談“新思維具象法”在高三概念復習中的運用

張 鵡 葉曉青

(1. 晉江市僑聲中學,福建 晉江 362271； 2. 晉江市毓英中學,福建 晉江 362271)

“思維導圖”憑借其自身的獨特優勢,能夠在滿足教學任務的基礎上,有效地培養和提升學生的綜合能力．在高三綜合復習階段,大量的理論知識給教師的教和學生的學都帶來了很大的壓力和困惑;因為,高中物理知識的邏輯性較強,需要學生具備較強的邏輯思維能力,而“思維導圖”能夠幫助學生建構概念間的關聯性,“新思維具象法”能夠將邏輯思維較強的知識,以直觀的形象表現出來,進而輔助學生實現對所學知識的構建,使學生掌握知識概念的關聯性．

1 “新思維具象法”與“新思維圖”

物理學科有其獨特的素養要求,尤其是對學生思維能力要求,要做好思維能力的培養,有必要深入研究以“思維導圖”在高中物理教學中的實踐研究,在讓學生了解什么是“思維導圖”和“新思維具象法”的基礎上,結合實際應用開展探討與分析,為充分發揮“思維導圖”的價值奠定堅實、有力的基礎．

(1) “新思維具象法”概念的提出．“新思維具象法”是建立在“思維可視化”基礎上的一個概念．就思維可視化而言,它包含兩個方面:一是可視化技術,二是可視化方法．從技術層面上來看,互聯網為教育提供了新的手段及新的方式,我們可以充分利用電腦技術及MM2009Pro等軟件來制作“思維導圖”,將“思維”用導圖的方式展現出來．但傳統的思維導圖表達存在著一定的局限性．它是一種點射狀、發散性的思維結構圖,其優點是可以將知識點“由點及面”進行“陣列式”排兵布陣,脈絡清晰,易學易記,但它的缺點亦天然地與它的優點“共生”在一起,即它的單一性和單向性．而物理知識的邏輯結構往往不是簡單地“由點及面”向外呈發射狀,有時它是一個迂回曲折的“交叉系統”,有時它又是一個非常嚴謹的“閉合系統”,因此,我們這里所運用的“新思維具象法”是在傳統“思維導圖”的啟發下,結合認知科學、思維科學、可視化理論等相關學科研究成果的基礎上,提出的全新概念．這一概念的定義是:通過借助“擬人”化或“擬物”化的圖形方式,將原本看不見的、抽象的學科知識的邏輯關聯、結構以及思維路徑轉化成為看得見的、具象化的圖形表達,使其不僅清晰可見、一目了然,且能夠做到“看圖知其意”,這是一種全新的思維路徑與思維方法,故稱之為“新思維具象法”．

(2) “新思維導圖”的建立．為區別于傳統意義上的“思維導圖”圖形,筆者將以“新思維具象法”為核心理念繪制而成的“新概念思維圖”統稱為“新思維圖”．一般情況下,新思維圖的擬人或擬物化的圖形表達并不是隨意性的,而是基于學科知識本身的邏輯關聯決定其圖形的外在輪廓及其內在聯系．它可以是發散的,也可以是交叉的,還可以是閉合的,充分呈現出它的靈動性,因而它不僅保持和延展了傳統思維圖的優點,同時又避開和克服了它們的缺點．以高中物理“機械效率”一節內容為例,雖說這部分知識在初中已學習過,但學生對于功率和機械效率這兩個物理量還是比較容易混淆的．為了幫助學生充分認識這兩個物理量的區別與聯系,在作對比分析時,可以運用“新思維具象法”的理念構建“新思維圖”來加以講解(如圖1所示)．

圖1

由于功率和機械效率是評判機械性能的兩個重要指標,因此可以選取一輛小汽車作為這幅“新思維導圖”的主體輪廓．前輪驅動汽車向前行駛,用它代表功率;后輪在前輪的驅動下被帶動起來,由于存在摩擦和機械本身有重力等原因,需要額外做功,伴隨產生有關效率的問題,因此用后輪代表機械效率．由此展開,我們可以進一步借用鋪砌在路面上的5層水泥磚,由上向下分別代表功率和機械效率的5個方面:定義、物理意義、公式、單位和計算結果．這樣,一輛行駛在5層磚路面上的小車,就構成了一幅栩栩如生的“機械小車”新思維圖,生動活潑地展示了兩個相關物理概念的區別與聯系．在實驗校所在班級的課堂教學中,這些新“思維導圖”廣受學生的喜愛,效果十分明顯．課后,學生循著這樣的思維圖進行復習,既簡單形象,又快捷高效．

2 “新思維圖”在高三復習中如何運用

由于高中物理知識的邏輯性較強,對學生和邏輯思維能力要求高,從當前高中物理教學的現狀來看,是學生的學習一大難關,特別是在高三總復習階段,大量的理論知識、物理規律、物理模型給學生都帶來了不少困難與挑戰．而將“新思維圖”運用于高三復習課,可以有效地解決高三物理復習中所遇到的這些問題．因為“新思維圖”作為一種基于人的大腦思維模式而構建的“思維”圖形,能夠很好地幫助學生建構起物理概念間的關聯性,“新思維圖”能夠將邏輯思維較強的知識以最為直觀的“具體圖形”表現出來,而整個“新思維圖”的繪制過程就是學生思維的過程,從而可以讓我們教師去發現學生在對所學知識的建構中出現的問題與不足,使我們更有效地幫助學生掌握知識概念的缺漏．我們的作法一是讓教師通過文獻研究,了解“思維導圖”和“新思維具象法”的基本理論;二是在教學實踐中,著重研究“新思維具象法”在高中物理教學中如何進行應用,三是用遞進的方式開展對學生的制圖訓練,完成對學習模式和思維方式的轉變;四是教師在教學中嘗試用“新思維具象法”即“思維導圖”在不同課型中的應用,并且開展相關問卷調查和測試,以檢驗實驗效果．經我們的教學實踐證明,在高中物理教學中應用“新思維具象法”教學,能有效地提高學生學習興趣,提升學生分析問題、解決問題的能力;有效促進學生反思、學會學習,提高學生的學業成績．

(1) “新思維圖”繪制的原則．在繪制“新思維圖”時,需要掌握如下繪制原則．

① 精心構“思”原則．由于我們是要求學生用手在一張A4大小的紙張上繪制一份“新思維導圖”,因此在繪圖之前,要確定好繪制內容,明確本圖中的核心概念、涉及到的相關規律、知識等,對內容進行重點提煉,這些知識和規律間的關聯、位置、層級關系等,這樣就要求學生要先“思”,實際上也是知識與概念進行了一次深度的復習過程．這也是“新思維導圖”需要展示學生“思維”方式的根本出發點．

② 精確選“圖”原則．繪制“新思維圖”要用學生自己喜歡又能代表本節物理知識或核心概念的“擬人”或“擬物”化的“具體形象圖形”,簡稱為“具象”,這個關鍵的“圖形”要精心選擇,同時,還要保證所繪制的“思維圖”具有一定的層次性,這樣才能將邏輯思維具象化．

③ 合理“配圖”原則．一般情況下,我們精選的核心“具象圖”要放置在A4紙的中央,然后根據知識概念的邏輯關系進行層級關聯進行分支拓展、延伸．各分支點在連接的過程中,最好用不同顏色與不同種類的線條,方便區分和使用

④ 文字運用“簡約”原則．由于我們制作“新思維圖”是以圖形為主,是通過圖形來建立起一種知識和規律間的邏輯聯系,因而在文字上要進行提煉,特別是各層級間聯系的線條上的關鍵詞最好寫一個,并要保證將關鍵詞寫在線條上,線條間要有連接點．

⑤ 繪圖的“獨特性原則”．不同的學生要根據自身的思維特點來繪制“新思維圖”．因為圖是給自己用的而不是給別人看的,從而才繪制的“新思維圖”突出自己的思維過程,能輔助自己提高意效率,實現“新思維圖”幫助自己在物理復習中的作用．

(2) “新思維圖”的繪制方法．一般情況下,制作“新思維圖”的方法有手繪與電腦軟件繪制兩種．鑒于教學實際,我們在高三物理總復習中通常采用“手繪思維圖”的方法．在具體繪制的過程中,要求在一張A4紙上完成,而且盡量用圖形取代文字表述．按照如下步驟進行.① 根據構思,選擇好“擬人”或“擬物”化的“具象圖”．將最關鍵的“具象圖”放在紙張的最中間,然后開始繪制“新思維導圖”,要確保周圍有足夠的伸展空間．② 在具體繪制分支時,要考慮好位置、層級等關系,以便確定紙張的橫向或縱向使用．分支可使用多種類型的線條．③ 將圖像的主干與分支分別繪制完成以后,再進行合理連接．

如在高三有關交變電流的產生的復習中,筆者可以采用如圖2所示的“新思維圖”來幫助學生進行復習．

圖2

從圖中可以看出,交變電流的產生原理、圖像、描述交流電的物理量、變化規律等都匯集到一張圖上,并且各概念、知識點及規律明確了相互間的關聯,學生在復習時就不用再去一頁一頁地去翻閱課本,可以說在高三后期的復習中,學生只要有一套幾十頁的“新思維圖”就可以不斷地復習鞏固所學知識．

(3) “新思維導圖”制作中輔助功能．英國腦科學家東尼·博贊是世界著名心理學家和教育學家．在他的研究中發現,人類對配有色彩、圖像及線條的文本資料的記憶效果,明顯好于僅有純文字資料的記憶效果,并因此發明了風靡全球的“思維導圖”．為使“新思維圖”效果更加明顯,我們可以要求學生購買一些彩色水筆,使其繪制的“新思維圖”具備多種顏色,以通過不同色彩的配備刺激大腦皮層的條件反射,方便學生的記憶與運用過程中對知識和規律的提取．

新的高中物理課程標準,強調對學生的能力培養和提高,其核心是培養學生科學的思維方式．由于“新思維導圖”(或新思維具象法)吸收了腦科學、教育學與信息技術等各學科領域的成果,在教學中的應用價值日益凸顯．“新思維導圖”的制作過程可以對學生思維的集中與發散進行訓練,從而有效地改變他們的認知方式,引導他們主動歸納知識和理清思,幫助學生更有效的記憶．筆者以“新思維具象法”和“新思維導圖”在高三物理總復習中的嘗試,一方面創新了物理教學的方式,二普遍提高了學生的學習興趣;三培養了學生的物理思維能力;四提高了物理復習的效率和有效性．運用好“新思維具象法”,可以幫助學生在頭腦中把抽象的思維轉化為生動形象的圖形,既便于記憶,又便于在復習中提取知識,更助于培養學生形成整體把握問題的能力．