思維導(dǎo)圖在高中物理教學(xué)中的有效應(yīng)用研究

摘要：高中物理學(xué)科對學(xué)生來說難度較大，教師在課堂教學(xué)中，不僅要注重學(xué)生理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的傳授，還要注重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力.教學(xué)中，為了能夠培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)，提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，教師應(yīng)將思維導(dǎo)圖應(yīng)用到教學(xué)中，借助圖形幫助學(xué)生理清知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，使學(xué)生更好地掌握和理解知識(shí)，進(jìn)而提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng).基于此，文章闡述了思維導(dǎo)圖在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值，并提出具體應(yīng)用策略，旨在提高物理教學(xué)的有效性.

關(guān)鍵詞：思維導(dǎo)圖；高中物理；教學(xué)策略

中圖分類號：G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：1008-0333（2025）06-0081-03

收稿日期：2024-11-25

作者簡介：劉晴，碩士，中小學(xué)一級教師，從事物理教學(xué)研究.

高中物理作為一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的學(xué)科，涉及的知識(shí)點(diǎn)繁多且相互關(guān)聯(lián)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易出現(xiàn)知識(shí)碎片化，難以構(gòu)建完整的知識(shí)體系.思維導(dǎo)圖作為一種有效的思維工具，通過圖形化的方式展現(xiàn)知識(shí)之間的聯(lián)系和層級關(guān)系，幫助學(xué)生構(gòu)建清晰的知識(shí)框架，理解復(fù)雜概念，促進(jìn)思維的發(fā)散與整合.高中物理教師應(yīng)該將思維導(dǎo)圖有效應(yīng)用于課堂教學(xué)中，以此提高學(xué)生的思維能力和學(xué)習(xí)效率，幫助學(xué)生系統(tǒng)掌握物理知識(shí)，形成完整的知識(shí)體系.

1思維導(dǎo)圖在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值

1.1有助于構(gòu)建和諧的師生關(guān)系

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師往往占據(jù)主導(dǎo)地位，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，導(dǎo)致課堂氣氛較為沉悶，師生關(guān)系相對疏遠(yuǎn)，思維導(dǎo)圖的應(yīng)用則為高中物理教學(xué)帶來全新的互動(dòng)模式.在課堂中利用思維導(dǎo)圖進(jìn)行教學(xué)，可以引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與知識(shí)的形成和構(gòu)建過程，使學(xué)生在思考、討論和繪制過程中與教師開展互動(dòng)，不僅能夠增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能促進(jìn)師生之間的情感交流，有助于構(gòu)建和諧的師生關(guān)系[1].

1.2有助于提高學(xué)生的問題解決能力

高中物理知識(shí)涉及面廣、難度大，學(xué)生在面對復(fù)雜問題時(shí)往往感到無從下手，而思維導(dǎo)圖的應(yīng)用則能幫助學(xué)生系統(tǒng)地梳理知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，將抽象問題具體化、形象化.通過繪制思維導(dǎo)圖，學(xué)生能夠清晰地看到知識(shí)之間的相互聯(lián)系，從而找到解決問題的突破口.同時(shí)，教師借助思維導(dǎo)圖的發(fā)散性特點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生從不同角度思考問題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和問題解決能力，使學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中快速定位問題關(guān)鍵信息，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行解答，從而提高解題的效率和準(zhǔn)確性.

1.3有助于培養(yǎng)學(xué)生的歸納整合能力

高中物理知識(shí)體系龐大且復(fù)雜，學(xué)生只有具備良好的歸納整合能力才能有效掌握和應(yīng)用物理知識(shí).思維導(dǎo)圖作為一種有效的學(xué)習(xí)工具，能夠幫助學(xué)生將零散的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來，形成一個(gè)系統(tǒng)、完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò).在思維導(dǎo)圖的輔助下，學(xué)生可以自主對所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分類、比較和總結(jié)，加深對知識(shí)的理解和記憶，這種方式可以更好地鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力和自主學(xué)習(xí)能力，同時(shí)也能夠進(jìn)一步提升學(xué)生的歸納整合能力，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[2].

2思維導(dǎo)圖在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略

2.1利用思維導(dǎo)圖，學(xué)習(xí)物理新概念

高中物理教學(xué)中涉及很多物理概念，如果學(xué)生能夠?qū)@些概念進(jìn)行深入理解和掌握，有助于提升學(xué)習(xí)質(zhì)量.但是，在教學(xué)過程中，很多教師未意識(shí)到概念的重要性，在講述過程中并沒有對概念的形成過程進(jìn)行詳細(xì)講解，使得學(xué)生在應(yīng)用概念過程中難以達(dá)到理想效果.為了解決這一問題，教師應(yīng)該利用思維導(dǎo)圖，將物理概念以直觀化的方式展現(xiàn)在學(xué)生面前，以此加深學(xué)生對新概念的理解，促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)深層次學(xué)習(xí)[3].

以人教版“動(dòng)能和動(dòng)能定理”為例，教師在利用思維導(dǎo)圖幫助學(xué)生學(xué)習(xí)這一新概念時(shí)，可以將其分為兩大部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)化呈現(xiàn).在教學(xué)中，教師首先要將“動(dòng)能”和“動(dòng)能定理”作為核心概念，置于思維導(dǎo)圖的中心位置，然后圍繞這兩個(gè)核心概念，分出主要分支，動(dòng)能的定義（物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量）、動(dòng)能定理的表述（合外力對物體做的功等于物體動(dòng)能的變化）以及動(dòng)能定理的公式（W=12mv22-12mv21）.在每個(gè)分支下，還可以進(jìn)一步細(xì)化，如動(dòng)能的定義下可以解釋動(dòng)能的計(jì)算公式（Ek=12mv2）及其物理意義，動(dòng)能定理的表述下可以強(qiáng)調(diào)功的正負(fù)與動(dòng)能變化的關(guān)系，公式部分則詳細(xì)解釋各個(gè)符號的含義（W為合外力做的功，m為物體質(zhì)量，v1和v2分別為初末速度）.在上述概念解釋的基礎(chǔ)上，教師可以通過思維導(dǎo)圖進(jìn)一步舉例說明動(dòng)能定理的應(yīng)用.例如，可以設(shè)計(jì)一個(gè)具體的問題情境：一輛質(zhì)量為m的汽車，在恒定牽引力F的作用下，從靜止開始沿平直公路加速行駛，經(jīng)過時(shí)間t后速度達(dá)到v，求這個(gè)過程中汽車所受的合外力做的功.在這個(gè)例子中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)動(dòng)能定理的公式，將已知量代入公式計(jì)算合外力做的功，從而驗(yàn)證動(dòng)能定理的正確性，以此幫助學(xué)生理解動(dòng)能定理的實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)一步加深學(xué)生對動(dòng)能和動(dòng)能定理概念的理解.

2.2利用思維導(dǎo)圖，開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

高中物理教學(xué)中，物理實(shí)驗(yàn)是幫助學(xué)生理解和驗(yàn)證知識(shí)的重要載體，但是，由于高中物理知識(shí)涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，知識(shí)點(diǎn)之間具有緊密的聯(lián)系，教師在教學(xué)過程中，很難對每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都開展實(shí)驗(yàn)教學(xué).因而教師往往會(huì)讓學(xué)生通過觀看實(shí)驗(yàn)視頻開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這種方式容易出現(xiàn)“走馬觀花”的問題，學(xué)生不僅無法真正掌握實(shí)驗(yàn)的步驟，還容易混淆相似的實(shí)驗(yàn).據(jù)此，教師需要將思維導(dǎo)圖應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以此降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更具條理性[4].

例如，在人教版“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，首先在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，教師應(yīng)該利用思維導(dǎo)圖繪制實(shí)驗(yàn)的總體框架，在該框架中明確實(shí)驗(yàn)的目的、所需器材、操作步驟及預(yù)期結(jié)果等關(guān)鍵要素.例如，教師可以在思維導(dǎo)圖的中心位置寫上實(shí)驗(yàn)名稱，然后從中心發(fā)散出四個(gè)主要分支：實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)處理.每個(gè)分支下再細(xì)化具體內(nèi)容，如在實(shí)驗(yàn)步驟分支下列出準(zhǔn)備器材、安裝裝置、釋放小球、測量數(shù)據(jù)等詳細(xì)步驟.其次，在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生可以依據(jù)教師提供的思維導(dǎo)圖框架，實(shí)時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和測量數(shù)據(jù).例如，在本實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以在測量數(shù)據(jù)分支下，記錄每次實(shí)驗(yàn)中兩小球碰撞前后的速度以及碰撞點(diǎn)、落點(diǎn)位置等信息，這種記錄方式直觀方便，還能有效避免數(shù)據(jù)遺漏，提高實(shí)驗(yàn)效率.最后，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，教師和學(xué)生可以共同利用思維導(dǎo)圖對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過對比理論預(yù)期與實(shí)測數(shù)據(jù)，學(xué)生能夠直觀看到實(shí)驗(yàn)結(jié)果與動(dòng)量守恒定律的一致性，進(jìn)而加深對動(dòng)量守恒概念的理解.

2.3利用思維導(dǎo)圖，啟發(fā)解題思路

在高中物理學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生不僅需要掌握相關(guān)的概念和公式，還要能夠解決實(shí)際物理問題，尤其是在面對復(fù)雜電路問題時(shí)，為了幫助學(xué)生理清解題思路，教師應(yīng)該充分利用思維導(dǎo)圖來啟發(fā)學(xué)生的解題思路[5].

以人教版“串聯(lián)電路和并聯(lián)電路”一課為例，教師可以詳細(xì)闡述如何利用思維導(dǎo)圖來指導(dǎo)學(xué)生解題.解題思路梳理：第一步，學(xué)生需要仔細(xì)閱讀題目，提取關(guān)鍵信息，如電路的類型（串聯(lián)或并聯(lián)）、已知的物理量（電壓、電流、電阻等）、求解目標(biāo)（如某部分電路的電流、電壓或功率），將這些信息置于思維導(dǎo)圖的中心位置，作為解題的起點(diǎn).第二步，學(xué)生需要根據(jù)提取的關(guān)鍵信息，構(gòu)建思維導(dǎo)圖的初步框架.在“串聯(lián)電路和并聯(lián)電路”題目中，框架可以包括“電路類型”“已知條件”“待求量”“解題步驟”等主要分支.例如，在思維導(dǎo)圖中心寫上“求解串聯(lián)/并聯(lián)電路問題”，然后圍繞這個(gè)中心展開分支.第三步，根據(jù)題目中的已知條件和待求量，學(xué)生需要進(jìn)一步推導(dǎo)解題所需的物理公式和定理.例如，在串聯(lián)電路中，總電阻的求解公式為R=R1+R2+…+Rn，電壓分配關(guān)系為U1∶U2∶…Un=R1∶R2∶…∶Rn等，這些公式和定理應(yīng)被補(bǔ)充到思維導(dǎo)圖的相應(yīng)分支上，形成完整的解題邏輯鏈條.第四步，在公式和定理確定后，學(xué)生開始規(guī)劃具體的解題步驟，按照邏輯順序依次排列在思維導(dǎo)圖的分支下.例如，在解決串聯(lián)電路問題時(shí)，首先根據(jù)已知條件計(jì)算總電阻，然后根據(jù)歐姆定律計(jì)算總電流，接著利用電壓分配關(guān)系計(jì)算各部分電路的電壓，最后根據(jù)題目要求求解待求量.

以“串聯(lián)電路和并聯(lián)電路”該章節(jié)后面的練習(xí)與應(yīng)用中的第四題為例進(jìn)行示例應(yīng)用，該題解題思路為：根據(jù)題意得知，當(dāng)A、B兩個(gè)端點(diǎn)接入10 V電壓后，電流為滿偏電流；當(dāng)A、C兩個(gè)端點(diǎn)接入100 V電壓，電流為滿偏電流.根據(jù)上述關(guān)鍵信息，列出解題步驟：

解題方程為Ig（Rg+R1）=10 VIg（Rg+R1+R2）=100 V

解方程可得R1=9.5×103 ΩR2=9.4×105 Ω

通過這樣的思維導(dǎo)圖引導(dǎo)，學(xué)生可以清晰地看到解題的全過程，不僅有助于學(xué)生理解題目和解題邏輯，還能提高其解題的效率和準(zhǔn)確性.

2.4利用思維導(dǎo)圖，開展物理復(fù)習(xí)課程

復(fù)習(xí)是物理學(xué)習(xí)中不可或缺的一環(huán)，不僅有助于鞏固舊知識(shí)，還能提升解題能力.在物理復(fù)習(xí)課程中，由于新知識(shí)和舊知識(shí)之間存在差異，為了更好地幫助學(xué)生理清重點(diǎn)和難點(diǎn)，教師應(yīng)該合理運(yùn)用思維導(dǎo)圖這一強(qiáng)大的思維工具，幫助學(xué)生深層次理解知識(shí)，將零散的知識(shí)形成一個(gè)系統(tǒng)的整體，促進(jìn)學(xué)生能力的不斷提升.

例如，在人教版“萬有引力定律”復(fù)習(xí)教學(xué)中，首先，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生繪制出思維導(dǎo)圖的主干，明確萬有引力定律、開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律等核心概念，以及引力常量、天體質(zhì)量與密度的計(jì)算等基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn).其次，幫助學(xué)生進(jìn)一步細(xì)化各個(gè)分支，將行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律、萬有引力定律的應(yīng)用場景等細(xì)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)充，同時(shí)輔以經(jīng)典例題，如通過行星運(yùn)行周期測定其密度的問題來加深理解.這種結(jié)構(gòu)化的復(fù)習(xí)方式，不僅能讓學(xué)生清晰地看到知識(shí)點(diǎn)間的邏輯關(guān)系，還能通過實(shí)例分析提高解題技巧.最后，教師還應(yīng)該組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，鼓勵(lì)學(xué)生分享各自的思維導(dǎo)圖，通過比較與歸納，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中的盲點(diǎn)，共同完善知識(shí)體系.總之，教師在復(fù)習(xí)教學(xué)過程中，通過以思維導(dǎo)圖為核心的復(fù)習(xí)方式，不僅能夠有效提高學(xué)生的復(fù)習(xí)效率，還能更好地培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神.

3結(jié)束語

綜上所述，思維導(dǎo)圖在高中物理教學(xué)中應(yīng)用，不僅可以提高學(xué)生的問題解決能力，培養(yǎng)學(xué)生的歸納整合能力，還有利于構(gòu)建和諧的師生關(guān)系.教師應(yīng)該充分利用思維導(dǎo)圖，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理新概念，高效開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，啟發(fā)解題思路，開展物理復(fù)習(xí)課程，提升物理教學(xué)的質(zhì)量和效果，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng).

參考文獻(xiàn)：

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[2] 周麗萍.新高考背景下思維導(dǎo)圖在高中物理復(fù)習(xí)中的有效應(yīng)用[J].高考，2023（21）：72-74.

[3] 林凱.談思維導(dǎo)圖在高中物理教學(xué)中的有效應(yīng)用[J].數(shù)理天地（高中版），2023（12）：41-43.

[4] 郭利.思維導(dǎo)圖在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)，2023（16）：39-41.

[5] 李雙梅.思維導(dǎo)圖在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].智力，2023（06）：52-55.

［責(zé)任編輯：李璟］