利用思維導圖開展初中物理教學研究

周盼盼

[摘 要]初中物理復習涉及的概念、規(guī)律、公式較多，利用思維導圖有助于將知識結(jié)構(gòu)化和思維可視化，進而提高課堂教學效率。將思維導圖應用于“從粒子到宇宙”單元復習，可以“知識串”為載體，促進單元知識的結(jié)構(gòu)化;以實驗“情境”為載體，助力單元復習中思維的可視化;以“問題鏈”為載體，促進單元復習的高效化。

[關鍵詞]思維導圖;單元復習;思維可視化

[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2022）08-0053-03

運用文字、圖片、視頻、動畫等方式，將物理概念、規(guī)律和公式生動形象地展示出來，并借助學生頭腦中的思維邏輯和視覺信息，幫助學生主動建構(gòu)所學知識，使所學知識結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化，可有效提高教學實效。在實際教學中，將人腦中隱性的知識通過節(jié)點進行鏈接，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。在初中物理復習教學中，教師應通過繪制思維導圖鏈接相關的物理概念，整合知識點，使物理復習更具邏輯性和系統(tǒng)化，從而幫助學生梳理知識脈絡，形成知識體系。大量事實和研究表明，利用思維導圖開展教學能極大地提高學生的學習積極性，提高教學實效。

一、繪制思維導圖，開展思維可視的初中物理教學

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

物理學科不僅概念、規(guī)律抽象豐富，更是一門以觀察和實驗為基礎的學科。在復習教學中，教師利用圖例、視頻、動畫等可視化教學資源是非常必要的。格式塔心理學家認為，學習就是知覺的重新組織，需要認清知識的內(nèi)在聯(lián)系、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。因此，教師在教學中要充分調(diào)動學生的視覺、聽覺，讓教學可視化，幫助學生將零散碎片化的知識聯(lián)系起來，將知識結(jié)構(gòu)化，讓學生更有條理地掌握知識。

二、思維導圖在初中物理教學中的作用

（一）可將知識結(jié)構(gòu)化

應用思維導圖可幫助學生有序梳理章節(jié)知識，將散亂、繁雜的知識建立聯(lián)系。通過思維導圖將新舊知識建立聯(lián)系，有助于學生對比與區(qū)別，便于學生運用相關知識解決問題。同時，借助思維導圖拓展相關課外知識也會讓學生的思維得到進一步發(fā)散，有效提高學生思考問題的深度。在實際教學中，物理教師可以將學生容易混淆的概念和變式難題通過思維導圖進行呈現(xiàn)并做遞進式講解，引導學生對相關知識進行橫、縱向?qū)Ρ?，從而發(fā)現(xiàn)知識間的差異性和相關性，促進學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

物理學科教學目標不僅要求學生熟練掌握教材中的知識點，更要拓寬學生的思維，提高學生的科學探究能力。針對這一教學要求，在實際教學中教師在繪制思維導圖時，可以插入圖例、動畫、視頻或者通過文字描述來增強思維的可視化。視覺的沖擊往往能給學生帶來深刻的印象，大大激發(fā)學生探索和學習的欲望，其教學效果往往比單純講授知識要好。因此，教師應以思維導圖為線索，借動畫、視頻等增強教學的可視化，引導學生主動思考和拓寬思維。

（三）可提高教學實效

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

三、思維導圖在初中物理復習教學中的應用

筆者以蘇科版“從粒子到宇宙”單元復習為例，嘗試通過設計“知識串”、精選“實驗情境”和巧設“問題鏈”等，促進單元知識的結(jié)構(gòu)化，助力學生思維的可視化以及促進單元復習的高效化。以下是筆者借助思維導圖進行初中物理單元復習的教學策略。

（一）以“知識串”為載體，促進知識結(jié)構(gòu)化

奧蘇貝爾的有意義學習理論認為，教師教學的基本任務是找出學生知識的生長點，建立某種支架，然后圍繞生長點進行講解，建立知識聯(lián)系，形成知識體系。實際教學中，教師應以思維導圖為線索，將整章知識串聯(lián)起來，幫助學生厘清知識脈絡，建立完整的知識體系。圍繞“從粒子到宇宙”這一主題展開復習，對相關知識進行整合和發(fā)散。首先在復習引入環(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，吸引學生的注意力，激發(fā)學生的學習興趣。結(jié)合這段視頻總結(jié)本節(jié)復習課的主要內(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，引導學生回答有哪些微觀粒子，并逐個拓展延伸知識點，包括分子動理論、原子組成、電子發(fā)現(xiàn)以及原子核組成等。

梳理好粒子世界的知識關系后，緊接著由微觀世界轉(zhuǎn)移到宏觀宇宙，整理出對應的知識點，即宇宙的起源及宇宙的兩個學說——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串起來，在講故事、趣事中講解物理知識，這樣不僅能吸引學生的注意力，還能豐富物理知識，讓物理教學更加生動有趣。寓教于樂，讓學生快樂學習一直是教育教學的根本。在這樣的復習教學中，不知不覺就為學生建構(gòu)了知識框架，學生理解和記憶知識點更加順暢、高效。宏觀宇宙部分的知識框架如圖2所示。

設計以“知識串”為載體，緊密聯(lián)系本單元的主要知識點，將零散碎片化的知識通過思維導圖串在一起。這樣，學生在對該資源信息加工的過程中，才能對復習內(nèi)容進行梳理整合，在頭腦中形成知識網(wǎng)絡圖，便于理解記憶。同時經(jīng)過知識串的梳理，學生對本單元的知識體系有了基本的掌握，這樣方便學生從整體上把握單元教學的重難點。

（二）以實驗“情境”為載體，助力單元復習的可視化

皮亞杰認為，學習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。物理單元復習，因為復習的內(nèi)容學生在新課中都已經(jīng)學過，所以學生在復習時會掉以輕心，認為內(nèi)容都已經(jīng)掌握，不必再重復學習，從而出現(xiàn)課堂氣氛沉悶、學習積極性不高的現(xiàn)象?；诖?，教師應適當精選圖片、動畫、視頻、實驗等為學生的學習注入活力，激發(fā)學生的學習興趣，同時助力單元復習的可視化，提高課堂教學效率。在復習微觀粒子中的分子動理論時，通過播放二氧化氮的擴散現(xiàn)象（如圖3）、水和酒精混合實驗（如圖4）以及能吊起重物的鉛柱視頻（如圖5），充分吸引學生的注意力，讓學生積極主動地參與到課堂中，并賦予學生“小老師”角色，讓學生成為課堂小主人，由學生上臺總結(jié)分子動理論的內(nèi)容。

通過展示微觀粒子的數(shù)量級（如圖6），讓學生比較分子、原子、原子核、電子、質(zhì)子和夸克之間的大小關系以及一般分子數(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玻璃棒靠近毛皮摩擦過的橡膠棒的視頻（如圖7），讓學生總結(jié)正負電荷的定義，以及電荷之間相互作用的原理。

以實驗“情境”為載體，創(chuàng)設鮮活的教學情境，形象直觀地展示教學內(nèi)容，可助力單元復習的可視化，將復雜抽象的理論知識轉(zhuǎn)化為易于理解的內(nèi)容，增強課堂教學的趣味性，激發(fā)學生學習物理的興趣。

（三）以“問題鏈”為載體，提高復習教學效率

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

在復習分子動理論中的“分子間有間隙”這一知識點時，教師首先播放水和酒精混合實驗的視頻，然后引導學生回答下列幾個問題。

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）：水和酒精混合實驗，是先倒入水，還是先倒入酒精？還是不管先倒什么都對實驗沒有影響？

生：應該先倒入水，再倒入酒精。

師（繼續(xù)追問）：為什么呢？請一位同學解釋原因。

生：因為酒精的密度比水小，先倒入水，再倒入酒精，實驗現(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，實驗現(xiàn)象就不明顯了。

師：分子動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)則運動和分子間存在引力和斥力，如圖9所示。

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

復習教學想要精彩且有效是非常困難的。復習教學不僅要拓寬學生的知識域，讓學生在復習課中有醍醐灌頂?shù)母杏X，更要突破教師自身的教學慣性和風格，使復習課也能生機勃勃、獨樹一幟。

本節(jié)課以蘇科版物理教材“從粒子到宇宙”的單元復習為例，應用思維導圖，開展可視化的初中物理復習教學，有效突破了傳統(tǒng)的復習教學方式，大大激發(fā)了學生的學習熱情，提高了學生的學習積極性。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

[1]? 許輝勇.圖式在初中物理單元復習中的應用：以粵滬版《從粒子到宇宙》為例[J].湖南中學物理，2020（11）：82-84，40.

[2]? 單柳旭.繪制思維導圖，建構(gòu)思維可視化課堂[J].中學生物教學，2020（24）：22-23.

[3]? 陳琦，劉儒德.當代教育心理學[M].北京：北京師范大學出版社，2017：157，165.

（責任編輯 易志毅）