(nèi)在關(guān)聯(lián)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，用思維導(dǎo)圖的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，有利于發(fā)展學(xué)生的邏輯思維，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)方法和解題技巧。

（一）巧用思維導(dǎo)圖設(shè)計(jì)物理教案

教案是執(zhí)行學(xué)生培養(yǎng)計(jì)劃、實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)、組織課堂教學(xué)、衡量教學(xué)效果的依據(jù)。教學(xué)設(shè)計(jì)教案是以課時(shí)或課題為單位，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)步驟、教學(xué)方法等進(jìn)行具體設(shè)計(jì)和安排的一種實(shí)用性教學(xué)文書，其主要設(shè)計(jì)要素包括課時(shí)、教學(xué)內(nèi)容概述與思維導(dǎo)圖、教學(xué)目標(biāo)、問題設(shè)計(jì)、教學(xué)過程等5個(gè)方面。教師根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)、教科書要求及學(xué)生的實(shí)際情況設(shè)計(jì)教案時(shí)，可以用直觀、簡明的思維導(dǎo)圖方式明確教學(xué)內(nèi)容之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。首先，將課程教學(xué)目標(biāo)分解到各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，在每一個(gè)子單元教學(xué)目標(biāo)中又可以進(jìn)一步細(xì)化教學(xué)目標(biāo)，運(yùn)用思維導(dǎo)圖將教學(xué)目標(biāo)與課程知識(shí)之間的對應(yīng)關(guān)系標(biāo)注出來；其次，對于課程的具體教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法，運(yùn)用思維導(dǎo)圖將課程知識(shí)體系劃分為具體的分支體系，結(jié)合課程內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用思維導(dǎo)圖繪制相應(yīng)的知識(shí)分支，做到符合學(xué)生思維邏輯，使知識(shí)和能力層層遞進(jìn)。在實(shí)際教學(xué)中，教師可以根據(jù)課堂教學(xué)及學(xué)生掌握知識(shí)情況，調(diào)節(jié)各個(gè)子單元教學(xué)目標(biāo)的知識(shí)內(nèi)容，使課堂教學(xué)內(nèi)容更有彈性、靈活多變，使教案能合理有效地幫助學(xué)生達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果。

例如，在設(shè)計(jì)“浮力”主題單元教案時(shí)，教師在經(jīng)過對單元知識(shí)的整體性思考之后，利用思維導(dǎo)圖優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，便于學(xué)生理解、掌握系統(tǒng)的浮力知識(shí)。教師將“浮力”作為思維導(dǎo)圖的核心主題，通過歸納總結(jié)，將浮力的產(chǎn)生原因、浮力大小的影響因素、浮沉條件及應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容作為思維導(dǎo)圖的分支主題，從而形成有關(guān)“浮力”的知識(shí)體系。首先，明確浮力的三要素、浮力產(chǎn)生的原因以及浮力大小的測量方法，繪制知識(shí)主干；其次，對于探究浮力大小的影響因素，繪制知識(shí)分支，目標(biāo)為教授學(xué)生理解阿基米德原理；再次，將知識(shí)分支擴(kuò)展到浮力的產(chǎn)生原因，再擴(kuò)展到物體在液體中的浮沉情況，從受力分析出發(fā)得出浮沉的條件和物體與液體密度的關(guān)系；最后，總結(jié)浮沉條件以及浮力在生活中的應(yīng)用。如此，將浮力的定義、計(jì)算、應(yīng)用等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，從點(diǎn)到線、由線到面以思維導(dǎo)圖形式呈現(xiàn)出來，得到如圖1所示的“浮力”主題單元思維導(dǎo)圖。教師教學(xué)時(shí)脈絡(luò)清晰明了，“按圖攻關(guān)”逐點(diǎn)分析，講授時(shí)根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)情況進(jìn)行重難點(diǎn)提示，加強(qiáng)學(xué)生對浮力的解構(gòu)、認(rèn)知，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量和效率的提高。

（二）巧用思維導(dǎo)圖引導(dǎo)學(xué)生完成物理課堂筆記

在初中物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生往往通過做課堂筆記加深對物理知識(shí)點(diǎn)的理解和記憶。因此，教師有必要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，向?qū)W生傳授思維導(dǎo)圖的使用方法，引導(dǎo)學(xué)生巧用思維導(dǎo)圖記錄物理知識(shí)點(diǎn)，完成課堂筆記。教師可以將自己所設(shè)計(jì)的思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生在聽課的過程中對教師所講的知識(shí)點(diǎn)、概念和相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行連線，對重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，勾畫一個(gè)初步的思維導(dǎo)圖。學(xué)生課后對關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行加工、整理，完善思維導(dǎo)圖，使課堂筆記內(nèi)容符合自己的認(rèn)知特點(diǎn)和規(guī)律。對于學(xué)生來說，可以不必理解思維導(dǎo)圖對人類思維的作用原理，但是應(yīng)當(dāng)理解思維導(dǎo)圖是一種有效的學(xué)習(xí)方法，并學(xué)會(huì)運(yùn)用這種方法進(jìn)行物理學(xué)習(xí)。

例如，在對“物體的浮沉條件”進(jìn)行講解時(shí)，教師要求學(xué)生以思維導(dǎo)圖的形式進(jìn)行記錄，通過記錄—思考—分析—繪制，加深學(xué)生對“物體的浮沉條件”的理解和記憶。此時(shí)，教師需要耐心地向?qū)W生講解如何用圖形、符號(hào)、線條將關(guān)鍵字、知識(shí)主題連接起來，并注明其間的關(guān)系和重難點(diǎn)等內(nèi)容。在這個(gè)過程中，教師應(yīng)當(dāng)多費(fèi)一些心思，除了耐心細(xì)致，還可以采用趣味化、多樣性、靈活性等方式方法，向?qū)W生灌輸思維導(dǎo)圖的設(shè)計(jì)、繪制技巧。繪制思維導(dǎo)圖時(shí)不應(yīng)設(shè)置強(qiáng)制性、統(tǒng)一性的標(biāo)準(zhǔn)或者范式，任由學(xué)生發(fā)揮想象力自己設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖的圖形、顏色、線條及知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)，圖2便是學(xué)生自己設(shè)計(jì)的“物體的浮沉條件”思維導(dǎo)圖課堂筆記。教師通過觀察不同學(xué)生繪制的思維導(dǎo)圖，既能整體掌握學(xué)生對物理知識(shí)點(diǎn)的理解、掌握程度，發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的共性問題，進(jìn)而調(diào)整相應(yīng)的教學(xué)方案；又能挖掘并發(fā)展學(xué)生個(gè)體的獨(dú)特性，根據(jù)個(gè)別學(xué)生在學(xué)習(xí)中的具體情況做到因材施教。

（三）巧用思維導(dǎo)圖輔助物理習(xí)題講解

在初中物理習(xí)題講解的過程中，所掌握的知識(shí)點(diǎn)越全面，對知識(shí)點(diǎn)的檢索、提取、加工、處理的速度就越快，解題的效率和準(zhǔn)確度也就越高。以往通過機(jī)械記憶關(guān)鍵詞和對應(yīng)公式尋求解題套路的做法，很容易讓學(xué)生形成僵化的解題思維，一旦解題思路的前提條件或者其他因素不具備，學(xué)生很難融會(huì)貫通地運(yùn)用物理知識(shí)找到其他解題方案。這也是很多學(xué)生錯(cuò)過的題目一錯(cuò)再錯(cuò)的原因之一。運(yùn)用思維導(dǎo)圖輔助物理習(xí)題講解，能夠讓學(xué)生快速地從物理知識(shí)體系的記憶中調(diào)取相關(guān)的知識(shí)單元，幫助學(xué)生將題目信息與相關(guān)知識(shí)進(jìn)行重組，建立起其間的有機(jī)聯(lián)系，使學(xué)生能夠理解和掌握解題的思路，發(fā)展解題思維。

以圖3所示物理習(xí)題為例，教師在進(jìn)行解題分析時(shí)，結(jié)合與本題關(guān)聯(lián)的物理知識(shí)點(diǎn)，將思維導(dǎo)圖作為支撐解題分析的方法，通過繪制如圖4所示思維導(dǎo)圖，向?qū)W生展示了關(guān)聯(lián)的公式和題目中的關(guān)鍵信息，從而呈現(xiàn)解題的思路。

要求控制棒的長度，就要知道控制棒的體積和橫截面積。教師依題意對相關(guān)物理公式進(jìn)行提取和變形，運(yùn)用思維導(dǎo)圖對各關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系進(jìn)行記錄和解讀：根據(jù)儲(chǔ)水量的最大值和最小值計(jì)算出最高水位和最低水位的高度差，即為控制棒浸入水中的高度差；根據(jù)水泵開關(guān)狀態(tài)與細(xì)繩拉力大小的關(guān)系，運(yùn)用公式F+F浮=G計(jì)算最小儲(chǔ)水量和最大儲(chǔ)水量時(shí)控制棒受到的浮力差，用阿基米德原理計(jì)算出控制棒的橫截面積；由密度公式計(jì)算出控制棒的體積，運(yùn)用公式L=[VS]計(jì)算出控制棒的長度。

將思維導(dǎo)圖作為一種新的教學(xué)方法、學(xué)習(xí)方法運(yùn)用于初中物理教學(xué)，在實(shí)踐中難免會(huì)遇到各種問題。教師除了在思想上重視思維導(dǎo)圖在物理教學(xué)中的作用，還應(yīng)加強(qiáng)具體的教學(xué)研究及思維導(dǎo)圖教學(xué)應(yīng)用研究，避免思維導(dǎo)圖在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用流于形式?？偠灾季S導(dǎo)圖的運(yùn)用能夠克服傳統(tǒng)教學(xué)中的一些不足，為初中物理教學(xué)注入活力。初中物理教師結(jié)合初中物理的學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律，借助思維導(dǎo)圖的方式將文字表述的定理和理論知識(shí)結(jié)構(gòu)化、圖像化，用簡潔明了的文字和圖像把知識(shí)結(jié)構(gòu)“畫出來”，可以有效促進(jìn)學(xué)生的物理思考，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維和自主學(xué)習(xí)能力，為初中物理教學(xué)帶來新氣象。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：覃慶春（1983— ），廣西貴港人，本科，一級教師，主要研究方向?yàn)槌踔形锢斫虒W(xué)；陳代局（1981— ），廣西賀州人，本科，一級教師，主要研究方向?yàn)槌踔形锢斫虒W(xué)。

（責(zé)編 韋榕峰）