思維導圖在初中物理教學中的應用

◎福建省福州外國語學校 王洪泠

思維導圖在初中物理教學中的應用

◎福建省福州外國語學校 王洪泠

思維導圖是在人腦功能和人類行為模式研究基礎上所獲得的科學的思維模式。本文在思維導圖機理和特點分析的基礎上，嘗試將其引入初中物理教學，具體闡述其在備課、新課教學以及復習課中的具體應用，以培養初中生的思維方式，建立良好的知識結構。

思維導圖；初中物理教學；思維方式

1 思維導圖概述

思維導圖，也稱心智圖，它是基于人腦功能和人類行為模式研究所獲得的一種科學的思維模式。其機理源自大腦活動的兩個方面：首先，人類最自然的思考方式是發散性思維，文字、圖像、節奏、氣味、顏色等外來信息進入大腦形成一個中心觸點，并由此中心向四周輻射形成新節點，再由此依次向外輻射呈現出立體式放射性結構；其次，根據斯佩里博士的割裂腦實驗證明，人腦分為左右半腦，左半腦主管語言文字、邏輯分析等抽象邏輯思維，右半腦主管圖像、色彩、空間等具體形象思維，左腦的記憶回路是低速記憶，右腦則是高速記憶。

基于以上兩大研究，英國的東尼·伯贊創造性地提出了思維導圖，他把這些無意識的圖像、符號等與文字進行組合，變成一種有意識、有一定規則方式的組合模式，思維導圖實質上是發散性思維的外部表現。

物理抽象的學科知識和初中生以形象思維為主的思維方式之間的強烈對比給學生學習帶來了一定困擾，物理就像一座難以翻越的高山擋在學生心里。因此要從本質上解決問題，就要改變學生的思維方式。思維導圖不僅僅是一種工具，更是一種多角度思考和收放自如的思維方式，能夠在潛移默化中影響學生的思維方式。

2 思維導圖的基本特點和繪制方法

思維導圖有哪些特點？基于這些特性該如何來繪制思維導圖？筆者以滬科版八年級物理《聲現象》為例，進行詳細說明。

思維導圖的繪制可以采用電腦軟件，也可以進行手工繪制，在教學中要注意引導學生自主地進行繪圖。

首先，注意的焦點清晰地集中在中央圖像上，也就是“聲現象”。一般選用橫放的A4紙，這是由于人眼在同一時間能夠關注到的視覺范圍是一個橢圓形，在紙的正中央用一個彩色圖像、符號或者文字來代表中心。

圖1

圖2

其次，各主題作為分支從中央向四周放射。聲現象包括聲音的產生和傳播、聲音的分類、聲音的基本特征以及應用四個方面的內容（如圖一）。接著由聲現象再發展第二分支聲音的產生和傳播（如圖二）。分類方式并不唯一，在這個過程鼓勵學生多思考，深入解讀知識，從而繪制擁有個人特色的思維導圖。在繪制分支的過程中，要講究一定的對稱美，由于人的短時記憶容量有限，分支5-7個為宜。

再次，分支以關鍵詞或圖像的形式呈現。（如圖二）不宜把一完整的句子直接放在思維導圖上，引導學生學會尋找關鍵詞，抓住重點。

最后，更細化的分支按合乎邏輯的方式以此類推向外拓展，整體上呈現樹狀結構。不同的層級之間要具備邏輯性，加深學生對知識內在聯系的深層次理解，培養學生的邏輯思維能力。

3 思維導圖在初中物理教學中的應用

3.1 思維導圖在備課中的應用

備課是教學工作順利進行的前提，備課時主要涉及三個方面的內容:為什么教？教什么？怎么教？在這個過程中要考慮學生現有的知識能力基礎、學生的認知風格和差異、教材的內容和邏輯關系，思維導圖作為一個整體結構，從全局觀念出發，能夠多角度多方面地考慮問題。

圖3

圖4

圖3 是關于《運動的快慢》的備課，主要分為三大塊:第一、學生分析（如圖四），包括學生已有的基礎、學生理解的容易點和難點、學生的典型誤解；第二、教學內容分析，包括內容及內部結構、橫縱向聯系；第三、教學策略分析。

通過一張思維導圖，把所有內容融入其中，就好比一張作戰地圖，相應的策略可以在圖上淋漓盡致的表現，無論是決策還是具體的執行都一目了然。同時還可以利用思維導圖進行自我反思，在這張圖上標注課堂的執行情況，不斷地修改、執行、檢查、以不斷提高自己的教學水平。

3.2 思維導圖在新課教學中的應用

思維導圖本質上就是大腦的思維方式，每個人從出生開始本能地在內心形成思維導圖，從每個發散中心開始，發展出一個個網絡。在新授課中充分利用學生大腦的思維方式，采用思維導圖的方式進行構建，把教師的教轉化為師生共同學習的課堂。

首先讓學生利用思維導圖進行課前預習，初步理解相關概念和規律，然后畫出本節內容的知識導圖，并在導圖上標注理解的疑難點以及自己對知識的拓展點；接著教師利用思維導圖設計的教案進行教學，在教學中要著重關注學生理解的疑難點和障礙點以及學生的預習導圖。同時還可以針對部分問題進行集體思維大碰撞，在黑板上繪制集體思維導圖，引導學生利用發散思維和聚合思維解決問題。

另外，在教學中板書可以不再采用逐行記錄的方式，而是采用中心-主題-關鍵點的樹狀結構展開，層次分明地將物理概念和規律有邏輯地呈現，使學生在聽課的過程中不斷地進行同化、順應和重組，將所學的內容重點突出、難點突破。同時在潛移默化的影響下，改變學生的記筆記方式，又給學生的學習帶來一定的樂趣。避免了傳統的線性筆記的既耗費時間，又不能把握知識點的邏輯關系的弊端。

在探究浮力的大小與哪些因素有關時，可以從以下5個方面出發，包括：問題來源、問題猜想、實驗模擬、產生質疑、得出結論。引導學生進行分組實驗探究，并繪制包含這五大分支的思維導圖，從而得到科學結論。以“浮力”的一個探究實驗為例：（如圖5）

問題來源：放入水中木塊上浮而鐵塊卻下沉

提出猜想：浮力可能與物體密度有關

實驗模擬：包括三方面，1實驗方法——控制變量法；2實驗器材——兩塊外觀體積相同的銅塊和鐵塊；3實驗現象——把它們浸沒在水中，利用稱重法測浮力，兩個物體浮力大小相同，浮力與物體的密度無關。

產生質疑：為什么都是鐵，鐵塊下沉，而船卻可以浮在水面上呢?

得出結論：浮力與物體密度無關,可能與物體體積有關，引入下一個探究.

圖5

設計意圖:利用思維導圖引導學生的思維過程，讓學生的猜想不是毫無根據的瞎猜，同時實驗設計也是有理有據地進行，另外鼓勵學生對實驗進行大膽地質疑并進行進一步探究，而不僅僅是為解決問題而解決問題。另外，利用思維導圖也可以將看不見摸不著的學生的思維過程外顯，使教師能進行針對性地分析和處理。

3.3 思維導圖在復習課中的應用

復習的目的在于讓學生把學習的物理體系內化成自己的認識，不僅要求學生對各個知識點有深入理解，更要理清知識間的關系，并能夠進行重新整合和變通。如果能將思維導圖這一工具巧妙地運用到復習課中，在理解知識和厘清知識間的邏輯關系的基礎上，引導學生自主建立知識的思維導圖，將物理知識內化成自己的理解，能夠達到事半功倍的效果。

復習課要切忌教師一手包辦，充分發揮學生自主性，獨立建構知識網絡。

首先，學生主動回憶相關內容，自主構建具有個人特色的思維導圖，要注意把握知識間的邏輯關系以及存在的疑難之處。

其次，教師在組織復習時，可以有以下幾種方式:教師主導，在黑板正中心畫核心主題，然后師生共同討論按順時針的次序列出幾個初級分支，再由每位學生共同完成次級各分支的知識點建構，學生最后對自己的思維導圖進行補充；以同學的思維導圖為教學資源，全班同學進行補缺補漏，以共同完成知識的系統化；也可采用小組合作學習的方式，組內同學們根據討論意見以及教師建議繪制出思維導圖并不斷進行完善以形成小組思維導圖。不管采用什么樣的方式，關鍵要突出學生的主體性。

下面這張圖是關于光的章節總結思維導圖。

光學這一章知識對初學物理的學生來說，既是重點也是難點。學生普遍反映本章要記憶的知識點較多，且很多部分都是教學的重點。主要包括光的直線傳播、光的反射、折射、以及顏色等知識（如圖6）。顏色是第二分支（如圖7）

圖6

圖7

最后，復習課除了注重知識結構構建，還要重視知識的靈活運用。教師要精心挑選習題，既要關注大部分同學的薄弱環節和易錯知識，也要關注學生差異，設計一些有梯度的題目。初中生在學習物理中有一個明顯特質：老師一講就懂，自己一做就不會。這是因為學生只是記住當前題目的解決方式，未掌握習題的解決思路，所以一遇到新問題就束手無策，因此在講授習題時教給學生方法顯得尤為關鍵。在某些情況下利用思維導圖作為解題輔助工具，既可以幫助學生找出已知和所求之間的關系，迅速找到解題思路，也可以提高學生多角度分析問題的能力。

下面以一道例題為例，分析如何利用思維導圖進行解題。

例：有一個質量是178g的銅球，體積是30cm3，請判斷此球是實心還是空心的？（ρ=8.9g/cm3）

分析：本題考察的是利用密度進行物質鑒別的知識。學生可以很直接通過測量密度來判斷小球是否是空心。但是對于利用體積和質量來判斷，學生存在一定困難。利用以下思維導圖引導學生進行思維拓展。（如圖8）

圖8

引導學生分析要判斷是否是空心可以把球的密度與銅的密度比較；同時密度與質量和體積也有一定的關系，假設小球是實心，利用銅的密度通過計算小球的質量和體積與小球實際質量和體積相比較。

同時利用思維導圖將學生的思考過程可視化，既有利于教師發現學生的問題出現的障礙點，也有利于學生覺察自己的漏洞和思維破綻。

4 總結

思維導圖不僅適用于教師的教，更適用于學生的學。它有著以下的作用：多方面、多層面、全方位思考問題，不局限在某個點面；抓住重點，理清脈絡，提高效率；思考過程可視化；由一個中心主題出發，向外有機延伸、分叉，形象直觀，左右腦協同工作，實現全腦并用，激發無限潛力。

不管是在教學中還是在學習中運用思維導圖都是為了幫助學生提高學習能力和培養學生的思維能力，但它作為新的教學和學習的策略，教師應避免直接向學生硬灌思維導圖的全新理論，需要在授課過程中進行潛移默化地指導，再抓住契機適當補充思維導圖的科學理論，以使學生能夠靈活運用。

（責任編輯：詹國榮）