思維導(dǎo)圖在物理化學(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用探索

卞曉軍 苗軍艦 邵則淮 熊振海

摘要：物理化學(xué)是物理學(xué)和化學(xué)相互滲透的一門(mén)交叉學(xué)科，由于它的概念多、公式應(yīng)用條件嚴(yán)格、記憶量大，所以很多學(xué)生反應(yīng)物理化學(xué)難學(xué)，并對(duì)該課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏懼心理。思維導(dǎo)圖作為一種將發(fā)散性思維具體化的圖式思維工具，具有中心突出、層次分明、易于理解、可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。文章結(jié)合物理化學(xué)教學(xué)中的思維導(dǎo)圖案例，探索思維導(dǎo)圖在幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)脈絡(luò)、增強(qiáng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)與提高學(xué)生創(chuàng)新能力中的作用。

關(guān)鍵詞：思維導(dǎo)圖;物理化學(xué);大學(xué)生學(xué)習(xí)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.41? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）43-0157-02

物理化學(xué)是面向我校食品科學(xué)、食品安全、生物制藥、包裝工程、環(huán)境科學(xué)和環(huán)境工程大二本科生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)的重要理論基礎(chǔ)。與其他學(xué)科相比，物理化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)比較突出[1]。一是綜合性強(qiáng)。物理化學(xué)課程的知識(shí)覆蓋面很廣，其中涉及高等數(shù)學(xué)、普通物理學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等多門(mén)學(xué)科的基礎(chǔ)理論，因而對(duì)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)具有更高的要求。二是系統(tǒng)性很強(qiáng)。物理化學(xué)各章節(jié)之間聯(lián)系緊密，有系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，這就要求學(xué)生能夠做到及時(shí)、有效的知識(shí)梳理。三是概念抽象、公式多且適用條件嚴(yán)格。眾多公式如果僅靠死記硬背很難掌握和靈活應(yīng)用，需要理解概念的由來(lái)和公式的推導(dǎo)過(guò)程，以及在每個(gè)過(guò)程中引入的條件，對(duì)學(xué)生的邏輯性思維提出了更高的要求。物理化學(xué)獨(dú)特的學(xué)科特點(diǎn)決定其學(xué)習(xí)難度相比其他學(xué)科更大。筆者在物理化學(xué)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生普遍存在的問(wèn)題是：在教師課堂講解時(shí)，似乎大部分內(nèi)容都能聽(tīng)懂，但是課后做題時(shí)容易出現(xiàn)公式胡亂套用，甚至面對(duì)問(wèn)題無(wú)從下手的感覺(jué)。究其原因主要在于學(xué)生課后的知識(shí)梳理效率低，無(wú)法構(gòu)建出完整的知識(shí)框架。在這種情形下，如何幫助學(xué)生將雜亂無(wú)序的知識(shí)點(diǎn)之間建立關(guān)聯(lián)、形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，以此提高學(xué)習(xí)效率，是教師亟待解決的問(wèn)題。

思維導(dǎo)圖是由英國(guó)心理學(xué)家東尼·博贊根據(jù)腦神經(jīng)生理的學(xué)習(xí)互動(dòng)模式創(chuàng)造的一種將頭腦中的抽象思維用線條、圖形等加以表達(dá)的思維工具[2]。思維導(dǎo)圖是放射性思維的具體化，它以問(wèn)題或者某一主題（關(guān)鍵詞）為中心，向外發(fā)散出分支，后又以每一個(gè)分支為子主題，再發(fā)散出低一級(jí)的分支……以此形成有條理的思維模式[3]?？梢?jiàn)，思維導(dǎo)圖是一種能夠幫助學(xué)生梳理知識(shí)脈絡(luò)、便于理解并維持長(zhǎng)期記憶的工具。筆者在物理化學(xué)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生采用手繪思維導(dǎo)圖的方式建構(gòu)知識(shí)體系，并試圖激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造力。在此，以熱力學(xué)第一定律章節(jié)為例，列舉兩位學(xué)生的作品，淺談思維導(dǎo)圖在物理化學(xué)學(xué)習(xí)中發(fā)揮的重要作用。

如下頁(yè)圖1所示，該學(xué)生將熱力學(xué)第一定律章節(jié)主體內(nèi)容歸納為5大分支，即基本概念、熱與過(guò)程、功與過(guò)程、熱力學(xué)第一定律以及熱化學(xué)，再分別對(duì)各分支內(nèi)容進(jìn)行梳理。對(duì)于基本概念分支，因其內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單，則僅列出了基本概念的框架。對(duì)于不同過(guò)程的熱與功的計(jì)算則分成兩個(gè)分支分別進(jìn)行歸納與總結(jié)。其中，特別強(qiáng)調(diào)了QV=ΔU以及Qp=ΔH的適用條件（封閉體系，非體積功為0），并用紅色突出。該適用條件非常重要，是以往學(xué)生在解題過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出錯(cuò)的地方。此外，理想氣體ΔU及ΔH的計(jì)算及其適用條件也是本章節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容，在思維導(dǎo)圖中也有凸顯。對(duì)于熱化學(xué)分支，學(xué)生梳理了三種熱效應(yīng)（標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓）以及突出了兩大重要的定律：赫斯定律和基爾霍夫定律，并用不同顏色的字體標(biāo)注?？傮w而言，該思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)的知識(shí)脈絡(luò)清晰且重、難點(diǎn)突出。

圖2（見(jiàn)下頁(yè)）也是針對(duì)熱力學(xué)第一定律的思維導(dǎo)圖。該學(xué)生將本章節(jié)內(nèi)容分成4大模塊，即基本概念、基本計(jì)算及適用條件、絕熱過(guò)程以及反應(yīng)焓的計(jì)算。尤其是在基本計(jì)算及適用條件部分，將多個(gè)常見(jiàn)的過(guò)程（恒溫可逆、絕熱可逆膨脹、絕熱自由膨脹、恒壓過(guò)程及恒容過(guò)程）中涉及的溫度、壓強(qiáng)、體積的變化，以及Q、W、ΔU、ΔH的計(jì)算歸納整理成一個(gè)表格，看著一目了然，復(fù)習(xí)時(shí)將十分輕松。對(duì)于絕熱可逆過(guò)程，因其具有特殊性，單獨(dú)歸納，并將常用的公式用紅框標(biāo)注，重點(diǎn)突出。在反應(yīng)焓模塊，分別列出了利用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓以及標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓的方法?？梢钥闯觯撍季S導(dǎo)圖是在學(xué)生進(jìn)行深度思考后整理歸納的成果。

以上僅是思維導(dǎo)圖的兩個(gè)典型案例，筆者在物理化學(xué)教學(xué)中感受到每個(gè)學(xué)生的作品都各具特色，表現(xiàn)形式豐富多樣，體現(xiàn)了學(xué)生思維方式的多樣性和創(chuàng)新性。通過(guò)一個(gè)學(xué)期的思維導(dǎo)圖訓(xùn)練，學(xué)生普遍反映從中受益匪淺。思維導(dǎo)圖已經(jīng)不僅僅是整理知識(shí)脈絡(luò)的工具，在手繪思維導(dǎo)圖的過(guò)程中學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性也被激發(fā)了。

參考文獻(xiàn)：

[1]寧清茹.思維導(dǎo)圖在大學(xué)物理化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].（碩士學(xué)位論文），2017.

[2]彭淑靜，周迎春，郭潔，周艷軍，高杰.思維導(dǎo)圖在物理化學(xué)微課教學(xué)中的應(yīng)用[J].高教學(xué)刊，2017，（20）：77-79.

[3]陳亞芍，寧清茹.思維導(dǎo)圖在物理化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].大學(xué)化學(xué)，2017，32（3），24-29.