思維導(dǎo)圖在高中物理教學(xué)中的實(shí)踐研究

蔡德輝

（甘肅省武威第七中學(xué)，甘肅武威 733000）

高中物理知識內(nèi)容緊湊、概念抽象，給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了一定的難度。高中物理教師在開展教學(xué)活動的過程中應(yīng)充分認(rèn)識到思維導(dǎo)圖對發(fā)散思維的引導(dǎo)作用，依據(jù)物理學(xué)科素養(yǎng)的要求在培養(yǎng)學(xué)生理解物理知識、梳理知識結(jié)構(gòu)的同時幫助學(xué)生拓展思維空間，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展。在高中物理教學(xué)過程中，受到傳統(tǒng)應(yīng)試教學(xué)模式的影響以及高考帶來的壓力，教師大多采用題海戰(zhàn)術(shù)的模式進(jìn)行教學(xué)，致使學(xué)生始終束縛在“被動”學(xué)習(xí)的模式下，不僅抑制了學(xué)生培養(yǎng)邏輯思維，也違背了新課程改革對培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的初心。思維導(dǎo)圖是一種思維可視化、知識表征的教學(xué)工具，將其融入物理課堂教學(xué)中可以充分發(fā)揮思維導(dǎo)圖的輔助價值，引導(dǎo)學(xué)生在理解和掌握知識的同時促進(jìn)思維能力的發(fā)展。

一、學(xué)科素養(yǎng)視域下高中物理課堂教學(xué)現(xiàn)狀分析

隨著新課程改革的不斷深入，其對物理學(xué)科素養(yǎng)提出更加明確的要求，也給教學(xué)工作帶來巨大的挑戰(zhàn)。但在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前高中物理課堂教學(xué)呈現(xiàn)出明顯的“低效化”，致使教師和學(xué)生浪費(fèi)了大量的精力和時間，教學(xué)效果卻不盡如人意。在分析中發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致高中物理課堂教學(xué)現(xiàn)狀的原因主要有以下三個方面：

第一，從“點(diǎn)”的維度上來說。當(dāng)前物理教學(xué)重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生對物理知識點(diǎn)的掌握情況，并引導(dǎo)學(xué)生圍繞重難點(diǎn)開展教學(xué)。但是在具體教學(xué)的過程中，教師受到傳統(tǒng)教學(xué)方式的束縛，只是將教學(xué)的主要精力都集中在物理知識點(diǎn)的教學(xué)上，忽視了學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中能力以及思維的發(fā)展，難以落實(shí)物理核心素養(yǎng)下的教學(xué)目標(biāo)；同時，部分教師在開展課堂教學(xué)時依然沿用傳統(tǒng)的“講解式”教學(xué)模式，僅僅在公開課上選擇新的教學(xué)手段。這種單一、滯后的教學(xué)模式也在很大程度上制約了課堂教學(xué)質(zhì)量的提高。

第二，從“量”的維度上來說。經(jīng)過調(diào)查和走訪發(fā)現(xiàn)，一些物理教師在開展課堂教學(xué)時十分關(guān)注理論知識并且習(xí)題訓(xùn)練的量非常大，學(xué)生出現(xiàn)疲勞迎戰(zhàn)高考的情況。教師在教學(xué)中忽視學(xué)生的思維發(fā)展、探究能力的訓(xùn)練量；同時，在高中物理教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的量還存在明顯的不足，甚至為了省時省力，選擇口頭、PPT 講解的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這種物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不僅導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手操作量不足，也制約了學(xué)生的探究、觀察、思維發(fā)展，嚴(yán)重阻礙了物理核心素養(yǎng)的落實(shí)。

第三，從“度”的維度上來說。當(dāng)前高中物理課堂教學(xué)還面臨著學(xué)生參與度不夠、教學(xué)進(jìn)度設(shè)計不科學(xué)等現(xiàn)象。從學(xué)生的課堂參與度來說，受到應(yīng)試教學(xué)模式的束縛，教師并沒有充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)工作中的主體地位，師生互動、生生互動成為一種口號或形式，嚴(yán)重制約了課堂教學(xué)質(zhì)量的提高。另外，從物理課堂教學(xué)進(jìn)度來說，教師基本上是憑借自己的經(jīng)驗(yàn)安排教學(xué)進(jìn)度，忽視了學(xué)生的接受能力，致使課堂教學(xué)出現(xiàn)了教學(xué)進(jìn)度不均衡的現(xiàn)象，難以真正提高物理課堂教學(xué)質(zhì)量。

二、思維導(dǎo)圖在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）思維導(dǎo)圖與教學(xué)設(shè)計

在高中物理課堂教學(xué)中，教學(xué)設(shè)計是整個教學(xué)活動開展的基礎(chǔ)，直接決定了教師的教學(xué)活動以及課堂教學(xué)結(jié)果。教學(xué)設(shè)計是一項十分復(fù)雜的工程，教師必須站在全局的角度上對物理核心素養(yǎng)、物理教材內(nèi)容、學(xué)情進(jìn)行全面分析，精準(zhǔn)把握新舊知識點(diǎn)之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合教學(xué)設(shè)計的內(nèi)容和學(xué)生對物理知識掌握情況開展設(shè)計教學(xué)工作。針對當(dāng)前物理教學(xué)設(shè)計中存在的諸多問題，為了真正提升高中物理教學(xué)設(shè)計的科學(xué)性、有效性，教師可以充分融入思維導(dǎo)圖這一工具，借助其層級性、直觀性、整體性等優(yōu)勢將教師頭腦中的所思、所想呈現(xiàn)出來。在思維導(dǎo)圖的輔助下，高中物理教師可以將“教學(xué)設(shè)計流程”作為思維導(dǎo)圖的中心關(guān)鍵詞匯。接著，根據(jù)教學(xué)設(shè)計的內(nèi)容確定出六個部分，即：教學(xué)目標(biāo)、學(xué)情分析、教材分析、教學(xué)重難點(diǎn)、教學(xué)方法、教學(xué)過程，將其作為思維導(dǎo)圖的一級知識點(diǎn)，并運(yùn)用流暢的線條將其聯(lián)系起來；之后，以一級知識點(diǎn)作為中心再次進(jìn)行延伸。以“教學(xué)目標(biāo)”為例，教師結(jié)合高中物理核心素養(yǎng)的內(nèi)容，分別從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度和價值觀三個維度對其進(jìn)行細(xì)化，使其成為“教學(xué)目標(biāo)”下的次級知識點(diǎn)。之后，再結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容明確每一個維度的目標(biāo)。如此一來，經(jīng)過思維導(dǎo)圖的輔助，教師就可形成一份系統(tǒng)化、清晰的教學(xué)計劃，為后續(xù)的高效教學(xué)奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）思維導(dǎo)圖與課前預(yù)習(xí)

課前預(yù)習(xí)是學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)的第一個環(huán)節(jié)。通過有效的課前預(yù)習(xí)，學(xué)生可掌握基本的知識點(diǎn)，明確自己在預(yù)習(xí)中存在的疑惑點(diǎn)等。如此，在課前學(xué)生能夠大致了解教學(xué)內(nèi)容，并收集在預(yù)習(xí)過程中不理解的知識點(diǎn)，帶著問題去學(xué)習(xí)，真正提高高中物理課堂教學(xué)質(zhì)量。此外，學(xué)生在自主預(yù)習(xí)的過程中也逐漸掌握了自主學(xué)習(xí)方法，循序漸進(jìn)提高了自主學(xué)習(xí)能力。但在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前高中學(xué)生在進(jìn)行課前預(yù)習(xí)的時候，由于沒有掌握基本的預(yù)習(xí)方法，常常誤認(rèn)為課前預(yù)習(xí)就是按照教材上的內(nèi)容瀏覽一遍即可。如此不僅浪費(fèi)了學(xué)生的學(xué)習(xí)時間，也無法實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)的預(yù)期目的。為此，為了提升物理學(xué)科預(yù)習(xí)實(shí)效性，教師要積極地引入思維導(dǎo)圖輔助教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生在預(yù)習(xí)的過程中一邊預(yù)習(xí)一邊繪制思維導(dǎo)圖，將知識點(diǎn)整合起來。同時，學(xué)生要將自己在預(yù)習(xí)中存在的疑惑點(diǎn)、難點(diǎn)標(biāo)注出來，以便在課堂學(xué)習(xí)的過程中更有針對性地學(xué)習(xí)知識。例如，在“萬有引力定律”的教學(xué)中，教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)的時候就借助了思維導(dǎo)圖這一工具，指導(dǎo)學(xué)生在預(yù)習(xí)的過程中明確本課的核心知識點(diǎn)、次級知識點(diǎn)以及次次級知識點(diǎn)等，最終形成一個系統(tǒng)化的思維導(dǎo)圖。在這個過程中，部分學(xué)生在預(yù)習(xí)的過程中以“萬有引力”作為思維導(dǎo)圖的關(guān)鍵詞匯，以圓周運(yùn)動、牛頓第三定律、開普勒三大定律作為第一個分支；第二個分支以萬有引力思路的分析和過程著手分析，解析天體和重物下落原理；第三個分支以萬有引力定律的公式、含義為主，旨在解決簡單的問題；以萬有引力常量測定的方法作為第四個分支。由此，在思維導(dǎo)圖的輔助下，學(xué)生在預(yù)習(xí)的過程中形成了系統(tǒng)化的知識體系，初步掌握了本課的知識點(diǎn)。此外，學(xué)生在課前預(yù)習(xí)的過程中受到知識、能力等多種因素的影響，常常會遇到一些疑惑點(diǎn)、難點(diǎn)，這時就可以在思維導(dǎo)圖上進(jìn)行標(biāo)注，以便于課堂上進(jìn)行針對性的學(xué)習(xí)。

（三）思維導(dǎo)圖與課堂教學(xué)

在傳統(tǒng)高中物理教學(xué)模式下，教師基本上都是課堂上灌輸知識、課下采用題海戰(zhàn)術(shù)。但這種單一、滯后的教學(xué)模式難以真正滿足物理核心素養(yǎng)下的教學(xué)目標(biāo)，制約了學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。為此，教師在教學(xué)過程中結(jié)合物理學(xué)科特點(diǎn)運(yùn)用思維導(dǎo)圖輔助教學(xué)，旨在利用思維導(dǎo)圖對學(xué)生思維邏輯培養(yǎng)的有效性嘗試更多研究方法，以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。

第一，應(yīng)用到物理概念教學(xué)中。物理概念是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，也是學(xué)生學(xué)好物理的關(guān)鍵?；谖锢砀拍畹奶攸c(diǎn)，在物理概念教學(xué)中教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生明白為何引入概念、概念的物理意義和本質(zhì)屬性等，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)中了解概念的形成過程、生成理解性記憶?；诖耍處熢陂_展教學(xué)時就可充分發(fā)揮思維導(dǎo)圖的輔助價值，強(qiáng)化物理概念教學(xué)效果。以“平均速度、平均速率”教學(xué)為例，教師在引導(dǎo)學(xué)生對這兩個物理概念進(jìn)行學(xué)習(xí)的時候就以“描述物體運(yùn)動快慢”作為思維導(dǎo)圖的中心，給學(xué)生展示了物體在勻速運(yùn)動、變速運(yùn)動中的運(yùn)動狀態(tài)，使得學(xué)生對其產(chǎn)生初步的認(rèn)識。之后對思維導(dǎo)圖進(jìn)行延伸，使其成為勻速運(yùn)動、變速運(yùn)動兩個知識點(diǎn)并分別對其進(jìn)行細(xì)化，明確勻速運(yùn)動、變速運(yùn)動的基本內(nèi)涵。在此基礎(chǔ)上，教師要指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)，得出速度、平均速度、平均速率等概念，進(jìn)而通過思維導(dǎo)圖的輔助真正提升物理概念的學(xué)習(xí)效果。

第二，應(yīng)用到物理規(guī)律教學(xué)中。在物理教學(xué)中，物理規(guī)律主要揭示物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、物質(zhì)運(yùn)動中所遵守的規(guī)律，是學(xué)生學(xué)好物理的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。基于傳統(tǒng)物理課堂教學(xué)，教師對物理規(guī)律歸納、演繹重視程度不夠，忽視了學(xué)生分析、推理和想象能力的培養(yǎng)?；诖?，教師可以融入思維導(dǎo)圖教學(xué)方式輔助教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識框架，完成物理規(guī)律的分析和推理，最終促使學(xué)生在物理規(guī)律分析中逐漸提升自身的物理綜合素養(yǎng)。例如，在“牛頓第二運(yùn)動定律”的教學(xué)中，教師就采用了這一教學(xué)手段：首先，以實(shí)際生活中火箭發(fā)射視頻、賽車比賽視頻等作為教學(xué)情境，提出“物體加速度的大小跟作用力之間的關(guān)系以及在設(shè)計實(shí)驗(yàn)時如何體現(xiàn)力的瞬時作用規(guī)律”等問題；接著，引導(dǎo)學(xué)生對“研究滑動摩擦力與哪些因素有關(guān)”的物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行回憶，明確“控制變量法”，以此作為物理規(guī)律探究學(xué)習(xí)的關(guān)鍵點(diǎn)。與此同時，教師要引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合牛頓第二運(yùn)動定律中所學(xué)的知識充分發(fā)揮自己的聯(lián)想，經(jīng)過類比最終得出加速度和質(zhì)量、作用力之間的關(guān)系；接著，教師帶領(lǐng)學(xué)生在試探探究的過程中通過改變合外力確定a 和F 的關(guān)系，并引導(dǎo)學(xué)生自主嘗試在改變質(zhì)量的情況下對加速度進(jìn)行測定，最終形成完整的思維導(dǎo)圖。由此可見，運(yùn)用思維導(dǎo)圖開展教學(xué)活動真正提高了高中物理教學(xué)質(zhì)量，促使學(xué)生在物理規(guī)律探究的過程中提升自身的物理核心素養(yǎng)。

第三，應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)中。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中物理教學(xué)的重中之重。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的完美統(tǒng)一。在開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，教師要鼓勵學(xué)生積極觀察探索，并強(qiáng)化操作、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題等多種能力，真正促進(jìn)物理學(xué)科素養(yǎng)的落實(shí)。基于當(dāng)前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的諸多問題，高中物理教師在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)時應(yīng)靈活運(yùn)用思維導(dǎo)圖這一工具，引導(dǎo)學(xué)生一邊實(shí)驗(yàn)、一邊繪制思維導(dǎo)圖，最終在思維導(dǎo)圖的輔助下真正提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。例如，在“影響滑動摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中，教師就提前給學(xué)生準(zhǔn)備了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材并借助思維導(dǎo)圖對滑動摩擦力相關(guān)知識進(jìn)行了復(fù)習(xí)，分別從定義、產(chǎn)生條件、作用點(diǎn)、方向四個方面進(jìn)行了復(fù)習(xí)，形成了系統(tǒng)化的知識體系。接著，教師要引導(dǎo)學(xué)生以小組的形式做實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)的過程中繪制物理實(shí)驗(yàn)思維導(dǎo)圖，以“影響滑動摩擦力大小的因素”作為關(guān)鍵點(diǎn)，以“接觸面粗糙程度、壓力、運(yùn)動速度、接觸面面積”作為四個分支，分別以每一個分支作為中心，改變不同的因素進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，最終在思維導(dǎo)圖的輔助下強(qiáng)化物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。

（四）思維導(dǎo)圖與課堂復(fù)習(xí)

物理知識點(diǎn)繁雜、難度比較大，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中常常面臨著無法掌握的現(xiàn)象。基于此，教師要積極地開展物理課堂復(fù)習(xí)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生在有效的復(fù)習(xí)中查漏補(bǔ)缺、強(qiáng)化知識理解，促使學(xué)生在復(fù)習(xí)的過程中內(nèi)化所學(xué)的知識，最終形成系統(tǒng)化的知識網(wǎng)絡(luò)體系。在傳統(tǒng)的高中物理復(fù)習(xí)中，教師往往僅依賴教材上的內(nèi)容對所有的知識點(diǎn)進(jìn)行簡單的堆砌羅列，之后便引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行針對性的練習(xí)。面對傳統(tǒng)復(fù)習(xí)中產(chǎn)生的諸多弊端，教師可深入挖掘思維導(dǎo)圖的教學(xué)價值，借助思維導(dǎo)圖的遞進(jìn)性和層次性特點(diǎn)鎖定思維導(dǎo)圖的關(guān)鍵詞匯，對其進(jìn)行層層延伸和拓展，促使學(xué)生逐漸形成系統(tǒng)化的網(wǎng)絡(luò)知識體系。以“牛頓運(yùn)動定律”復(fù)習(xí)為例，為了強(qiáng)化課堂復(fù)習(xí)效果，教師可將此作為思維導(dǎo)圖的中心點(diǎn)，以牛頓第一定律、牛頓第二定律、牛頓第三定律、物理學(xué)史、實(shí)際問題作為一級知識點(diǎn)；接著，分別以每一個一級知識點(diǎn)為中心，從“內(nèi)容、理解、應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)”等方面對牛頓第一定律、牛頓第二定律、牛頓第三定律進(jìn)行拓展和延伸。針對“物理史”這一知識點(diǎn)的復(fù)習(xí)，教師可以對亞里士多德、伽利略、笛卡爾、牛頓四個人的物理學(xué)成就進(jìn)行延伸，并結(jié)合常見的“連接體問題、傳送帶問題、板塊、超重和失重、思想方法”等知識點(diǎn)進(jìn)行分析。如此，我們通過拓展和細(xì)化思維導(dǎo)圖真正提升了高中物理課堂復(fù)習(xí)效果，也促使學(xué)生在復(fù)習(xí)物理知識的過程中逐漸形成系統(tǒng)化的知識體系。

三、結(jié)語

綜上所述，面對高中物理核心素養(yǎng)下的教學(xué)目標(biāo)，教師必須從傳統(tǒng)的教學(xué)理念和模式下解放出來，結(jié)合物理教學(xué)的需要以及思維導(dǎo)圖的特點(diǎn)將思維導(dǎo)圖靈活融入課堂教學(xué)中并借助思維導(dǎo)圖優(yōu)化教學(xué)設(shè)計、課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、課后復(fù)習(xí)等環(huán)節(jié)，真正提升高中物理課堂教學(xué)的有效性，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)高中物理知識的過程中提升自身的核心素養(yǎng)。