基于思維導(dǎo)圖的初中物理實(shí)驗(yàn)高效課堂的構(gòu)建

姚拴勤

摘要：物理是初中階段基礎(chǔ)課程之一，能夠有效提升和鍛煉學(xué)生的求知意識(shí)和探究精神。物理實(shí)驗(yàn)課程，作為物理課程的重要構(gòu)成部分，對(duì)于學(xué)生思維的開(kāi)發(fā)、知識(shí)的理解具有至關(guān)重要的作用。然而在實(shí)際教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，影響了學(xué)生核心素養(yǎng)水平的提升。

關(guān)鍵詞：思維導(dǎo)圖;初中物理實(shí)驗(yàn);高效課堂;構(gòu)建策略

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1992-7711（2021）10-057

新課改的提出，明確了創(chuàng)新人才的培養(yǎng)才是當(dāng)下教育的重點(diǎn)工作和主要任務(wù)。創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)主要包括學(xué)生創(chuàng)新思維、自學(xué)能力、質(zhì)疑能力、觀察能力等多個(gè)方面。而思維導(dǎo)圖作為表達(dá)發(fā)散性思維的可視化圖形思維工具，在培養(yǎng)學(xué)生這幾種能力方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。但是，由于受到傳統(tǒng)思想的影響，思維導(dǎo)圖在實(shí)際教學(xué)中的使用并不樂(lè)觀，難以為學(xué)生提供有效幫助。

一、在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中思維導(dǎo)圖的使用現(xiàn)狀

1.教師教學(xué)觀念陳舊，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)比重過(guò)大

在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，大部分實(shí)驗(yàn)具有系統(tǒng)性強(qiáng)、抽象性強(qiáng)的特征，這也是學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)水平較低的主要原因之一。初中階段是學(xué)生思維、能力快速發(fā)展的重要階段，其中不乏具備物理實(shí)驗(yàn)天賦的學(xué)生，但是，往往由于教師教學(xué)思想和觀念過(guò)于陳舊，缺乏對(duì)學(xué)生能力的了解和挖掘。物理作為一門(mén)實(shí)驗(yàn)性較強(qiáng)的學(xué)科，如果沒(méi)有實(shí)驗(yàn)課程的參與，學(xué)生對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)得再深刻、深入，最后的結(jié)果也只能是“紙上談兵”，無(wú)法將物理知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐生活中去，同時(shí)，也無(wú)法做到融會(huì)貫通，將教材中的物理知識(shí)轉(zhuǎn)化為自己解決實(shí)際問(wèn)題的能力，大大降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究熱情。

另外，在初中物理教學(xué)中，還存在單一理論教學(xué)和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)比重大的問(wèn)題。單一理論教學(xué)，即教師在教學(xué)過(guò)程中，受到應(yīng)試教育思想的影響，一味地追求學(xué)生的卷面成績(jī)，將考試分?jǐn)?shù)當(dāng)作評(píng)價(jià)學(xué)生物理水平的唯一標(biāo)準(zhǔn)。這種做法嚴(yán)重傷害了學(xué)生內(nèi)心，不利于學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展;傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)比重過(guò)大，即教師在實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，借助某種實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程或是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，缺乏對(duì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的重視，繼而出現(xiàn)“紙上談兵”的現(xiàn)象。“紙上得來(lái)終覺(jué)淺”，作為初中物理教師，應(yīng)當(dāng)合理使用和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，才能夠?yàn)閷W(xué)生將來(lái)的發(fā)展做好鋪墊。

2.教師素養(yǎng)水平偏低，教學(xué)手段單一落伍

教師是課堂教學(xué)活動(dòng)的主導(dǎo)者，教師素養(yǎng)水平的高低，會(huì)直接影響到學(xué)生的思維和技能的提升[1]。在以往物理教學(xué)活動(dòng)中，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)課程缺乏足夠的重視，大部分物理實(shí)驗(yàn)都是采用“口頭演示”、“滿堂灌”的方式。物理作為一門(mén)實(shí)驗(yàn)性較強(qiáng)的學(xué)科，這種脫離實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的課程，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生成績(jī)的提升，但并不利于學(xué)生長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。同時(shí)，部分教師在對(duì)待思維導(dǎo)圖的使用上，缺乏深入的探究和發(fā)掘，在學(xué)生手繪思維導(dǎo)圖設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)等方面，難以有效利用思維導(dǎo)圖對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和幫助。此外，傳統(tǒng)的線性板書(shū)等教學(xué)手段，已經(jīng)難以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，進(jìn)一步降低了思維導(dǎo)圖在教學(xué)中的作用和地位，阻礙了學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新意識(shí)的形成。

3.思維導(dǎo)圖使用率低，缺乏合理評(píng)價(jià)體系

思維導(dǎo)圖，作為一種全新的教學(xué)手段，它在教學(xué)活動(dòng)中的使用沒(méi)有統(tǒng)一的形式和評(píng)價(jià)體系，很多教師在教學(xué)活動(dòng)中使用思維導(dǎo)圖后，由于思維導(dǎo)圖評(píng)價(jià)系統(tǒng)的缺失，并不清楚使用方法、模式是否符合其標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行判斷，從而降低了思維導(dǎo)圖的使用概率。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用思維導(dǎo)圖，旨在為學(xué)生形成完整的、系統(tǒng)的知識(shí)框架，但很多教師對(duì)思維導(dǎo)圖的研究，僅僅停留在單個(gè)實(shí)驗(yàn)的思維導(dǎo)圖的繪制上，對(duì)某一類(lèi)型實(shí)驗(yàn)的思維導(dǎo)圖缺乏深入的剖析和探究。

4.教師主體作用明顯，學(xué)生缺乏創(chuàng)新思維

學(xué)生的創(chuàng)新思維和發(fā)散性思維能力不足，和傳統(tǒng)物理教學(xué)中的教條主義具有非常重要的關(guān)系。物理學(xué)科具有抽象、繁瑣、晦澀等特點(diǎn)，尤其是學(xué)生在初次接觸物理時(shí)，不懂得如何預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，抄概念、讀課本和背公式逐漸成為學(xué)生學(xué)習(xí)的主要方法。這種學(xué)習(xí)方法的直接后果，便是學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)重、學(xué)習(xí)效率低下。同時(shí)，由于這種“無(wú)知性”，也從側(cè)面凸顯了教師的主體地位，加之教師對(duì)思維導(dǎo)圖和物理實(shí)驗(yàn)的“不作為”，徹底阻礙了學(xué)生創(chuàng)新思維和意識(shí)的形成。

二、基于思維導(dǎo)圖的初中物理實(shí)驗(yàn)高效課堂的構(gòu)建策略

1.更新教師教育觀念，合理使用思維導(dǎo)圖

隨著新課改的到來(lái)，對(duì)教育工作者提出了全新的要求和內(nèi)容，教師在教學(xué)活動(dòng)中，不再單純扮演教導(dǎo)者的角色，更多的是扮演協(xié)助者的角色，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、思維進(jìn)行指導(dǎo)和幫助。物理實(shí)驗(yàn)作為物理課程的重要構(gòu)成部分，它不僅僅是學(xué)習(xí)的內(nèi)容，也是學(xué)習(xí)的途徑，物理實(shí)驗(yàn)和思維導(dǎo)圖的有效整合，有助于學(xué)生創(chuàng)新思維、發(fā)散思維的形成。而思維導(dǎo)圖的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)教學(xué)觀念對(duì)教師的束縛，為高效課堂的構(gòu)建提供了可能[2]。故此，作為初中物理教師，需要對(duì)思維導(dǎo)圖內(nèi)容、方法進(jìn)行深入研究，這樣才能夠充分發(fā)揮思維導(dǎo)圖的作用，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用思維導(dǎo)圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析、實(shí)驗(yàn)評(píng)估交流、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。

以北師大版八年級(jí)下冊(cè)物理《第七章 運(yùn)動(dòng)和力》中關(guān)于影響力大小因素的實(shí)驗(yàn)為例。眾所周知，影響力大小的因素有很多，在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，教師可以采用由簡(jiǎn)入繁、導(dǎo)圖引導(dǎo)的方式，鍛煉和提升學(xué)生的發(fā)散思維。彈簧測(cè)力計(jì)的使用，重力的大小跟什么因素有關(guān)系，摩擦力的大小與什么因素有關(guān)這三個(gè)實(shí)驗(yàn)螺旋式上升，難度逐步增加?？梢詫⑦@三個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合，在章末復(fù)習(xí)時(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題，逐步增加實(shí)驗(yàn)器材，如彈簧測(cè)力計(jì)，增加為彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼，再到彈簧測(cè)力計(jì)、長(zhǎng)木板、滑塊、鉤碼，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，利用思維導(dǎo)圖設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。通過(guò)這種層層遞進(jìn)的方式，既可以激活學(xué)生思維，還可以改善課堂教學(xué)氛圍。

2.提升教師職業(yè)素養(yǎng)，豐富思維導(dǎo)圖形式

教師職業(yè)素養(yǎng)，并不單指教師的教學(xué)水平和技能，而是由四個(gè)部分構(gòu)成：職業(yè)精神、專(zhuān)業(yè)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)技能和專(zhuān)業(yè)實(shí)踐。在傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，教師通常會(huì)以學(xué)生實(shí)驗(yàn)的完成，當(dāng)作課程結(jié)束或是理想教學(xué)效果的“勝利號(hào)角”，這種思想和做法是對(duì)實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤的理解[3]。正確的做法是，學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)步驟后，教師需要對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、過(guò)程、結(jié)論進(jìn)行反思和總結(jié)，從而更好地改善自身對(duì)思維導(dǎo)圖的認(rèn)知，合理指導(dǎo)和提升學(xué)生的技能和知識(shí)。如對(duì)學(xué)生手繪思維導(dǎo)圖設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的指導(dǎo)，能夠有效減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)誤差，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。因此，可以采用線下邀請(qǐng)專(zhuān)家、學(xué)者舉辦講座、交流會(huì)和線上組建微信、QQ分享群的模式，快速提升教師職業(yè)素養(yǎng)水平，推動(dòng)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步，才能快速落實(shí)高效物理實(shí)驗(yàn)課堂的建立。此外，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，還可以利用一些思維導(dǎo)圖軟件，如MindMaster、imindmap、Xmind等都是不錯(cuò)的思維導(dǎo)圖制作軟件。通過(guò)這些軟件的使用，能夠在很大程度上豐富思維導(dǎo)圖的形式，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的效率和熱情。

例如，北師大版八年級(jí)下冊(cè)物理《探究凸透鏡成像規(guī)律》這個(gè)實(shí)驗(yàn)，在演示實(shí)驗(yàn)之前，教師可以提前準(zhǔn)備好光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏等工具，并將利用Xmind軟件制作的思維導(dǎo)圖發(fā)放給學(xué)生。通過(guò)思維導(dǎo)圖，學(xué)生能夠清楚了解到教師實(shí)驗(yàn)的器材、步驟、原理，大大提升了演示實(shí)驗(yàn)的效果[4]。同時(shí)，在學(xué)生根據(jù)教師演示完成實(shí)驗(yàn)以后，教師需要對(duì)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的過(guò)程、步驟進(jìn)行回憶和總結(jié)，諸如xx同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中非常關(guān)注細(xì)節(jié)，你已經(jīng)具備了成為物理學(xué)家的潛質(zhì);xx學(xué)生險(xiǎn)些碰到蠟燭引發(fā)火災(zāi)，提醒我們下次在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)之前，需要講解一些實(shí)驗(yàn)安全方面的知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生人身安全保障;有的學(xué)生將物距調(diào)至小于1倍焦距時(shí)，發(fā)現(xiàn)像是正立、放大的虛像，由此聯(lián)想到放大鏡的使用原理，說(shuō)明該學(xué)生具備較好的物理潛質(zhì)，可以適當(dāng)?shù)摹伴_(kāi)小灶”，增加實(shí)驗(yàn)難度和系數(shù)，調(diào)動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新思維。

3.發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新思維，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課堂中，常常會(huì)出現(xiàn)一些以講代做的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象的出現(xiàn)嚴(yán)重阻礙了學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的向往和重視，違背新課標(biāo)中“創(chuàng)新”理念部分的內(nèi)容。在今天“萬(wàn)眾創(chuàng)新”的大背景下，學(xué)生作為祖國(guó)建設(shè)和發(fā)展的未來(lái)，發(fā)展其創(chuàng)新思維具有非常深遠(yuǎn)的意義。因此，教師在教學(xué)活動(dòng)中，除了設(shè)計(jì)科學(xué)、完整的實(shí)驗(yàn)外，還可以借助思維導(dǎo)圖，協(xié)助學(xué)生將實(shí)驗(yàn)過(guò)程、關(guān)鍵知識(shí)，制作成思維導(dǎo)圖筆記，這樣既可以提升學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的記憶，還可以強(qiáng)化和鍛煉學(xué)生的發(fā)散思維，幫助學(xué)生突破實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)和重點(diǎn)，提高實(shí)驗(yàn)效果和學(xué)習(xí)效果[5]。同時(shí)，思維導(dǎo)圖在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，能夠?qū)⑽锢韺?shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等重要內(nèi)容直觀、清晰地展示給學(xué)生，大大提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)成功的概率，而且有助于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力、質(zhì)疑能力的鍛煉和提升，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)全面發(fā)展。

例如，北師大版八年級(jí)下冊(cè)物理《牛頓第一定律》中關(guān)于探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響。在實(shí)驗(yàn)前，需要準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材：光滑木板、棉布、毛巾、刻度尺、木板和書(shū)做成的斜坡、小車(chē)等，小車(chē)依次在木板、棉布、毛巾經(jīng)過(guò)，最終通過(guò)合理推理得出了牛頓第一定律的內(nèi)容。之后，教師可以提出，“如何利用其他實(shí)驗(yàn)器材探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”的問(wèn)題，學(xué)生借助思維導(dǎo)圖，對(duì)演示實(shí)驗(yàn)器材的作用進(jìn)行分析后，發(fā)現(xiàn)可以使用圓筒/棒球、木板和書(shū)做成的斜面、瓷磚、毛巾、紙張，同樣可以完成實(shí)驗(yàn)。

綜上所述，思維導(dǎo)圖在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用大有可為，既可以應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)探究，也可以用于物理理論教授，在很大程度上減輕了教師的教學(xué)壓力，加快了初中物理實(shí)驗(yàn)高效課堂建設(shè)和完善的速度。所以，教師在思維導(dǎo)圖的應(yīng)用上，更要加大探究和剖析的力度，充分發(fā)揮思維導(dǎo)圖的作用，改善學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境，鍛煉學(xué)生創(chuàng)新思維，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率。但是，思維導(dǎo)圖始終只是一種教學(xué)手段，教師在使用過(guò)程中，需要做到科學(xué)合理的使用，避免因盲目使用降低學(xué)生學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。

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【本文系陜西省教育科學(xué)規(guī)劃專(zhuān)項(xiàng)課題《思維導(dǎo)圖在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用策略研究》（XDKT6025）的研究成果】

（作者單位：陜西省寶雞市陳倉(cāng)區(qū)虢鎮(zhèn)初級(jí)中學(xué)，陜西 寶雞 721300）