利用思維導(dǎo)圖輔助高中物理的單元復(fù)習(xí)

王秀娟

【摘要】思維導(dǎo)圖是一種輔助性的思維工具，是促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的有效策略。在物理單元復(fù)習(xí)課中合理有效地利用思維導(dǎo)圖輔助教學(xué)，不僅可以促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展，還有利于教師的專業(yè)發(fā)展，符合新課程標(biāo)準(zhǔn)和高考評價(jià)體系的要求。文章探討了在高中物理單元復(fù)習(xí)課中運(yùn)用思維導(dǎo)圖實(shí)施教學(xué)的具體策略。

【關(guān)鍵詞】思維導(dǎo)圖;單元復(fù)習(xí);高中物理

【基金項(xiàng)目】本文為北京市中小學(xué)名師發(fā)展工程成果;北京物理學(xué)會(huì)課題“基于深度學(xué)習(xí)的章節(jié)教學(xué)研究”，編號：WLXH202082。

一、思維導(dǎo)圖的工具介紹

20世紀(jì)70年代，思維導(dǎo)圖由英國的托尼·博贊提出。思維導(dǎo)圖是表達(dá)發(fā)散性思維的有效圖形思維工具，具有便利性、快捷性特點(diǎn)，借助可視化思維工具，將碎片化的內(nèi)容整合到一起呈現(xiàn)出來。思維導(dǎo)圖能夠使抽象的知識、概念變得更為具象，增強(qiáng)人們的記憶。教師在物理教學(xué)中運(yùn)用思維導(dǎo)圖，能夠幫助學(xué)生構(gòu)建清晰、整體性的知識框架，整合碎片化知識，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識，協(xié)調(diào)學(xué)生左右腦之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對物理知識的深度學(xué)習(xí)，逐步形成物理素養(yǎng)。

二、物理單元復(fù)習(xí)的重要性

（一）物理學(xué)科的特點(diǎn)

物理課程標(biāo)準(zhǔn)指出，物理學(xué)是自然科學(xué)領(lǐng)域的一門基礎(chǔ)學(xué)科，研究自然界物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。物理學(xué)是基于觀察與實(shí)驗(yàn)，建構(gòu)物理模型，應(yīng)用數(shù)學(xué)等工具，通過科學(xué)推理和論證，形成系統(tǒng)的研究方法和理論體系[1]?？梢钥闯?，物理學(xué)科是一個(gè)研究系統(tǒng)，知識和方法都呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)化的特征。因此，如何以知識和方法為載體，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的結(jié)構(gòu)化思維是物理學(xué)科教學(xué)的重點(diǎn)。

2019年，教育部推出“一核四層四翼”的高考評價(jià)體系。在評價(jià)體系中，學(xué)科素養(yǎng)指標(biāo)體系是指學(xué)生在實(shí)踐生活中，或者在探索問題過程中，能夠?qū)Ω黝愋畔⑦M(jìn)行分析和整理的綜合素養(yǎng)。與以往不同，在信息時(shí)代背景下，隨著大量信息、新技術(shù)、新方法的出現(xiàn)，人們能夠從多個(gè)渠道獲取各類形式的信息，但并非所有信息都具有價(jià)值，這就要求我們具備篩選信息的能力。在思維導(dǎo)圖的幫助下，學(xué)生能夠快速提取新信息，并將其與已經(jīng)掌握的知識建立聯(lián)系，有效解決實(shí)際問題，實(shí)現(xiàn)對各類知識的組合[2]。

（二）單元復(fù)習(xí)課的特點(diǎn)

單元復(fù)習(xí)是教學(xué)過程中必不可少的環(huán)節(jié)。師生共同對知識進(jìn)行全面且系統(tǒng)的梳理和總結(jié)，能夠幫助學(xué)生了解到知識與知識之間、單元與單元之間的關(guān)系，在腦海中構(gòu)建知識脈絡(luò)，突出核心知識點(diǎn)。這種方式不但能夠強(qiáng)化學(xué)生對知識的綜合運(yùn)用能力，而且能夠激發(fā)學(xué)生思考，不斷提高學(xué)生的實(shí)踐能力，提高學(xué)生的物理思維水平。

三、思維導(dǎo)圖在教學(xué)中的意義

（一）促進(jìn)了教師的專業(yè)發(fā)展

在設(shè)計(jì)單元復(fù)習(xí)的過程中，教師要立足單元，上接學(xué)科核心素養(yǎng)，下連知識點(diǎn)的目標(biāo)或要求，既要站在高位上設(shè)計(jì)單元，又要落在課節(jié)上來實(shí)施教學(xué)，既要仰望整體，又要心懷具體。這對教師的專業(yè)發(fā)展有了更高的要求。利用思維導(dǎo)圖可以高效地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施，具體需要做到如下兩點(diǎn)。

1.深入研究學(xué)科是基礎(chǔ)。專業(yè)的物理學(xué)科教師需要對學(xué)科本身有較為深入的認(rèn)識，從物理學(xué)史中挖掘哲學(xué)的起源，從物理學(xué)科中探尋邏輯的力量，從物理學(xué)發(fā)展中關(guān)注科技的前沿等，這些都是物理教師應(yīng)具備的基本素養(yǎng)。沒有這些，無從談及整合與結(jié)構(gòu)。教師只有對學(xué)科本身有深入的認(rèn)識，才能在教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施中游刃有余，更好地利用思維導(dǎo)圖輔助教學(xué)。

2.立足學(xué)生的學(xué)習(xí)是核心。教師在教學(xué)中不僅要關(guān)注知識邏輯、教學(xué)邏輯，還要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)邏輯，基于學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計(jì)教學(xué)邏輯。教師的一項(xiàng)重要工作就是研究學(xué)生，研究學(xué)生是如何認(rèn)識問題、思考問題和解決問題的;研究在學(xué)習(xí)每一部分內(nèi)容時(shí)學(xué)生可能會(huì)遇到哪些困難。學(xué)生的成長環(huán)境變了，特別是隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、信息技術(shù)高速發(fā)展，人才培養(yǎng)的著力點(diǎn)從比記憶和計(jì)算轉(zhuǎn)向比創(chuàng)新和想象?；ヂ?lián)網(wǎng)、移動(dòng)終端的高速發(fā)展讓網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)日趨常態(tài)化，學(xué)生中的“數(shù)字原住民”越來越多，他們靠技術(shù)手段快速獲取信息、交流信息，喜歡自己選擇課程，喜歡主動(dòng)學(xué)習(xí)而不是被動(dòng)接受。教師在基于知識邏輯和學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計(jì)教學(xué)邏輯的過程，要以學(xué)生的思維導(dǎo)圖為素材，將學(xué)生的思維外顯，有針對性地指導(dǎo)，這是在教學(xué)中實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體的具體策略。

（二）增強(qiáng)了學(xué)生思維的結(jié)構(gòu)化

將新知識納入原有的知識體系需要分類和整合，需要教師引導(dǎo)重構(gòu)知識體系，培養(yǎng)思維的結(jié)構(gòu)化。在高中物理必修1的教學(xué)中，知識單元“運(yùn)動(dòng)”“力”“運(yùn)動(dòng)和力”需要不斷深入地學(xué)習(xí)，教師應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生利用思維導(dǎo)圖，將主題詞從“運(yùn)動(dòng)”到“力”，再到“運(yùn)動(dòng)和力”，不斷梳理學(xué)習(xí)的邏輯，將思維外顯，進(jìn)而整合所學(xué)知識的內(nèi)容。

將思維導(dǎo)圖應(yīng)用于單元復(fù)習(xí)課，能使復(fù)雜、抽象、零散的核心知識更加具體化、形象化、系統(tǒng)化。學(xué)生以小組為單位進(jìn)行交流研討，激發(fā)了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性、合作性，不僅培養(yǎng)了歸納、概括、建構(gòu)框架、梳理知識的能力，還培養(yǎng)了合作精神，鍛煉了組織能力和表達(dá)能力。教師在教學(xué)中結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知水平，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)適合各自學(xué)情的思維導(dǎo)圖，誘發(fā)學(xué)生在認(rèn)知上的矛盾沖突，引導(dǎo)學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、自主設(shè)計(jì)、合作討論等方式去解決疑難問題，建構(gòu)起再認(rèn)識的脈絡(luò)和新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，從而扎實(shí)地鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力、自主學(xué)習(xí)能力，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的質(zhì)疑精神、創(chuàng)新精神，提高了學(xué)生的核心素養(yǎng)。而且，這在一定程度上提高了教師的專業(yè)的素養(yǎng)，促使教師在前期備課過程中立足單元，站位更高，更好地指導(dǎo)和幫助學(xué)生完善單元思維導(dǎo)圖，使學(xué)生的思維邏輯進(jìn)一步結(jié)構(gòu)化。

四、思維導(dǎo)圖與高中物理復(fù)習(xí)課的關(guān)系

思維導(dǎo)圖是整理思維的工具。整理思維好比整理房間。在學(xué)習(xí)中激發(fā)思維，能夠獲取大量思維資料，但停留在這一階段遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，究其根本是瑣碎的思維資料無法形成系統(tǒng)知識。因此，利用思維導(dǎo)圖顯得尤為必要，通過對瑣碎資料的分析和整合，能夠促使知識系統(tǒng)化，進(jìn)而促使思維由“有物”朝著“有序”方向轉(zhuǎn)變。

單元復(fù)習(xí)課是教學(xué)中較為常見并且重要的一類課型，目的在于幫助學(xué)生鞏固已學(xué)知識，建立知識間的聯(lián)系，從而自主形成一套完整的有邏輯的知識體系。在復(fù)習(xí)課中運(yùn)用思維導(dǎo)圖可以將局部的、碎片的素材整體地全景展現(xiàn)，這不僅可以培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)化的思維，培養(yǎng)學(xué)生深度整合的意識，還落實(shí)了課程標(biāo)準(zhǔn)中內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的要求。

有效的學(xué)習(xí)需要掌握、整理和歸納知識點(diǎn)，根據(jù)知識之間的關(guān)系構(gòu)建完整的知識網(wǎng)絡(luò)。獲取的知識，如沒有完整的結(jié)構(gòu)加以支撐，不久便會(huì)遺忘，不連貫的知識在記憶中只能有短暫的壽命。學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖的過程，就是把新知識匯入到原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程。這樣就能將原本呆板的機(jī)械式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變成具有邏輯聯(lián)系的有意義學(xué)習(xí)。

五、思維導(dǎo)圖在單元復(fù)習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用示例

現(xiàn)以高中物理必修1的第一單元“運(yùn)動(dòng)的描述”為例，分析如何在單元復(fù)習(xí)課中運(yùn)用思維導(dǎo)圖。

（一）教學(xué)分析

1.教材分析。本章與下一章的主要內(nèi)容是從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度對做直線運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行描述，研究一種物理現(xiàn)象。從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度描述物體，就是要在確定的時(shí)刻或時(shí)間內(nèi)明確機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物體的位置、位移速度和加速度。而要想準(zhǔn)確地描述這些物理量，就必須先學(xué)習(xí)質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系等內(nèi)容。本章學(xué)習(xí)的內(nèi)容既是下一章研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，也為后續(xù)整個(gè)高中力學(xué)各章的學(xué)習(xí)做好知識的準(zhǔn)備。

本章共4節(jié)，知識線索可分為四部分：第一是關(guān)于描述物體運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)鋪墊（第1節(jié)），明確描述的對象是什么（質(zhì)點(diǎn)），用什么樣的工具來描述（參考系）;第二是位移（第2節(jié)），從位置變化的角度認(rèn)識位移這一新的物理量，包括如何描述位置、位置的變化，以及什么時(shí)刻的位置、什么時(shí)間內(nèi)的位移等內(nèi)容;第三是速度（第3節(jié)），從位移變化率的角度認(rèn)識速度，包括大小和方向，以及如何測定速度;第四是加速度（第4節(jié)），從速度變化率的角度認(rèn)識加速度，包括大小和方向[3]。

相對于初中物理而言，高中物理在理性分析、邏輯思維、定量要求、數(shù)學(xué)計(jì)算、概念的嚴(yán)密性、實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性等方面都上了一個(gè)臺階。本章是高中物理的第一章，對后面的學(xué)習(xí)起到奠定基礎(chǔ)的作用，學(xué)生學(xué)習(xí)高中物理需要具備的基本素養(yǎng)很多在本章中第一次出現(xiàn)。例如，第一次用較規(guī)范的理想模型的觀點(diǎn)來思考問題;第一次體會(huì)時(shí)刻、時(shí)間、位置、位移等概念的確切含義;第一次在物理問題中滲透極限的思想;第一次用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行定量的實(shí)驗(yàn);第一次抽象地領(lǐng)會(huì)物理學(xué)中“變化率”的含義等等。因此，教師在教學(xué)中如何對待這些重要的“第一次”很重要，既要使學(xué)生扎扎實(shí)實(shí)地從這些“第一次”中提高基本素養(yǎng)，又要兼顧學(xué)生的可接受性，做到循序漸進(jìn)，不一步到位，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中感受成功的愉悅，這是在本章學(xué)習(xí)中需要特別注意的問題[3]。

基于上述的教材分析，在本單元的復(fù)習(xí)課中，引導(dǎo)學(xué)生對概念再深入認(rèn)識是重點(diǎn)。因此，在本單元的復(fù)習(xí)課中教師帶著學(xué)生對知識做好結(jié)構(gòu)化梳理，對單元內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)化整合，是后續(xù)物理學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。

2.學(xué)情分析。在知識基礎(chǔ)方面，關(guān)于運(yùn)動(dòng)，學(xué)生并不陌生，對于直線運(yùn)動(dòng)有初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，對于速率、路程、時(shí)間等物理量有較為深入的認(rèn)識，但是對于位移、速度、加速度這三個(gè)物理量的認(rèn)識還是陌生的，尤其對于這三個(gè)量在建立過程中的聯(lián)系更是存在理解困難的問題。在思維方面，學(xué)生初接觸矢量，對于矢量及其變化的理解存在困難，對于“類比”這一學(xué)科方法在物理量定義過程中的運(yùn)用，需要在教師的引導(dǎo)下逐漸體會(huì)。

（二）課前準(zhǔn)備

1.軟件工具拓展學(xué)生信息技術(shù)

教師給學(xué)生培訓(xùn)如何使用構(gòu)建思維導(dǎo)圖的電腦軟件或手機(jī)app，不僅可以拓寬學(xué)生的視野，還能為規(guī)范呈現(xiàn)思維導(dǎo)圖奠定了基礎(chǔ)，并為文件展示和編輯提供了便利。因此，在高中物理單元復(fù)習(xí)課之前，對學(xué)生使用思維導(dǎo)圖軟件進(jìn)行培訓(xùn)是有必要的。

2.小組學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生合作意識

將單元知識復(fù)習(xí)以導(dǎo)圖的形式呈現(xiàn)，需要學(xué)生落實(shí)知識的梳理、文案的撰寫、軟件的編輯、修改完善、代表匯報(bào)等相關(guān)工作。組長將小組成員分工，明確任務(wù)后，課下可以通過微信群的方式交流工作進(jìn)展。這樣不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的合作意識，還可以培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)劃能力，同時(shí)使每個(gè)學(xué)生發(fā)揮所長，更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與積極性。

（三）課上匯報(bào)

1.學(xué)生展示，同伴互評

學(xué)生在課前以小組為單位完成單元知識梳理后，小組選出代表在班內(nèi)進(jìn)行匯報(bào)，讓除匯報(bào)組以外的其他小組同學(xué)進(jìn)行評價(jià)打分。

在小組匯報(bào)前，教師對匯報(bào)學(xué)生和評價(jià)學(xué)生分別給出指導(dǎo)。首先，匯報(bào)組的學(xué)生要講清這樣幾個(gè)問題：“確定的核心主題是什么，核心主題和子命題之間有什么樣的邏輯關(guān)系，各個(gè)子命題之間存在什么邏輯關(guān)系？”其次，評價(jià)的學(xué)生根據(jù)評價(jià)量表進(jìn)行打分，思考這樣幾個(gè)問題：“導(dǎo)圖的中心詞及各子命題之間是否符合本章的物理知識邏輯體系，導(dǎo)圖是否清晰簡明地表達(dá)了主題，匯報(bào)的同學(xué)語言表達(dá)是否達(dá)到評價(jià)要求？”每個(gè)小組匯報(bào)時(shí)間不超過5分鐘。

2.教師點(diǎn)評，引領(lǐng)提升

教師首先肯定匯報(bào)的小組初次使用軟件做成的導(dǎo)圖效果很好，基本達(dá)到要求，確定的主題和子命題符合第一章的知識體系。接著對評價(jià)組的學(xué)生進(jìn)行評價(jià)，肯定評價(jià)的學(xué)生能辯證地看問題，并提出改進(jìn)方向。評價(jià)學(xué)生所言“沒有新意”可以理解為創(chuàng)新不夠，更像是教材單元章節(jié)的匯總和翻版，呈現(xiàn)的導(dǎo)圖雖然清晰明了，但是思維含量不夠，思維深度不夠，知識的整合提升不夠，多為復(fù)制粘貼性工作。教師提出問題：“我們?nèi)绾螌F(xiàn)有知識在頭腦中加工，在梳理知識的同時(shí)建立知識間的大概念、大框架呢？”而在課堂上利用電腦軟件現(xiàn)場和學(xué)生一起完成的導(dǎo)圖，既保留了學(xué)生的主題，也加入了思維的創(chuàng)新，同時(shí)滲透了物理學(xué)科的方法。教師在現(xiàn)場評價(jià)并改進(jìn)完善學(xué)生的導(dǎo)圖的過程，不僅復(fù)習(xí)了本章的知識，更重要的是向?qū)W生滲透了學(xué)科學(xué)習(xí)的方法。

（四）課后改進(jìn)

學(xué)生利用電腦軟件作圖，為后續(xù)的改進(jìn)和編輯提供了便利。在課后，學(xué)生依據(jù)教師的指導(dǎo)，在小組原來的導(dǎo)圖上繼續(xù)修改，最終上交并記錄作為過程性評價(jià)的依據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2017.

[2]教育部考試中心.中國高考評價(jià)體系（2019年出版）[M].北京：人民教育出版社，2019.

[3]彭前程.人教版第一章《運(yùn)動(dòng)的描述》編寫說明[J].中學(xué)物理，2019，37（15）：7-9.