基于思维导图的高中物理教学实践探讨

王圣军

摘 要：思维导图是一种将思维可视化的工具。将思维导图引入教育领域以来，已经在教育教学过程中产生了积极的影响。本文针对学生在物理学习中存在的问题，提出了运用思维导图解决问题的策略，并阐述了运用思维导图在概念教学、综合问题的解决、问题整合等方面作出的尝试与探索。

关键词：思维导图；高中物理；教学实践

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）9-0024-4

思维导图引入到教育领域以来，已经在教育教学过程中产生了积极的影响。思维导图的运用很好地体现了建构主义学习理论的理念，为学生构建知识体系和深度学习提供了方法；思维导图作为一种思维可视化的工具，为学生呈现问题解决的思路和过程；思维导图的发散性为学生形成知识串联和创造性思维提供帮助。在教学过程中合理运用思维导图展开教学，无疑会很好地提高课堂效率，促进有效教学。

1 运用思维导图帮助学生加深对物理概念的理解

物理概念是物理学发展的支柱，它不仅是物理知识的重要组成部分，也是构成物理规律、建立物理公式和完善物理理论的前提和基础。然而，由于物理概念的抽象性和学生认知结构的某种缺陷，使得学生学习物理概念存在障碍。尤其是对于后进生的学习，大量的物理概念使得他们频与应付，记忆的准确度和理解的深度不能保证，不同概念经常会出现混淆。在教学中教师应帮助学生更好地理解物理概念，建构知识体系并形成良好的认知结构。如在《动量和动量定理》一节中关于动量的教学笔者作了如下尝试：

请同学们阅读《动量和动量定理》一节中“动量”的部分内容，结合以前关于概念的学习方法全面掌握动量这一概念。

教学过程中发现，由于学生学习能力的差异，学习的效果也存在很大的差异，学生回答的情况不尽相同。大多数学生只是对课本的内容简单复述，对动量的认识浮于表面。为此，在教学中先和学生一起思考应该从哪几个方面把握物理概念，并形成思维导图的基本框架，如图1所示。

思维导图框架的形成使学生学习概念变得轻松，学生很容易总结出有关动量的知识，并形成简单的思维导图，如图2所示。

这一过程中，学生对概念的把握更加有条理性，对知识的分层更加明确、科学，相比线性的复述效果有了很大的提高，也为今后学习物理概念提供了学习模式，有助于学生更好地把握学科特点，形成良好的认知结构。为了让学生深入理解动量这一概念，提出问题：

①根据动量的定义，影响动量大小的因素是什么？请提出几个有关的问题。

②动量与动能有什么区别和联系？

③动量的变化包括哪几个方面？如何正确计算动量的变化量？

在已有的思维导图的基础上补充完整。如图3所示。

在教学发现有的物理概念表述严密，句式复杂，如“弹力”这一概念：

发生弹性形变的物体由于要恢复原状，就会对与它接触的物体产生力的作用，这个力就叫弹力。

引入思维导图对学生理解这一物理概念有很大的帮助。

首先是提炼关键词。概念中主要体现以下几点：概念中涉及两个物体：发生弹性形变的物体、与它接触的物体；涉及三个动词：弹性形变、要恢复原状、接触。这也正体现了弹力的三个方面：产生条件、施力物体与受力物体、方向。思维导图制作如图4所示。

在课堂上经常性地引导学生提炼物理概念中的关键词，对学生深入地理解物理概念、养成勤于思考、严谨地对待科学的态度有很大的督促作用。

2 运用思维导图呈现解决物理综合问题的流程

能够将知识应用于生活、运用知识解决问题的能力也是物理教学的重要环节，而这一方面的考查主要以题目的形式出现。解题过程是学生运用已学的物理概念、规律结合实际题目中给出的已知条件求解未知量，从而得出结论的过程，重点考查学生对已知知识的灵活运用和思维能力。在调查中发现，很多学生不能很好地完成解题的原因主要体现在以下几个方面：

（1）审题不清。

不能很好地将问题的已知条件理清，出现条件不清晰、找不到关键词的状况。尤其在考试时，时间紧张加上心理素质等因素的影响，不能较为完整地把握题目的情况时常出现。

（2）思路不明。

解题过程中不能将题目与相关的知识点进行有效链接，表现为对隐含条件、关键词把握不准，分析不全面，受力情况与运动情况处理不到位等。

（3）解题步骤不规范，计算出错。

思维导图的制作过程中体现了提炼关键词、细化分支等环节，通过概括、归纳、推理等思维方式完成绘制的全过程。教学过程中，运用思维导图完成解题、形成好的解题流程、使解题过程模式化，对学生解决物理问题有很大的帮助。

在教学实践中，主要采用了以下环节，如图5所示。

在教学实践中发现，有时完整且内容繁多的图示展示在一张图上反而让学生感觉繁琐，教师可根据具体情况将每一个环节细化制图，以达到最有效的教学效果。

例题 如图6所示，光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接，在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场。现有一质量为m、电荷量为+q的小球从水平轨道上A点由静止释放，小球运动到C点离开圆轨道后，经界面MN上的P点进入电场（P点恰好在A点的正上方，如图6所示，小球可视为质点，小球运动到C点之前电荷量保持不变，经过C点后电荷量立即变为零）。已知A、B间距离为2R，重力加速度为g，在上述运动过程中，求电场强度E的大小。

审题环节中引导学生提炼关键词，对已知量分类制图，如图7所示。

通過思维导图使题目中的已知量较为清晰地展示出来，学生再将思维导图与题目中的示意图结合，对题干的把握更准确、全面。

在分析解题思路时，将思维过程较为全面地呈现出来，如图8所示。

在教学过程中帮助学生分析解题思路是非常重要的教学环节，只有学生真正明白解题的思维过程，才能将所学知识与物理问题有效地联系起来，才能灵活、熟练地运用知识解决问题。同时，在教学中构建思维导图对与学生学习也有很好的自我评价功能，学生通过思维导图很清晰地了解到自己在哪方面的知识存在不足。

3 运用思维导图构建物理模型，帮助学生灵活运用物理模型解决问题

高中物理综合性问题过程复杂，但往往是由不同的物理模型组合而成的。在教学过程中发现学生对物理模型的熟悉程度及对物理模型的变式与拓展的把握是能否解决好物理问题的关键。学生在解决问题时顾此失彼、对条件的变换不能灵活应对、对模型的变换感觉茫然，其主要原因就是不能找到问题之间的区别与联系。在教学过程中，将典型的物理模型进行归纳、汇总，帮助学生找到模型运用的关键，使其便于储存和提取是非常重要的。应用思维导图构建物理模型使问题图示化，通过分支建立不同条件下的应用方法，汇总不同形式的模型之间的联系，可以有效地帮助学生提高解决问题的能力，提高学习效率。

例如：在摩擦力问题的教学中，关于A、B两物块间的摩擦力问题可作如图9的设计。

通过不同条件下A、B间摩擦力的不同可让学生正确区分和计算摩擦力的大小，在此基础上引导学生深入思考，呈现思维过程。

思维导图作为一种有效的思维工具，有利于理解知识点之间的联系形成知识网络，有利于实现对物理知识的深度理解。它对于教师教的策略、学生学的策略都有极大的帮助。在教学过程中教师应合理地利用思维导图的特点实现教与学的最有效的结合，从而实现物理课堂的有效教学。

参考文献：

[1]东尼·巴赞（英国）.思维导图[M].北京：中信出版社 2009.

[2]何正海. 构建知识结构的教学探索与实践[J].中学物理， 2014， 32（11）：41-43.

[3]邓满玉.图析考点能力思维导图：高中物理[M].北京： 北京教育出版社，2010.

[4]林书扬. 为什么要给思维导图“转基因”——浅谈“学科思维导图”与“思维导图”[J]. 中国信息技术教育， 2015（18）：80-81.

（栏目编辑 刘 荣）endprint