利用思維導(dǎo)圖開展初中物理教學(xué)研究
——以蘇科版“從粒子到宇宙”復(fù)習(xí)教學(xué)為例

江蘇蘇州市青劍湖學(xué)校（215000） 周盼盼

運(yùn)用文字、圖片、視頻、動(dòng)畫等方式，將物理概念、規(guī)律和公式生動(dòng)形象地展示出來，并借助學(xué)生頭腦中的思維邏輯和視覺信息，幫助學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)所學(xué)知識，使所學(xué)知識結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化，可有效提高教學(xué)實(shí)效。在實(shí)際教學(xué)中，將人腦中隱性的知識通過節(jié)點(diǎn)進(jìn)行鏈接，構(gòu)建結(jié)構(gòu)清晰的網(wǎng)狀圖式，從而使知識顯性化和可視化，是行之有效的。在初中物理復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師應(yīng)通過繪制思維導(dǎo)圖鏈接相關(guān)的物理概念，整合知識點(diǎn)，使物理復(fù)習(xí)更具邏輯性和系統(tǒng)化，從而幫助學(xué)生梳理知識脈絡(luò)，形成知識體系。大量事實(shí)和研究表明，利用思維導(dǎo)圖開展教學(xué)能極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)實(shí)效。

一、繪制思維導(dǎo)圖，開展思維可視的初中物理教學(xué)

初中物理復(fù)習(xí)時(shí)間緊、任務(wù)重，并且物理概念、規(guī)律多，知識聯(lián)系緊密，因此需要學(xué)生有較強(qiáng)的理解、歸納、整合能力。為了減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，教師需要突出重難點(diǎn)，抓住主干內(nèi)容。對概念性較強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容，單純地讓學(xué)生死記硬背是不可取的。這樣的教學(xué)，學(xué)生缺少理解過程，也無法從視覺、聽覺上給學(xué)生強(qiáng)烈的沖擊感，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果往往不盡如人意。因此，教學(xué)中教師要為學(xué)生搭建思維框架，繪制思維導(dǎo)圖，有條不紊地呈現(xiàn)學(xué)生的思維過程，幫助學(xué)生構(gòu)建知識體系。思維導(dǎo)圖在構(gòu)成元素上較為全面，且邏輯性和系統(tǒng)性較強(qiáng)，相對其他教學(xué)形式更加直觀，對知識的表征更有層次性。思維導(dǎo)圖不僅便于對知識進(jìn)行梳理與整合，還便于對知識進(jìn)行補(bǔ)充與創(chuàng)新。

物理學(xué)科不僅概念、規(guī)律抽象豐富，更是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。在復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師利用圖例、視頻、動(dòng)畫等可視化教學(xué)資源是非常必要的。格式塔心理學(xué)家認(rèn)為，學(xué)習(xí)就是知覺的重新組織，需要認(rèn)清知識的內(nèi)在聯(lián)系、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。因此，教師在教學(xué)中要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的視覺、聽覺，讓教學(xué)可視化，幫助學(xué)生將零散碎片化的知識聯(lián)系起來，將知識結(jié)構(gòu)化，讓學(xué)生更有條理地掌握知識。

二、思維導(dǎo)圖在初中物理教學(xué)中的作用

（一）可將知識結(jié)構(gòu)化

應(yīng)用思維導(dǎo)圖可幫助學(xué)生有序梳理章節(jié)知識，將散亂、繁雜的知識建立聯(lián)系。通過思維導(dǎo)圖將新舊知識建立聯(lián)系，有助于學(xué)生對比與區(qū)別，便于學(xué)生運(yùn)用相關(guān)知識解決問題。同時(shí)，借助思維導(dǎo)圖拓展相關(guān)課外知識也會讓學(xué)生的思維得到進(jìn)一步發(fā)散，有效提高學(xué)生思考問題的深度。在實(shí)際教學(xué)中，物理教師可以將學(xué)生容易混淆的概念和變式難題通過思維導(dǎo)圖進(jìn)行呈現(xiàn)并做遞進(jìn)式講解，引導(dǎo)學(xué)生對相關(guān)知識進(jìn)行橫、縱向?qū)Ρ?，從而發(fā)現(xiàn)知識間的差異性和相關(guān)性，促進(jìn)學(xué)生掌握物理知識的本質(zhì)，最終將知識結(jié)構(gòu)化。

（二）可讓思維可視化

物理學(xué)科教學(xué)目標(biāo)不僅要求學(xué)生熟練掌握教材中的知識點(diǎn)，更要拓寬學(xué)生的思維，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。針對這一教學(xué)要求，在實(shí)際教學(xué)中教師在繪制思維導(dǎo)圖時(shí)，可以插入圖例、動(dòng)畫、視頻或者通過文字描述來增強(qiáng)思維的可視化。視覺的沖擊往往能給學(xué)生帶來深刻的印象，大大激發(fā)學(xué)生探索和學(xué)習(xí)的欲望，其教學(xué)效果往往比單純講授知識要好。因此，教師應(yīng)以思維導(dǎo)圖為線索，借動(dòng)畫、視頻等增強(qiáng)教學(xué)的可視化，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考和拓寬思維。

（三）可提高教學(xué)實(shí)效

應(yīng)用思維導(dǎo)圖還可以對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行高度的整合，提高教學(xué)效率。通過思維導(dǎo)圖將教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)出來，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)主要知識的同時(shí)，也能鏈接和回顧舊知識，促進(jìn)新舊知識之間的相互滲透與整合。思維導(dǎo)圖的多元整合功能不僅能讓學(xué)生更系統(tǒng)、直觀地學(xué)習(xí)知識，而且能由此及彼，鏈接相關(guān)知識，幫助學(xué)生建立完整的知識體系。其中可視化教學(xué)能使物理課堂教學(xué)更加清晰，更加高效。

三、思維導(dǎo)圖在初中物理復(fù)習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用

筆者以蘇科版“從粒子到宇宙”單元復(fù)習(xí)為例，嘗試通過設(shè)計(jì)“知識串”、精選“實(shí)驗(yàn)情境”和巧設(shè)“問題鏈”等，促進(jìn)單元知識的結(jié)構(gòu)化，助力學(xué)生思維的可視化以及促進(jìn)單元復(fù)習(xí)的高效化。以下是筆者借助思維導(dǎo)圖進(jìn)行初中物理單元復(fù)習(xí)的教學(xué)策略。

（一）以“知識串”為載體，促進(jìn)知識結(jié)構(gòu)化

奧蘇貝爾的有意義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，教師教學(xué)的基本任務(wù)是找出學(xué)生知識的生長點(diǎn)，建立某種支架，然后圍繞生長點(diǎn)進(jìn)行講解，建立知識聯(lián)系，形成知識體系。實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)以思維導(dǎo)圖為線索，將整章知識串聯(lián)起來，幫助學(xué)生厘清知識脈絡(luò)，建立完整的知識體系。圍繞“從粒子到宇宙”這一主題展開復(fù)習(xí)，對相關(guān)知識進(jìn)行整合和發(fā)散。首先在復(fù)習(xí)引入環(huán)節(jié)，通過一段精彩視頻展示微觀粒子和宏觀宇宙的變化，吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。結(jié)合這段視頻總結(jié)本節(jié)復(fù)習(xí)課的主要內(nèi)容，即微觀粒子和宏觀宇宙，以此建構(gòu)主框架。如圖1 所示，從粒子世界展開，引導(dǎo)學(xué)生回答有哪些微觀粒子，并逐個(gè)拓展延伸知識點(diǎn)，包括分子動(dòng)理論、原子組成、電子發(fā)現(xiàn)以及原子核組成等。

圖1

梳理好粒子世界的知識關(guān)系后，緊接著由微觀世界轉(zhuǎn)移到宏觀宇宙，整理出對應(yīng)的知識點(diǎn)，即宇宙的起源及宇宙的兩個(gè)學(xué)說——中心說和結(jié)構(gòu)說。在知識串的鏈接過程中，教師可以通過小故事將知識點(diǎn)串起來，在講故事、趣事中講解物理知識，這樣不僅能吸引學(xué)生的注意力，還能豐富物理知識，讓物理教學(xué)更加生動(dòng)有趣。寓教于樂，讓學(xué)生快樂學(xué)習(xí)一直是教育教學(xué)的根本。在這樣的復(fù)習(xí)教學(xué)中，不知不覺就為學(xué)生建構(gòu)了知識框架，學(xué)生理解和記憶知識點(diǎn)更加順暢、高效。宏觀宇宙部分的知識框架如圖2所示。

圖2

設(shè)計(jì)以“知識串”為載體，緊密聯(lián)系本單元的主要知識點(diǎn)，將零散碎片化的知識通過思維導(dǎo)圖串在一起。這樣，學(xué)生在對該資源信息加工的過程中，才能對復(fù)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行梳理整合，在頭腦中形成知識網(wǎng)絡(luò)圖，便于理解記憶。同時(shí)經(jīng)過知識串的梳理，學(xué)生對本單元的知識體系有了基本的掌握，這樣方便學(xué)生從整體上把握單元教學(xué)的重難點(diǎn)。

（二）以實(shí)驗(yàn)“情境”為載體，助力單元復(fù)習(xí)的可視化

皮亞杰認(rèn)為，學(xué)習(xí)者的知識是在一定的情境下，借助他人的幫助，如人與人之間的協(xié)作、交流，利用必要的信息技術(shù)等，通過意義的建構(gòu)而獲得的。物理單元復(fù)習(xí)，因?yàn)閺?fù)習(xí)的內(nèi)容學(xué)生在新課中都已經(jīng)學(xué)過，所以學(xué)生在復(fù)習(xí)時(shí)會掉以輕心，認(rèn)為內(nèi)容都已經(jīng)掌握，不必再重復(fù)學(xué)習(xí)，從而出現(xiàn)課堂氣氛沉悶、學(xué)習(xí)積極性不高的現(xiàn)象。基于此，教師應(yīng)適當(dāng)精選圖片、動(dòng)畫、視頻、實(shí)驗(yàn)等為學(xué)生的學(xué)習(xí)注入活力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)助力單元復(fù)習(xí)的可視化，提高課堂教學(xué)效率。在復(fù)習(xí)微觀粒子中的分子動(dòng)理論時(shí)，通過播放二氧化氮的擴(kuò)散現(xiàn)象（如圖3）、水和酒精混合實(shí)驗(yàn)（如圖4）以及能吊起重物的鉛柱視頻（如圖5），充分吸引學(xué)生的注意力，讓學(xué)生積極主動(dòng)地參與到課堂中，并賦予學(xué)生“小老師”角色，讓學(xué)生成為課堂小主人，由學(xué)生上臺總結(jié)分子動(dòng)理論的內(nèi)容。

圖3

圖4

圖5

通過展示微觀粒子的數(shù)量級（如圖6），讓學(xué)生比較分子、原子、原子核、電子、質(zhì)子和夸克之間的大小關(guān)系以及一般分子數(shù)量級，并回憶電子的發(fā)現(xiàn)者、原子核式結(jié)構(gòu)模型的提出者等。通過播放絲綢摩擦過的有機(jī)玻璃棒靠近毛皮摩擦過的橡膠棒的視頻（如圖7），讓學(xué)生總結(jié)正負(fù)電荷的定義，以及電荷之間相互作用的原理。

圖6

圖7

通過播放天體運(yùn)動(dòng)的視頻（如圖8），引導(dǎo)學(xué)生梳理宏觀宇宙的天體運(yùn)動(dòng)情況，包括宇宙的起源、宇宙的中心說以及宇宙的結(jié)構(gòu)。

圖8

以實(shí)驗(yàn)“情境”為載體，創(chuàng)設(shè)鮮活的教學(xué)情境，形象直觀地展示教學(xué)內(nèi)容，可助力單元復(fù)習(xí)的可視化，將復(fù)雜抽象的理論知識轉(zhuǎn)化為易于理解的內(nèi)容，增強(qiáng)課堂教學(xué)的趣味性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

（三）以“問題鏈”為載體，提高復(fù)習(xí)教學(xué)效率

奧蘇貝爾提出，有意義的學(xué)習(xí)過程的實(shí)質(zhì)，就是符號代表的新知識與學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的適當(dāng)觀念建立非任意的和實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系。單元復(fù)習(xí)的目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用已有的知識經(jīng)驗(yàn)理解新知識，提高學(xué)生的遷移應(yīng)用能力。在新舊知識銜接過程中，需要教師設(shè)計(jì)有效問題引導(dǎo)學(xué)生回答。教師需要對學(xué)生的知識儲備有最基本的了解，設(shè)計(jì)符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的有梯度的“問題鏈”，并以此為載體，幫助學(xué)生將新舊知識聯(lián)系起來，使學(xué)生的思維更加具有連貫性和邏輯性，讓學(xué)生能將現(xiàn)有知識用于解決新問題。

在復(fù)習(xí)分子動(dòng)理論中的“分子間有間隙”這一知識點(diǎn)時(shí)，教師首先播放水和酒精混合實(shí)驗(yàn)的視頻，然后引導(dǎo)學(xué)生回答下列幾個(gè)問題。

師：水和酒精混合后液面明顯下降，說明什么問題？

生：說明分子間有間隙。

師（追問）：水和酒精混合實(shí)驗(yàn)，是先倒入水，還是先倒入酒精？還是不管先倒什么都對實(shí)驗(yàn)沒有影響？

生：應(yīng)該先倒入水，再倒入酒精。

師（繼續(xù)追問）：為什么呢？請一位同學(xué)解釋原因。

生：因?yàn)榫凭拿芏缺人?，先倒入水，再倒入酒精，?shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯；如果順序反了，酒精在下面，水在上面，而水的密度大，就會向下滲透，液體混合后，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就不明顯了。

師：分子動(dòng)理論除了分子間存在間隙，還有哪些內(nèi)容？

生：還有分子做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)和分子間存在引力和斥力，如圖9所示。

圖9

教師以“問題鏈”為思維載體，將問題設(shè)計(jì)成由淺入深、具有邏輯順序的形式，不斷啟發(fā)學(xué)生深度思考，挖掘內(nèi)在取系，揭示知識本質(zhì)。應(yīng)用思維導(dǎo)圖整合和歸納學(xué)生的思考所得，使學(xué)生在主動(dòng)求知中鞏固知識，提升解決問題的能力，建構(gòu)良好的知識結(jié)構(gòu)體系。學(xué)生在遷移應(yīng)用中，有效提升了認(rèn)知能力和解決問題的能力。

復(fù)習(xí)教學(xué)想要精彩且有效是非常困難的。復(fù)習(xí)教學(xué)不僅要拓寬學(xué)生的知識域，讓學(xué)生在復(fù)習(xí)課中有醍醐灌頂?shù)母杏X，更要突破教師自身的教學(xué)慣性和風(fēng)格，使復(fù)習(xí)課也能生機(jī)勃勃、獨(dú)樹一幟。

本節(jié)課以蘇科版物理教材“從粒子到宇宙”的單元復(fù)習(xí)為例，應(yīng)用思維導(dǎo)圖，開展可視化的初中物理復(fù)習(xí)教學(xué)，有效突破了傳統(tǒng)的復(fù)習(xí)教學(xué)方式，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。