運用思維導(dǎo)圖深化概念教學(xué)，建構(gòu)物理概念體系

文廣州市南海中學(xué) 于萍

物理概念教學(xué)是指概念性知識的教學(xué)，包括概念、原理、規(guī)律的教學(xué)。物理公式是物理概念的簡寫，對掌握物理概念有重要作用，也是學(xué)好物理的關(guān)鍵。而學(xué)生往往只是對概念死記硬背，因而解題時生搬硬套公式，越學(xué)越困難。

一、根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，從“小圖”到“大圖”，學(xué)習(xí)概念進階

1.學(xué)習(xí)基本概念

對于某一概念或公式的教學(xué)，教師在講解完所學(xué)概念后，可指導(dǎo)學(xué)生畫出思維導(dǎo)圖，學(xué)習(xí)基本概念。在此過程中，引導(dǎo)學(xué)生對概念進行深挖，加深理解概念的內(nèi)涵和外延。例如在學(xué)習(xí)庫侖定律的概念時，某學(xué)生用來突出庫侖力公式的適用條件和公式中各物理量的意義，比傳統(tǒng)的筆記更一目了然。該學(xué)生從庫侖定律公式中電荷量Q外延至靜電場的產(chǎn)生、場源電荷、試探電荷等概念，從兩電荷的相互作用加深了對牛頓第三定律的理解，從靜電力常量k學(xué)習(xí)了扭秤實驗的原理。后來學(xué)習(xí)了電場強度的概念后，又在圖中補充了F=qE公式及其適用范圍。在整個學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生從一個公式出發(fā)，將零散的概念聯(lián)系起來，形成了初步的概念體系?？梢姡@種對概念的學(xué)習(xí)，“不是被動客觀地接受外部知識的過程，而是主動地以已有經(jīng)驗為基礎(chǔ)，建構(gòu)內(nèi)部認知結(jié)構(gòu)的過程”。

2.學(xué)習(xí)重要概念

對于某些綜合性較強的重要概念，可指導(dǎo)學(xué)生將新舊知識聯(lián)系起來，建構(gòu)重要概念體系。如學(xué)習(xí)感應(yīng)電動勢時，某學(xué)生通過圖將公式中的物理量與舊有概念相結(jié)合，如感應(yīng)電動勢中的E與閉合電路歐姆定律中的電源電動勢E；切割磁感線運動的速度V與瞬時速度、平均速度；這些正是學(xué)生覺得混亂之處：同一個字母，所代表的物理意義一樣么？有什么聯(lián)系？弄清其根本聯(lián)系后，就不會再生搬硬套了。之后學(xué)生又由歐姆定律公式中的電流I聯(lián)系到感應(yīng)電流方向的判定方法以及閉合電路中電流的方向，這一點老師并沒有讓他比較，而是他自己在之前的學(xué)習(xí)過程中存在困惑之處，在畫思維導(dǎo)圖時自然就聯(lián)想到了。在這過程中，學(xué)生已經(jīng)從傳統(tǒng)教學(xué)中的被動接受者，轉(zhuǎn)變?yōu)橹R加工的主動建構(gòu)者，成為學(xué)習(xí)的真正主人。更為精妙的是，該學(xué)生由有效長度L聯(lián)想到課后所做的習(xí)題：求圓弧導(dǎo)線的有效長度，并把它畫在思維導(dǎo)圖中，提醒自己在日后復(fù)習(xí)中加以注意。養(yǎng)成這種習(xí)慣，學(xué)生在應(yīng)用公式解題時能考慮周全，快速找到題目中的隱含條件，不掉進“陷阱”，提高解題速度。

雖然是新授課，但學(xué)生在畫思維導(dǎo)圖時，注重了新舊概念的聯(lián)系，已從學(xué)習(xí)知識變?yōu)榻?gòu)知識。認知心理學(xué)家布魯納等人提出了新進的概念學(xué)習(xí)理論：“概念學(xué)習(xí)就是學(xué)習(xí)者利用已有的知識和認知結(jié)構(gòu)，積極主動地感知、整合、加工和記憶外部信息的過程”。學(xué)生以用思維導(dǎo)圖構(gòu)建起的概念體系為基礎(chǔ)，使之成為后續(xù)知識的生長根基，不斷地補充完善，最終形成更完整、清晰的知識網(wǎng)絡(luò)，在日后解題時能準確快速地檢束到相應(yīng)知識，而不會一籌莫展。這也是建構(gòu)主義所提出的“學(xué)習(xí)既是對新信息意義的建構(gòu)，也是對原有知識經(jīng)驗的改造和重組?！?/p>

二、運用思維導(dǎo)圖深化概念教學(xué)，建構(gòu)物理概念體系的實施過程

學(xué)生以課本和筆記為基礎(chǔ)，將知識內(nèi)容進行梳理，明確要求掌握的概念。在這些概念中，選定中心詞。例如《恒定電流》一章是圍繞電路展開，中心詞自然就選定為閉合電路的歐姆定律公式E=Ir+IR。再根據(jù)自己對公式的認識、概念的理解，找出公式中各物理量與其它概念之間的聯(lián)系，作為主要分支。如E與E=U外+U內(nèi)，R與電阻定律分支用曲線連接起來，按照自己的思維，把主要分支和二級分支連接起來，以此類推。學(xué)生畫出了電阻的測定、串并聯(lián)電路計算、電源的功率關(guān)系、閉合電路的U-I圖像等知識為第二、三級分支。這樣學(xué)生通過畫圖實現(xiàn)了對知識的再總結(jié)、再整合，建構(gòu)出自己的知識體系。這一步可以在堂上做，也可預(yù)先布置給學(xué)生在課前完成。

完成自己的思維導(dǎo)圖后，學(xué)生在堂上進行小組討論。每個小組成員之間互相講解、磋商、更正，集思廣益。在分享的過程，通過將自己制作的思維導(dǎo)圖與其他同學(xué)進行比較，能幫助學(xué)生認識到自己對概念理解的不足，反思自己的錯誤概念，弄清錯誤的來源，使原本含糊不清的概念變得清晰明朗，且記憶更深刻。這一過程能夠增加學(xué)生的參與度，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，促使他們積極思考，增強生生互動，培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)的能力。

最后，各小組選出優(yōu)秀代表講解展示，小組間評比競爭，教師點評小結(jié)。這個環(huán)節(jié)每個學(xué)生都積極參與，認真聽講自己小組講解時，既有成就感，又怕代表講錯要及時更正；別組成員講解時，認真地找茬，看能否找到不足之處。教師也從中分析學(xué)生對概念理解的深度和廣度，及時診斷，加以補充。例如根據(jù)學(xué)生所畫的閉合電路歐姆定律的U-I圖，加入如何在此圖像中求電源的電動勢E和內(nèi)阻r。又如在學(xué)生已歸納出電源的功率與輸出功率、損耗功率的基礎(chǔ)上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生更進一步細化、深化，在U-I圖中的用圖形的面積描繪出三者的關(guān)系，就把圖像的功能歸納得更完整了。

三、運用思維導(dǎo)圖深化概念教學(xué)，建構(gòu)物理概念體系的反思

1.要充分體現(xiàn)學(xué)生的自主性，以生為主，以師為輔

《高中物理課程標準》指出：“轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式是課程改革的基本要求，教師要更新教學(xué)觀念，在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生形成終生學(xué)習(xí)的意識和能力”。在運用思維導(dǎo)圖構(gòu)建物理概念體系過程中，學(xué)生是主動建構(gòu)者,而不是被動的吸收者。要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，邊學(xué)習(xí)、邊思考、邊總結(jié)、邊創(chuàng)造，大膽地發(fā)散思維，提出自己的觀點，獨立建構(gòu)出自己的知識體系。思維導(dǎo)圖方法的運用從一開始就強調(diào)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。只有通過自己梳理、歸納、加工所獲得的知識，才能真正理解運用，內(nèi)化為自己的知識體系，而不是靠老師的填鴨式教學(xué)。

2.要充分發(fā)揮合作學(xué)習(xí)的作用，發(fā)揮小組討論的優(yōu)勢

作為獨立的個體，思維總是有一定的局限性，需要不斷拓展、完善。因此，新課標強調(diào)以自主學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的同時，還需要進行合作學(xué)習(xí)。在合作學(xué)習(xí)時，學(xué)生通過討論思路得到拓展，思維潛能得到極大釋放，由此而產(chǎn)生的學(xué)習(xí)效益將是巨大的。在共創(chuàng)思維導(dǎo)圖的過程中，學(xué)生們平等交流、民主討論、愉快合作，有利于學(xué)生之間的交流與溝通，使更多的學(xué)生樂于參與到這一過程中，有利于培養(yǎng)學(xué)生合作意識.而之后的組間的競爭，又有利于培養(yǎng)學(xué)生的團隊精神?！颈疚南祻V州市教育科研“十二五”規(guī)劃2015年度課題《高中物理核心概念教學(xué)策略研究》的研究成果，課題編號：1201573865】