基于思維導(dǎo)圖的高中物理教學(xué)實踐探討

王圣軍

摘 要：思維導(dǎo)圖是一種將思維可視化的工具。將思維導(dǎo)圖引入教育領(lǐng)域以來，已經(jīng)在教育教學(xué)過程中產(chǎn)生了積極的影響。本文針對學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中存在的問題，提出了運用思維導(dǎo)圖解決問題的策略，并闡述了運用思維導(dǎo)圖在概念教學(xué)、綜合問題的解決、問題整合等方面作出的嘗試與探索。

關(guān)鍵詞：思維導(dǎo)圖；高中物理；教學(xué)實踐

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）9-0024-4

思維導(dǎo)圖引入到教育領(lǐng)域以來，已經(jīng)在教育教學(xué)過程中產(chǎn)生了積極的影響。思維導(dǎo)圖的運用很好地體現(xiàn)了建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的理念，為學(xué)生構(gòu)建知識體系和深度學(xué)習(xí)提供了方法；思維導(dǎo)圖作為一種思維可視化的工具，為學(xué)生呈現(xiàn)問題解決的思路和過程；思維導(dǎo)圖的發(fā)散性為學(xué)生形成知識串聯(lián)和創(chuàng)造性思維提供幫助。在教學(xué)過程中合理運用思維導(dǎo)圖展開教學(xué)，無疑會很好地提高課堂效率，促進(jìn)有效教學(xué)。

1 運用思維導(dǎo)圖幫助學(xué)生加深對物理概念的理解

物理概念是物理學(xué)發(fā)展的支柱，它不僅是物理知識的重要組成部分，也是構(gòu)成物理規(guī)律、建立物理公式和完善物理理論的前提和基礎(chǔ)。然而，由于物理概念的抽象性和學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的某種缺陷，使得學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念存在障礙。尤其是對于后進(jìn)生的學(xué)習(xí)，大量的物理概念使得他們頻與應(yīng)付，記憶的準(zhǔn)確度和理解的深度不能保證，不同概念經(jīng)常會出現(xiàn)混淆。在教學(xué)中教師應(yīng)幫助學(xué)生更好地理解物理概念，建構(gòu)知識體系并形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。如在《動量和動量定理》一節(jié)中關(guān)于動量的教學(xué)筆者作了如下嘗試：

請同學(xué)們閱讀《動量和動量定理》一節(jié)中“動量”的部分內(nèi)容，結(jié)合以前關(guān)于概念的學(xué)習(xí)方法全面掌握動量這一概念。

教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，由于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的差異，學(xué)習(xí)的效果也存在很大的差異，學(xué)生回答的情況不盡相同。大多數(shù)學(xué)生只是對課本的內(nèi)容簡單復(fù)述，對動量的認(rèn)識浮于表面。為此，在教學(xué)中先和學(xué)生一起思考應(yīng)該從哪幾個方面把握物理概念，并形成思維導(dǎo)圖的基本框架，如圖1所示。

思維導(dǎo)圖框架的形成使學(xué)生學(xué)習(xí)概念變得輕松，學(xué)生很容易總結(jié)出有關(guān)動量的知識，并形成簡單的思維導(dǎo)圖，如圖2所示。

這一過程中，學(xué)生對概念的把握更加有條理性，對知識的分層更加明確、科學(xué)，相比線性的復(fù)述效果有了很大的提高，也為今后學(xué)習(xí)物理概念提供了學(xué)習(xí)模式，有助于學(xué)生更好地把握學(xué)科特點，形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。為了讓學(xué)生深入理解動量這一概念，提出問題：

①根據(jù)動量的定義，影響動量大小的因素是什么？請?zhí)岢鰩讉€有關(guān)的問題。

②動量與動能有什么區(qū)別和聯(lián)系？

③動量的變化包括哪幾個方面？如何正確計算動量的變化量？

在已有的思維導(dǎo)圖的基礎(chǔ)上補充完整。如圖3所示。

在教學(xué)發(fā)現(xiàn)有的物理概念表述嚴(yán)密，句式復(fù)雜，如“彈力”這一概念：

發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀，就會對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這個力就叫彈力。

引入思維導(dǎo)圖對學(xué)生理解這一物理概念有很大的幫助。

首先是提煉關(guān)鍵詞。概念中主要體現(xiàn)以下幾點：概念中涉及兩個物體：發(fā)生彈性形變的物體、與它接觸的物體；涉及三個動詞：彈性形變、要恢復(fù)原狀、接觸。這也正體現(xiàn)了彈力的三個方面：產(chǎn)生條件、施力物體與受力物體、方向。思維導(dǎo)圖制作如圖4所示。

在課堂上經(jīng)常性地引導(dǎo)學(xué)生提煉物理概念中的關(guān)鍵詞，對學(xué)生深入地理解物理概念、養(yǎng)成勤于思考、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙Υ茖W(xué)的態(tài)度有很大的督促作用。

2 運用思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)解決物理綜合問題的流程

能夠?qū)⒅R應(yīng)用于生活、運用知識解決問題的能力也是物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，而這一方面的考查主要以題目的形式出現(xiàn)。解題過程是學(xué)生運用已學(xué)的物理概念、規(guī)律結(jié)合實際題目中給出的已知條件求解未知量，從而得出結(jié)論的過程，重點考查學(xué)生對已知知識的靈活運用和思維能力。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生不能很好地完成解題的原因主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）審題不清。

不能很好地將問題的已知條件理清，出現(xiàn)條件不清晰、找不到關(guān)鍵詞的狀況。尤其在考試時，時間緊張加上心理素質(zhì)等因素的影響，不能較為完整地把握題目的情況時常出現(xiàn)。

（2）思路不明。

解題過程中不能將題目與相關(guān)的知識點進(jìn)行有效鏈接，表現(xiàn)為對隱含條件、關(guān)鍵詞把握不準(zhǔn)，分析不全面，受力情況與運動情況處理不到位等。

（3）解題步驟不規(guī)范，計算出錯。

思維導(dǎo)圖的制作過程中體現(xiàn)了提煉關(guān)鍵詞、細(xì)化分支等環(huán)節(jié)，通過概括、歸納、推理等思維方式完成繪制的全過程。教學(xué)過程中，運用思維導(dǎo)圖完成解題、形成好的解題流程、使解題過程模式化，對學(xué)生解決物理問題有很大的幫助。

在教學(xué)實踐中，主要采用了以下環(huán)節(jié)，如圖5所示。

在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，有時完整且內(nèi)容繁多的圖示展示在一張圖上反而讓學(xué)生感覺繁瑣，教師可根據(jù)具體情況將每一個環(huán)節(jié)細(xì)化制圖，以達(dá)到最有效的教學(xué)效果。

例題 如圖6所示，光滑水平軌道與半徑為R的光滑豎直半圓軌道在B點平滑連接，在過圓心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的勻強電場?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從水平軌道上A點由靜止釋放，小球運動到C點離開圓軌道后，經(jīng)界面MN上的P點進(jìn)入電場（P點恰好在A點的正上方，如圖6所示，小球可視為質(zhì)點，小球運動到C點之前電荷量保持不變，經(jīng)過C點后電荷量立即變?yōu)榱悖Ｒ阎狝、B間距離為2R，重力加速度為g，在上述運動過程中，求電場強度E的大小。

審題環(huán)節(jié)中引導(dǎo)學(xué)生提煉關(guān)鍵詞，對已知量分類制圖，如圖7所示。

通過思維導(dǎo)圖使題目中的已知量較為清晰地展示出來，學(xué)生再將思維導(dǎo)圖與題目中的示意圖結(jié)合，對題干的把握更準(zhǔn)確、全面。

在分析解題思路時，將思維過程較為全面地呈現(xiàn)出來，如圖8所示。

在教學(xué)過程中幫助學(xué)生分析解題思路是非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，只有學(xué)生真正明白解題的思維過程，才能將所學(xué)知識與物理問題有效地聯(lián)系起來，才能靈活、熟練地運用知識解決問題。同時，在教學(xué)中構(gòu)建思維導(dǎo)圖對與學(xué)生學(xué)習(xí)也有很好的自我評價功能，學(xué)生通過思維導(dǎo)圖很清晰地了解到自己在哪方面的知識存在不足。

3 運用思維導(dǎo)圖構(gòu)建物理模型，幫助學(xué)生靈活運用物理模型解決問題

高中物理綜合性問題過程復(fù)雜，但往往是由不同的物理模型組合而成的。在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對物理模型的熟悉程度及對物理模型的變式與拓展的把握是能否解決好物理問題的關(guān)鍵。學(xué)生在解決問題時顧此失彼、對條件的變換不能靈活應(yīng)對、對模型的變換感覺茫然，其主要原因就是不能找到問題之間的區(qū)別與聯(lián)系。在教學(xué)過程中，將典型的物理模型進(jìn)行歸納、匯總，幫助學(xué)生找到模型運用的關(guān)鍵，使其便于儲存和提取是非常重要的。應(yīng)用思維導(dǎo)圖構(gòu)建物理模型使問題圖示化，通過分支建立不同條件下的應(yīng)用方法，匯總不同形式的模型之間的聯(lián)系，可以有效地幫助學(xué)生提高解決問題的能力，提高學(xué)習(xí)效率。

例如：在摩擦力問題的教學(xué)中，關(guān)于A、B兩物塊間的摩擦力問題可作如圖9的設(shè)計。

通過不同條件下A、B間摩擦力的不同可讓學(xué)生正確區(qū)分和計算摩擦力的大小，在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生深入思考，呈現(xiàn)思維過程。

思維導(dǎo)圖作為一種有效的思維工具，有利于理解知識點之間的聯(lián)系形成知識網(wǎng)絡(luò)，有利于實現(xiàn)對物理知識的深度理解。它對于教師教的策略、學(xué)生學(xué)的策略都有極大的幫助。在教學(xué)過程中教師應(yīng)合理地利用思維導(dǎo)圖的特點實現(xiàn)教與學(xué)的最有效的結(jié)合，從而實現(xiàn)物理課堂的有效教學(xué)。

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（欄目編輯 劉 榮）endprint