基于可視化工具突破疑難物理的研究
——Mind mapping新思維工具*

王素云

(福建師范大學物理與能源學院 福建 福州 350007)

1 問題提出的背景

1.1 新課程改革引出新理念

2001年《基礎教育課程改革綱要(試行)》提出了基礎教育課程改革的具體目標，指出“改變課程實施過于強調接受學習、機械訓練的現狀，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手、培養學生收集和處理信息、分析和解決問題及交流與合作的能力．”

1.2 為學生引入新方法的必要性

物理是描述自然規律的現代學科，涉及的內容極為寬廣，不同的知識點之間有的相互獨立而有的卻又互相關聯，需要初學者具有較好的思維水平．對于剛接觸物理的初中生而言，在建立知識點間的關聯、解決綜合性題目，以及建立物理圖像和多角度思考問題的能力比較薄弱．在物理教學中，教師很有必要為學生引入便捷、高效的思維工具，有針對性地解決學生在這些方面的困難．

2 思維導圖

英國著名的心理學家、教育學家東尼·博贊(Tony Buzan)是思維導圖的創始人，他從大學時代開始潛心鉆研大腦神經生理學等方面的知識，并努力探索達·芬奇等偉人的筆記[2]．

圖1 達·芬奇手稿筆記

在研究偉人們留下的手稿和文本資料時(如圖1)，發現他們都存在著共同點：喜歡采用較少的文字配合圖像的方式來做筆記．科學家單純地列條式的筆記內容則非常少見．在對成功人士的筆記規則研究基礎上，東尼·博贊發明了讓人的左、右腦彼此協作不分離，充分發揮左腦的文字、線性、邏輯功能，也發揮右腦的圖像、色彩、空間功能的思考和筆記方式——思維導圖(Mind Mapping)．思維導圖能夠充分調動左、右腦一起工作，順應大腦自然的思考方式．

思維導圖是建立在腦科學理論的基礎上．1961年諾貝爾生理學獎獲得者——斯佩里教授通過對裂腦人的研究，在肯定大腦的左半球對邏輯、數學、推理等占有優勢的同時，提出了右腦主要負責圖畫、音樂、想象等形象思維的觀點，在全世界范圍內掀起了“右腦革命”的熱潮[3]．大部分人側重使用左腦的邏輯分析、復雜計算、抽象思維，往往忽略了右腦的形象思維、音樂、圖像、藝術等方面的功能．而繪制思維導圖時用到了色彩、圖畫等，激發右腦積極參與工作，實現全腦并用，大大提高了記憶能力和激發大腦的創造力．

圖2 人腦神經細胞

3 初中物理課堂筆記的記錄情況調查分析

筆者在福州市某中學初中部進行初中物理學習課堂筆記的記錄及效用調查．對兩個班級97位同學發放問卷，回收97份，有效問卷97份，有效率為 100% ．

該問卷共設置9道針對性較強的選擇題，內容主要涉及以下的4大方面：筆記的效用；筆記的內容；記筆記是否會影響聽課效率；筆記的形式．從這項調查可以獲取如下信息.

(1)課堂筆記是學生學習的重要策略

記錄課堂筆記已成為學生普遍使用的精加工策略．在調查中，有54.6%的學生反映課堂筆記對他們起到很大的幫助．調查中，還獲知有81.4%的同學有準備專門的筆記本來記錄筆記；

(2)筆記既能幫助學習，也可能影響聽課效率

筆記能幫助學生記錄重要的核心知識，方便學生在課后進一步鞏固學習．但在課堂中，沒有掌握好適當的做筆記方式，往往也會在某種程度上影響聽課效率．有53.6%的同學反映，邊聽課邊記錄筆記，會有一點影響聽課效率．這表明若能引入新的筆記方式：記錄的文字較少，且能擊中重點，抓住關鍵信息，并讓學生跟上教師講課的步伐．這種新方式將切合學生學習的實際要求．

(3)圖文并茂的筆記方式更利于學習

筆記的方式多種多樣，傳統學習中學生習慣使用文本筆記，但若能在筆記中適當加入形象的圖示，將會提高學習效率．調查過程中，有高達59.8%的學生認為采用文字和圖像符號結合的筆記方式遠比列綱要的筆記形式效果來得好．

(4)樂于接受新鮮事物

在調查過程中，筆者特設問題：介紹一種新的高效的筆記方式，你會接受并應用嗎？有84.5%選擇嘗試后，真的好用會積極使用；而有15.5%選擇不喜歡嘗試新事物．這說明初中學生的好奇心比較強，對新鮮事物保持開放、接受的心態．

在問卷調查過程中，筆者隨機抽取5位學生進行訪談，結果如下：

“都用文字記錄，復習的時候看著就累了，而且覺得量很大．在期末總復習，各科筆記都有，翻開筆記才看沒幾頁就犯困．但有時候對于老師強調的一些重點，例如力的圖示的易錯點等，我畫幾個圖在旁邊作為范例，注意的地方再用紅筆圈圈點點，一目了然，要不然寫文字要寫很多行！”

“文字和圖像肯定各有優缺點啊，沒有文字當然也不行，自己會看不懂．但是有適當的關鍵字提示，然后再加一些物理圖像，復習的時候效率最高了．有時候老師講一大段文字的時候，懶得記就畫圖示，這樣才可以跟上老師講課的步伐！”

“我的反應比較慢，一般記錄和聽課的效率也比較低．經常老師強調重點的時候，我記得也慢．這個知識點都講過了，我還沒記完，就要急著找同桌補，很影響自己聽課的效率．如果像老師您介紹的，思維導圖的筆記方式只要記錄主要的關鍵信息，其他不重要的語言可適當省略，那我們在復習過程中也不用多看很多不必要的文字，一下子擊中知識的重點，那種方式確實效率高多了！”

4 在初中物理教學中應用思維導圖的實施原則

4.1 以專題講座引入的原則

考慮到直接向師生介紹思維導圖的優點，他們一開始會產生排斥和懷疑的心理．在實施過程中，以專題講座引入的方式，特設實際的情境讓師生共同參與，親歷思維導圖的優點及適用范圍．通過實際事例向師生展現思維導圖的魅力，并介紹思維導圖的繪圖方法．在講座過程中，可采取8人為小組，講座教師在課中布置任務，讓聽眾現場合作繪圖，并上臺進行展示和分享．

福建師范大學物理與能源學院建立物理新思維夢工場，在福州大學城中以部分高校學生為試點進行思維導圖培訓．采取的策略即為4個專題講座引入，專題為“初始思維導圖”、“思維導圖與生活”、“思維導圖與學習”、“思維導圖與物理”．

“初始思維導圖”：主要從思維導圖的歷史、科學基礎、繪圖方法及其在國內外知名企業已帶來極大成效的成功案例等方面進行講座．該講座旨在激發學習者的興趣，讓他們初步認識和掌握思維導圖；

“思維導圖與生活”：主要介紹其在生活中，包括演講、自我介紹、人生規劃等生活方面的應用．該講座旨在讓學習者掌握思維導圖的精髓，讓其明白在運用思維導圖時，不是簡單套用它的圖形格式，而是要掌握發散性的思考方式，拓展問題解決的方案，最終選擇最佳方案等精髓；

“思維導圖與學習”：主要介紹其在英語原文背誦、語文寫作中的尋找話題和段落安排、各科筆記、章節小結等的應用方法，該講座對學生的學習起到很大的實際幫助作用；

“思維導圖與物理”：主要介紹其在幫助學生建立物理圖像、解決抽象的物理題目等方面的應用．

希望這4個思維導圖專題講座的主要內容對在初中教學中推廣應用思維導圖有借鑒作用．

4.2 在課堂中滲透的原則

教師在上課過程中，應避免直接向學生硬灌思維導圖的全新理論，且不能在一開始便一直強調它是好的思維工具．新的理論對學生而言，與他們之前的學習方式有所相悖．在授課過程中，應當采用潛移默化的方式讓學生體會成就感后，再抓住契機適當補充思維導圖的科學理論，不斷規范學生的繪圖[7]．

教師是學生最好的榜樣，教師在分析問題時采取的思維策略在很大程度上會潛移默化地影響學生．在實際教學中，教師應做到主動示范．在教學中，有意識地把問題以思維導圖方式簡單地畫幾筆曲線呈現在黑板上，激發學生發散思維．在思考過程中，把學生提出的想法都標注在下一級分支．通過筆者的親歷教學感受到，引導學生利用思維導圖進行思考，展示思維碰撞，把抽象的思維過程可視化．課堂上積極發言的人增多，整個物理課堂的參與度提高許多．圖3是新課教學中的思維導圖．

圖3 “大氣的‘力量’”知識思維導圖

4.3 在課后鞏固的原則

圖4 “多彩的光”知識總結圖

經過多次課堂學習和訓練后，學生潛移默化地進入利用思維導圖學習的狀態．教師可布置學生利用思維導圖預習、做章節小結等(如圖4)．但初中生自控能力較弱，對于布置的任務有要求檢查和沒有要求檢查達到的效果完全不一樣．教師應養成課后檢查的習慣，也可采用學生合作討論批改的形式．在小組互相交換批改中，學生既能明確自己的薄弱的地方，還能學習其他同學的優點，互相取長補短．

5 結論

思維導圖是改變人思考、學習、工作、生活的高效學習方法，迄今為止在全世界的各個行業得到廣泛的應用．相對國外的發展，思維導圖在國內仍處于剛起步階段．在中國的教育領域中推廣思維導圖是一項任重道遠的系統工程．它不僅對初中物理教學有幫助，在各個學科均有切入的應用點．筆者只是做了一些嘗試性的工作，還需要廣大的教育工作者和研究者積極的實踐探索，以進一步提高教學質量，更好促進學生綜合能力的發展．

1 教育部.基礎教育課程改革綱要(試行) ，2001

2 東尼·博贊.Mind Map Book.中信出版集團股份有限公司，2009

3 沈政.腦科學與素質教育明.教育研究，1999(8)

4 彭耽齡.普通心理學.北京：北京師范大學出版社，2004

5 百度圖片.手繪思維導圖.http://image.baidu.com/

6 趙國慶.“運用思維導圖引導學生寫議論文”案例研究.信息技術教育，2005(10):51

7 閆宇.高中思維導圖策略下的教學實踐研究.內蒙古師范大學，2009