思維導(dǎo)圖在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

徐貴榮

思維導(dǎo)圖是一種拓展學(xué)生思維、幫助學(xué)生理解記憶的學(xué)習(xí)工具，它利用記憶和思維規(guī)律，幫助學(xué)生更系統(tǒng)地梳理知識，有利于學(xué)生牢固掌握物理基礎(chǔ)知識，實(shí)現(xiàn)思維能力的提高。學(xué)生在繪制思維導(dǎo)圖過程中會主動進(jìn)行思維拓展，通過綜合概括的方式來加工知識，總結(jié)規(guī)律，建構(gòu)知識框架。教師要了解思維導(dǎo)圖在物理學(xué)習(xí)中的作用、繪制方法以及應(yīng)用步驟，促進(jìn)學(xué)生形成系統(tǒng)化思維，主動判斷和處理信息，提高學(xué)習(xí)主動性。

一、思維導(dǎo)圖在高中物理學(xué)習(xí)中的作用

思維導(dǎo)圖會強(qiáng)化學(xué)生對物理知識系統(tǒng)的認(rèn)識，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對知識的整合，培養(yǎng)學(xué)生的全面性思維。學(xué)生主動應(yīng)用思維導(dǎo)圖改變了知識傳授的模式，調(diào)動了學(xué)生的主動性，使學(xué)生在參與中主動思考，積極探究，為學(xué)生提供了學(xué)習(xí)空間，有利于學(xué)生主動性和創(chuàng)造性的發(fā)揮。學(xué)生在繪制思維導(dǎo)圖的過程中，不是被動地接受知識，而是主動地搜集、判斷和整理知識，使學(xué)生可以充分地發(fā)揮主觀能動性，在對知識的加工中主動分析，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高。思維導(dǎo)圖通過有效的結(jié)構(gòu)建構(gòu)，生成了知識組塊，有利于學(xué)生對知識的記憶，方便了學(xué)生對知識的理解，有利于學(xué)生快速地掌握學(xué)習(xí)方法，提升思考技巧，增加記憶力、創(chuàng)造力和組織力，促進(jìn)學(xué)生潛能的發(fā)揮。

二、思維導(dǎo)圖在高中物理學(xué)習(xí)中的繪制方法

1. 獨(dú)立構(gòu)圖，自主思考

在繪制思維導(dǎo)圖時(shí)，學(xué)生是學(xué)習(xí)主體，教師要鼓勵學(xué)生充分地發(fā)揮主觀能動性，獨(dú)立構(gòu)圖，自主思考，在主動梳理和探究中把零散的知識點(diǎn)系統(tǒng)化，避免思維混亂。學(xué)生在主動構(gòu)圖中會找出本課學(xué)習(xí)的“關(guān)鍵詞”“知識點(diǎn)”，以這些要點(diǎn)為依據(jù)，建構(gòu)知識框架，不斷地拓展和延伸，形成系統(tǒng)化認(rèn)識。例如在學(xué)習(xí)《功和機(jī)械能》后，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生圍繞本章的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行思維導(dǎo)圖的繪制。在思考中學(xué)生會想到“功”“功率”“動能和勢能”“機(jī)械能”等關(guān)鍵詞，就可以把它們定為子主題，位于“功和機(jī)械能”的下一級。接下來進(jìn)行相關(guān)知識的補(bǔ)充和完善，把零散的知識點(diǎn)串聯(lián)起來，構(gòu)成一個系統(tǒng)的知識網(wǎng)絡(luò)圖。在探究功時(shí)，學(xué)生會想到有關(guān)功的定義，明確力對物體不做功的三種情況：無勞而功、有勞無功、垂直無功這些情況。思考中學(xué)生還會想到功的計(jì)算公式以及單位，總結(jié)功的原理。學(xué)生在自主建構(gòu)中會把要點(diǎn)知識系統(tǒng)化，通過客觀總結(jié)的方式來細(xì)化認(rèn)識，不斷地完善知識體系和內(nèi)容，形成對知識的主觀性認(rèn)識。

2. 合作構(gòu)造，理清脈絡(luò)

當(dāng)學(xué)生建構(gòu)出了自己的思維導(dǎo)圖后，教師要鼓勵學(xué)生通過合作交流的方式來共同交流，分享自己建構(gòu)的知識框架圖，促進(jìn)學(xué)生在溝通中完善認(rèn)識，系統(tǒng)化知識。學(xué)生在合作中會不斷地完善思維導(dǎo)圖，通過溝通的方式消除自己的疑惑，主動梳理知識脈絡(luò)，理清知識框架。學(xué)生在合作中會對要點(diǎn)內(nèi)容逐步深化，實(shí)現(xiàn)對知識的系統(tǒng)理解。例如在本課思維導(dǎo)圖的建構(gòu)中，學(xué)生通過交流就會認(rèn)識到功、功率、動能和勢能、機(jī)械能是本課學(xué)習(xí)的主要關(guān)鍵點(diǎn)，需要圍繞著這幾個方面進(jìn)行下一級思維導(dǎo)圖的建構(gòu)。在合作交流中，學(xué)生會認(rèn)識到在學(xué)習(xí)功率時(shí)要了解功率的定義、表示的含義，同時(shí)掌握功率的計(jì)算方法、了解功率的推導(dǎo)公式。有的學(xué)生在相互溝通中還補(bǔ)充到功率的單位。學(xué)生主動地建構(gòu)，在相互交流中深化認(rèn)識，會完善思維導(dǎo)圖，把很多零散的知識都系統(tǒng)化，形成對知識的系統(tǒng)性認(rèn)識。學(xué)生從多角度來交流會深化對知識的認(rèn)識，活躍思維，把相關(guān)的知識都聯(lián)系起來，通過循序漸進(jìn)的方式細(xì)化知識，建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)圖。交流中，學(xué)生的組織能力和創(chuàng)造能力都會得到提高，展現(xiàn)學(xué)生智力潛能，理解知識本質(zhì)，提高物理思維能力。

3. 主動修正，改進(jìn)創(chuàng)新

學(xué)生在自主繪制思維導(dǎo)圖時(shí)是按照自己的理解來繪制的，可能存在認(rèn)識上的片面或理解上的錯誤。通過合作交流后，學(xué)生會樹立正確認(rèn)識，在交流后改變錯誤理解，通過主動修正的方式來重新調(diào)整思維導(dǎo)圖，融入自己的創(chuàng)新性理解。這種修正和創(chuàng)新是學(xué)生思維活躍的結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)了學(xué)生對知識的深層次理解。如在本課思維導(dǎo)圖的建構(gòu)中，學(xué)生明確了中心關(guān)鍵詞和次關(guān)鍵詞后，進(jìn)一步進(jìn)行知識點(diǎn)的細(xì)分，尋找相關(guān)知識點(diǎn)和信息，在主體上進(jìn)行延伸和拓展，豐富思維導(dǎo)圖內(nèi)容，使學(xué)生更好地理解知識要點(diǎn)和難點(diǎn)，通過主動判斷的方式來完善認(rèn)識，將自己的思考和聯(lián)想融入到思維導(dǎo)圖中。學(xué)生認(rèn)識到還可以以“機(jī)械能”為中心詞，把“種類”“轉(zhuǎn)化”設(shè)計(jì)為次關(guān)鍵詞，在“種類”劃分上可以分為動能和勢能，在“轉(zhuǎn)化”上要了解能量轉(zhuǎn)化過程，例如撞擊、反彈，在做功上要關(guān)注能量轉(zhuǎn)化的過程，要明確兩個要素，明確功率和機(jī)械效率。在機(jī)械效率的建構(gòu)中，學(xué)生會關(guān)注定義，從斜面和滑輪組的角度來重新分析，探究機(jī)械效率的計(jì)算和機(jī)械效率大小。學(xué)生創(chuàng)新性地對思維導(dǎo)圖進(jìn)行繪制，會豐富學(xué)生的認(rèn)識，促進(jìn)學(xué)生更好地理解規(guī)律，形成對知識的系統(tǒng)性認(rèn)識。

三、思維導(dǎo)圖在高中物理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用步驟

1. 課前預(yù)習(xí)，了解學(xué)習(xí)內(nèi)容

在課前預(yù)習(xí)時(shí)利用思維導(dǎo)圖會讓學(xué)生了解本課所學(xué)要點(diǎn)知識，形成一個整體性認(rèn)識，通過知識整合的方式來建構(gòu)一個整體性認(rèn)識。學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中，可以利用思維導(dǎo)圖的線索來建構(gòu)知識框架，串聯(lián)要點(diǎn)知識，形成系統(tǒng)性認(rèn)識。學(xué)生在探究中會對要點(diǎn)知識有一個清晰認(rèn)識，有利于學(xué)生把握課堂學(xué)習(xí)重難點(diǎn)，提高學(xué)生認(rèn)知。這種預(yù)習(xí)會促進(jìn)學(xué)生理清知識線索，感悟知識間的聯(lián)系。例如在學(xué)習(xí)《力與平衡》時(shí)，通過學(xué)生對思維導(dǎo)圖的探究，學(xué)生會了解到本章節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容主要就是力的合成、力的分解、共點(diǎn)力的平衡，這樣學(xué)生在思考中就會有的放矢，針對要點(diǎn)知識進(jìn)行深入分析和探究，著重看這些方面。而且在力的合成思維導(dǎo)圖中，提到了力的合成概念和合成法則，學(xué)生在探究中就會明確本課學(xué)習(xí)的目標(biāo)，明確要掌握力的合成概念和法則，尤其是平行四邊形定則和三角形定則。在這個過程中，學(xué)生需要探究什么是平行四邊形定則，什么是三角形定則。有了思維導(dǎo)圖的引導(dǎo)，學(xué)生就有了探究方向，會了解學(xué)習(xí)要點(diǎn)，針對性地進(jìn)行深入分析和思考，探究力的合成方法，思考平行四邊形定則和三角形定則的應(yīng)用，通過主動實(shí)踐和操作的方式來嘗試力的合成，掌握方法，提高動手能力。思維導(dǎo)圖讓學(xué)生在課前主動開始自主探究和分析，充分調(diào)動學(xué)生的主動性，有利于學(xué)生潛能的發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)主觀能動性的展示，在思考中理解知識規(guī)律。

2. 課堂探究，總結(jié)知識本質(zhì)

課堂探究中，教師要鼓勵學(xué)生“動起來”，引導(dǎo)學(xué)生圍繞著思維導(dǎo)圖進(jìn)行知識的深入探究和分析，在主動思考和體驗(yàn)中內(nèi)化知識，掌握規(guī)律。學(xué)生主動探究會把握知識本質(zhì)，透過現(xiàn)象升華認(rèn)識，達(dá)到對知識的靈活掌握。例如在學(xué)習(xí)《拋體運(yùn)動》時(shí)，課堂探究過程中，教師鼓勵學(xué)生探究曲線運(yùn)動的速度方向以及條件，結(jié)合實(shí)例分析曲線運(yùn)動的本質(zhì)，會促進(jìn)學(xué)生在思考中把握知識規(guī)律。尤其是探究曲線運(yùn)動的條件時(shí)，學(xué)生會明確從動力學(xué)角度和運(yùn)動學(xué)角度來分析，明確判斷方法。為了使學(xué)生能夠掌握曲線運(yùn)動條件，教師可以在思維導(dǎo)圖中設(shè)計(jì)活動：汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，所受地面的摩擦力大致方向是什么？如圖乙中所示的小球在以v0的速度運(yùn)動，把磁鐵放在A、B兩點(diǎn)，小球的運(yùn)動軌跡將沿a、b、c、d哪條線？說明了什么？有了探究任務(wù)，學(xué)生才會主動地分析知識，在思考中根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行知識總結(jié)。學(xué)生會認(rèn)識到如果地面較滑，汽車會打滑，會向彎道的外側(cè)偏離，可知汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受地面的摩擦力大致指向彎道凹側(cè)。在第二個探究任務(wù)中，學(xué)生會想到如果磁鐵放在位置A，小球的運(yùn)動軌跡沿b。說明合力的方向與速度方向在同一直線上時(shí)，物體做直線運(yùn)動。如果磁鐵放在位置B，小球的運(yùn)動軌跡沿c。說明合力的方向與速度方向不在同一直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動，軌跡向合力的方向發(fā)生彎曲。通過對任務(wù)的探究和總結(jié)，學(xué)生會認(rèn)識到物體做曲線運(yùn)動的條件就是物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上。在探究中，學(xué)生也會明確曲線運(yùn)動的軌跡特點(diǎn)以及曲線運(yùn)動中合力F（加速度a）對物體速度的影響。學(xué)生主動探究會更好地理解知識，對思維導(dǎo)圖中的內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化，在主動歸納中強(qiáng)化認(rèn)識，實(shí)現(xiàn)課堂上的有效學(xué)習(xí)。

3. 課后鞏固，強(qiáng)化理性理解

學(xué)生對知識的理解和掌握要延伸到課后，通過鞏固的方式來拓展，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對知識的真正掌握和靈活應(yīng)用。在課后鞏固中，教師要引導(dǎo)學(xué)生自主繪畫思維導(dǎo)圖或者是完善之前繪制的思維導(dǎo)圖。通過對思維導(dǎo)圖的改善，更好地理解知識，實(shí)現(xiàn)對知識點(diǎn)的歸納和總結(jié)。例如在學(xué)習(xí)了《運(yùn)動的合成與分解》后，教師可以讓學(xué)生通過總結(jié)的方式繪制思維導(dǎo)圖。在系統(tǒng)總結(jié)中，學(xué)生認(rèn)識到了本課的“合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系”“合運(yùn)動性質(zhì)的判斷”“合位移和合速度的計(jì)算”“運(yùn)動的分解”都是要點(diǎn)。在總結(jié)“合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系”時(shí)，需要關(guān)注等時(shí)性、獨(dú)立性和等效性。在總結(jié)“合運(yùn)動性質(zhì)的判斷”時(shí)需要先根據(jù)平行四邊形定則，求出合運(yùn)動的合初速度v0與合加速度a，然后進(jìn)行判斷。判斷是否做勻速運(yùn)動，判斷軌跡的曲直。在總結(jié)“合位移和合速度的計(jì)算”時(shí)，學(xué)生需要了解平行四邊形定則，并且結(jié)合具體的案例進(jìn)行深入分析和實(shí)踐，達(dá)到靈活應(yīng)用的目的。在總結(jié)“運(yùn)動的分解”時(shí)，學(xué)生會明確運(yùn)動的分解是運(yùn)動合成的逆運(yùn)算，利用運(yùn)動的分解可以把曲線運(yùn)動問題轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動問題，達(dá)到靈活應(yīng)用的目的。學(xué)生自主繪制思維導(dǎo)圖并結(jié)合實(shí)例來探究，會深化認(rèn)識，實(shí)現(xiàn)對知識的客觀理解和系統(tǒng)化認(rèn)識。

總之，思維導(dǎo)圖能夠更直觀地將物理知識串聯(lián)起來，把零散的知識系統(tǒng)化，幫助學(xué)生構(gòu)建知識之間的聯(lián)系。學(xué)生在自主思考和主動探究中會突破思維上的限制，主動擴(kuò)展知識，通過綜合概括的方式來總結(jié)歸納，形成系統(tǒng)性認(rèn)識。學(xué)生大腦中有了清晰的知識系統(tǒng)和框架會順利地開展探究活動，在應(yīng)用時(shí)做到信手拈來，得心用手，推動學(xué)生探究能力的提高。