熱學(xué)課程教學(xué)中基于思維導(dǎo)圖構(gòu)建知識體系的探索研究*

王曉芳 吳登平

(廣東石油化工學(xué)院 廣東 茂名 525000)

1 引言

思維導(dǎo)圖是英國心理學(xué)家、教育家托尼·巴贊(Tony Buzan)20世紀(jì)60年代創(chuàng)造的一種筆記或?qū)W習(xí)的方法[1]．它是一種圍繞某一中心主題展開的輻射狀的思維表達方式，由此中心主題可向外發(fā)散出無數(shù)個與中心主題相關(guān)的關(guān)節(jié)點，而每一關(guān)節(jié)點又可成為另一個中心主題再向外發(fā)散，因此，思維導(dǎo)圖具有良好的“圖式思維導(dǎo)航”作用，它就像大腦中的地圖，完整地將思維、想法呈現(xiàn)出來．思維導(dǎo)圖發(fā)明至今，在各領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在高校各類課程的教學(xué)方面許多研究者也進行了積極的探索和實踐，證明了思維導(dǎo)圖的有效性[2～4]．與思維導(dǎo)圖有著極其相似的另一種學(xué)習(xí)工具是概念圖，在實際應(yīng)用中二者也相互結(jié)合并逐漸泛化，在本文中我們也沒有把二者進行區(qū)分[5]．

熱學(xué)是物理學(xué)專業(yè)本、?？茖W(xué)生必修的一門重要的學(xué)科基礎(chǔ)課，與當(dāng)代科學(xué)技術(shù)中的眾多領(lǐng)域乃至日常生活有著密切的聯(lián)系．課程內(nèi)容特點是基本概念、定律多，知識面廣，內(nèi)容雜，學(xué)生學(xué)起來覺得很混亂，普遍認(rèn)為課程內(nèi)容難懂難記、空洞乏味，教師講起來也覺得難講．因此，如何使熱學(xué)知識更加網(wǎng)絡(luò)化、直觀化、邏輯化，并促進學(xué)生更加深入理解和有效記憶所學(xué)知識、提高學(xué)習(xí)興趣具有重要的現(xiàn)實意義[6]．本文主要探討了思維導(dǎo)圖在本科物理學(xué)專業(yè)必修專業(yè)基礎(chǔ)課程——熱學(xué)中的應(yīng)用和意義，對教學(xué)模式進行了一定的探索．

2 思維導(dǎo)圖在熱學(xué)課程教學(xué)中的運用

2.1 有助于學(xué)生構(gòu)建知識體系

熱學(xué)是研究物質(zhì)熱運動及其有關(guān)性質(zhì)和規(guī)律的一門物理學(xué)分支學(xué)科，課程內(nèi)容主要包括熱力學(xué)基礎(chǔ)、分子動理學(xué)基礎(chǔ)和熱學(xué)理論的應(yīng)用等三個方面．其中熱力學(xué)是研究物質(zhì)熱運動的宏觀理論，以觀察和實驗為基礎(chǔ)，具有普適性與可靠性；分子動理學(xué)是在微觀模型的假設(shè)下，利用力學(xué)規(guī)律和概率論研究物質(zhì)熱運動的微觀理論，其結(jié)論要接受實驗的檢驗．由于既涉及宏觀的實驗方法，又有抽象的微觀理論，在熱學(xué)教學(xué)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生很難形成知識網(wǎng)絡(luò)，更不能深刻地了解各個核心知識間的聯(lián)系．思維導(dǎo)圖可以將知識體系清晰地展現(xiàn)于眼前，重點突出，層次清楚，能強化對知識的理解和記憶，這樣構(gòu)建起來的知識體系有利于學(xué)生掌握知識，且能在實際應(yīng)用中快速、準(zhǔn)確地提取知識．

圖1的思維導(dǎo)圖是筆者根據(jù)教材自有的結(jié)構(gòu)順序構(gòu)建的知識體系．第一層級以“研究熱現(xiàn)象性質(zhì)及規(guī)律”為中心主題說明了熱學(xué)課程的研究內(nèi)容，第二層級則體現(xiàn)了兩種不同的研究方法及應(yīng)用，第三層級分別給出了相應(yīng)于第二層級的具體內(nèi)容．第三層級中熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律又是教學(xué)的重點和難點，可以用超級鏈接的方式進行展開，這樣既能夠做到簡潔利于學(xué)生掌握，又做到了突出教學(xué)內(nèi)容的重難點．在運用思維導(dǎo)圖所構(gòu)建的知識體系圖中，體現(xiàn)出了明顯的層級結(jié)構(gòu)關(guān)系，這樣有助于形成一個清晰的知識體系，思維過程也隨之變得更加清晰．

圖1 熱學(xué)課程的思維導(dǎo)圖

用思維導(dǎo)圖構(gòu)建知識體系可以對各章知識進行強有力的整合，加強了知識間的彼此聯(lián)系，使知識不再孤立，而且知識分層儲存，條理分明、清晰、可視，知識的提取更加方便．將思維導(dǎo)圖應(yīng)用于學(xué)習(xí)之中就解決了知識點混亂、易混淆的問題，極大地提高了課堂授課效率，而且也很容易根據(jù)知識的發(fā)展而添加新的內(nèi)容，不斷增加知識的累積量．思維導(dǎo)圖具有獨特的樹狀結(jié)構(gòu)和知識分層的特點，能簡潔直觀地體現(xiàn)知識間的內(nèi)在邏輯關(guān)系，很受學(xué)生的歡迎．

2.2 有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力

自主學(xué)習(xí)是以學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，通過學(xué)生獨立的分析、探索、實踐、質(zhì)疑、創(chuàng)造等方法來實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)，是與傳統(tǒng)的接受式學(xué)習(xí)方式相對應(yīng)的一種現(xiàn)代化學(xué)習(xí)方式．思維導(dǎo)圖是教師指導(dǎo)學(xué)生主動構(gòu)建知識體系、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的一種有效的工具和手段．在每一章結(jié)束、每節(jié)課的小結(jié)部分、甚至每一個知識模塊學(xué)完的時候，教師都可以有意識地引導(dǎo)學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖來回顧所學(xué)的內(nèi)容．筆者以熱力學(xué)基礎(chǔ)中學(xué)生需要重點掌握的內(nèi)容之一“熱力學(xué)第一定律”為例來說明如何引導(dǎo)學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖.熱力學(xué)第一定律是宇宙中最基本的能量守恒與轉(zhuǎn)化定律，但學(xué)生還是很難掌握，究其原因是整章內(nèi)容涉及到的物理概念特別多、關(guān)系特別復(fù)雜，致使學(xué)生感到知識非?；靵y．首先是明確所學(xué)內(nèi)容的主題，即 “熱力學(xué)第一定律”為中心主題，并將中心主題寫在紙的中央；之后是次級主題，找到第二層級的關(guān)鍵詞，筆者引導(dǎo)分別從“文字表述”、“數(shù)學(xué)表達式”和“應(yīng)用”三個方面展開；在次主題后，引導(dǎo)學(xué)生用更為細(xì)節(jié)的要點將第三層級表達出來；依次類推，可以得到更為細(xì)節(jié)的第四、第五層級的表述，完成整個思維導(dǎo)圖，如圖2．思維導(dǎo)圖不是按書中章節(jié)順序來描述知識，而是以知識的聯(lián)系、層次關(guān)系來描述，這樣便于學(xué)生總體把握知識脈絡(luò)．

引導(dǎo)學(xué)生將所掌握的知識制作成思維導(dǎo)圖是幫助學(xué)生鞏固和記憶所學(xué)的知識的一種非常有效的方式．思維導(dǎo)圖具有分層組織知識的特點，這使得學(xué)生在作思維導(dǎo)圖時，必定要先在大腦中把相關(guān)的知識點進行篩選、排列，并產(chǎn)生組合、聯(lián)想，進而理清知識點之前的關(guān)系，幫助學(xué)生掌握知識框架，加強有意記憶．

所以，讓學(xué)生親自繪制思維導(dǎo)圖進行整理，有助于學(xué)生鞏固和記憶所學(xué)的知識，并積極思考，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力，也激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣，增強了成就感．

圖2 熱力學(xué)第一定律思維導(dǎo)圖

2.3 有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

當(dāng)我們學(xué)習(xí)了新的知識后，只有通過積極的思考、分析與綜合、比較與歸納等才能理解并鞏固所學(xué)的知識，才能形成自己的知識體系．特別是在復(fù)習(xí)階段，學(xué)生主要任務(wù)是梳理和鞏固已學(xué)的知識，從宏觀上把握知識的整體結(jié)構(gòu)及其內(nèi)在規(guī)律，并促使知識系統(tǒng)化，從而提高解決問題的能力，提高學(xué)生的思維品質(zhì)和學(xué)習(xí)能力．思維導(dǎo)圖的繪制過程正是學(xué)生開展各種形式的思維活動的過程．按照傳統(tǒng)的復(fù)習(xí)方法，學(xué)生需要有意識地重點記憶一些知識點，而熱學(xué)課程的知識點涵蓋面廣，因此學(xué)生難記、難掌握，在知識提取時也出現(xiàn)較大的難度．而思維導(dǎo)圖具有簡約明了的特點，且能涵蓋大量內(nèi)容，所以，一方面可以在復(fù)習(xí)教學(xué)中運用思維導(dǎo)圖對學(xué)生的所學(xué)的知識點進行梳理、歸納，使之更清晰，學(xué)生復(fù)習(xí)用思維導(dǎo)圖做成的筆記也更能節(jié)省時間，從而有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率；另一方面，學(xué)生經(jīng)過一段時間的訓(xùn)練后，學(xué)生快速瀏覽知識要點后，就能自己繪制思維導(dǎo)圖.在制作導(dǎo)圖的過程中學(xué)生會自覺地去體會和觀察知識間的關(guān)系，甚至發(fā)現(xiàn)自己從來沒有意識到的各個知識間的關(guān)系，從而產(chǎn)生一些具有創(chuàng)新性的學(xué)習(xí)目的．

可見，在課程教學(xué)中基于思維導(dǎo)圖使用，學(xué)生獲得的熱學(xué)基礎(chǔ)知識不再是凌亂地堆積于頭腦之中，而是按照一定的邏輯聯(lián)系構(gòu)建于頭腦之中，從而形成了具有一定層次的知識結(jié)構(gòu)體系．熱學(xué)是物理學(xué)專業(yè)的必修課程，是熱力學(xué)與統(tǒng)計物理、固體物理等課程的重要基礎(chǔ)．通過思維導(dǎo)圖的關(guān)聯(lián)特性，學(xué)生不僅能理性地擴展學(xué)習(xí)的知識點，還能對所學(xué)的知識點有更加全面、更加深刻的理解，并且能夠為進一步學(xué)習(xí)提供可擴展的知識模塊，為后繼課程打好扎實的基礎(chǔ)．

3 結(jié)語

在熱學(xué)課程的教學(xué)中，使用思維導(dǎo)圖有利于深刻理解各知識點內(nèi)在要素的相互關(guān)系，有助于構(gòu)建知識體系，使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和思維能力都有很大的提高，從而極大地提高教學(xué)的有效性，提高教學(xué)質(zhì)量．

1 托尼·巴贊著.張肋昆，徐克茹譯.思維導(dǎo)圖大腦使用說明書. 北京：外語教學(xué)與研究出版社，2005

2 張武威，黃宇星. 思維導(dǎo)圖應(yīng)用于物理解題的探索. 電化教育研究，2009(09)：97～101

3 胡勇忠，吳燦，徐巨成. 利用圖式理論和思維導(dǎo)圖提高高職學(xué)生英語聽說能力. 當(dāng)代教育理論與實踐，2011(03)：80～82

4 盧靜. 基于思維導(dǎo)圖的大學(xué)生個人知識管理體系構(gòu)建. 中國教育技術(shù)裝備，2011(12)：13～15

5 楊凌. 概念圖、思維導(dǎo)圖的結(jié)合對教與學(xué)的輔助性研究.電化教育研究，2006(06)：59～61

6 劉立華，華中，張勇，董麗榮. 熱學(xué)教學(xué)改革的實踐.赤峰學(xué)院學(xué)報，2010(11)：208～209