再論高中物理思維導圖教學的誤區*
——兼談概念教學中的科學思維的培養

高榮順

(廣州市東圃中學 廣東 廣州 510660)

思維是智力和能力的核心，思維活動是課堂教學中師生的核心活動[1]．在思維的重要性愈來被廣泛認同的趨勢帶動下，近幾年思維導圖在中小學教育領域的應用以及相關的研究保持了相當的熱度，熱度之下這一工具的使用有顯而易見的偏差[2]，也有由于長久以來形成的根深地固的觀念而造成的難以覺察的誤區．

1 知識梳理代替學習建構過程

圖1和圖2是兩種典型的對“電場強度”新授課的知識梳理，只不過圖1是知識的簡單羅列，圖2對知識進行了邏輯加工，梳理得更符合學科邏輯體系．但是很多教師卻在新課教學中對新知識略加點評、導圖呈現馬上就進入應用練習階段，將一節概念課硬生生地上成了習題課．本課題對此進行的問卷調查和訪談結果顯示，這種借力導圖形式追求課堂內容和效率的做法很有一部分市場，甚至獲得大部分學生的認可．原因也非常一致——“對我們提高分數有幫助，見效很快”．

圖1 “電場強度”知識羅列式梳理

圖2 “電場強度”知識關聯式梳理

知識梳理的積極意義毋庸諱言，但是這種急功近利式的“呈現-練習”的概念課只是在形式上“使用”了思維導圖，教師的教育觀念并非“思維能力的培養”，而是“唯分數論”的實用主義．雖然能使紙筆測驗分數立時提高，但是學生對概念規律的來龍去脈不求甚解，學習接受新事物的思維力得不到訓練．當面對“我們怎么了解、認識一件新事物？探索未知世界憑籍的高效化工具是什么？如何避免無謂的探索？”這些問題時其短期逐利的弊端就顯露出來．

我們不禁要叩問，思維能力的培養應當關注思維的過程還是思維的結果？解決問題的能力就是思維能力的全部嗎？以概念課為例，思維活動的結果就是獲得的新知識，而思維活動的過程是關于“新知識是如何獲得的?如何理解新知識？”的．在當下互聯網的時代，知識的外在獲取比以往任何時候都容易， “能在網上搜到干嘛還要學？”幾乎已經成為一句廢話，即使是知識導圖網上資源也很豐富．然而知識不能被學習主體深度理解，在解決問題時不能被激活成為當下不少學科面臨的困境．

再次回溯我國基礎教育改革“雙基”→“三維目標”→“核心素養”三次轉變，新一輪的課程標準改革提出以“核心素養”來統領，核心素養的提出一方面是對以往單純重復知識、不斷強化、搞題海戰術的教學模式的堅決摒棄；另一方面是對 “思維能力型課堂”的靠近．統領并非不注重知識，乃是要以思維能力來統領知識建構過程，并以此引領科學觀念、科學探究、科學態度．因此思維型課堂應用思維導圖工具時應當著眼于學習建構過程中的思維參與和聚焦而非學習結果的呈現．沒有建構過程，新知識與學生已有的認知結構就無法發生同化，新知識梳理得再好只是在順應過程中固化了信息與知識的聯結，卻并未形成有意義的深度學習．

思維活動是學習建構過程中的核心活動，教學設計必須圍繞思維活動這個核心，仍以“電場強度”為例，圖3依次進階、逐漸深化的方式呈現了教學活動過程中的認知框架．這樣的認知框架也恰恰是科學史上人們對某一概念不斷認識和深入的必經歷程，有著嚴謹的時序性和邏輯性．例如，必須首先界定“電場強度這一概念定義所指向的對象是誰？”然后才能討論“電場強度的研究方法”這一問題；如果喪失了這種時序必然造成思維活動的無序或低效重復．當然在科學史上人類對電場這一物質的認識經歷了曲折反復的歷程，并非是單一直線式的習得過程．

圖3 “電場強度”學習路線圖

認知框架是認知主體圍繞某一主題展開的一系列復雜思維活動中關鍵節點組成的相對穩定、條理化的思維結構．而圖示化的認知框架在概念課、規律課等新課學習時對于思維能力的培養有積極意義：

第一，以可視化的形式對思維過程形成有力的支撐和引導，引導思維活動從無序向有序、從低效向高效發展；

第二，條理化結構便于將認知過程分解、審視、找出底層規律，抵達問題核心；

第三，不同的物理概念需要在上述認知框架基礎上進行局部調整和變化，學生在不同的概念學習過程中完成認知框架的不斷內化和遷移，這正是思維靈活性的基礎．

圖示化認知框架的結構依不同的教學目標或者需要解決的問題目標不同而不同，本課題研究歸納了高中物理概念的建構過程“物理情境-研究對象-研究方法-得出概念-應用練習 ”(SWHWA)5個關鍵節點，并以此作為概念課思維活動的認知框架．

2 教學設計止于認知框架而忽視建構過程中的生成性思維

概念學習的認知框架是對概念學習歷程中思維活動的共性提煉，可以指導思維活動高效有序進行，卻沒有解決認知主體思維的個性差異問題．

生成性教學是思維視角下的教學形態，生成性思維活動是在學習認識事物的發展過程中生成的而不是在發展之前就存在的思維活動．學生作為認知主體，其思維活動不可能像衛星運轉軌道一樣可以精確預測，因為每個學生的已有認知結構、思維特點具有很大的差異．建構主義學習理論認為，只有學生作為主體據自己的經驗背景，對外部信息進行主動地選擇、加工和處理，從而獲得自己的意義才算完成知識的同化．

又比如：“電場是一種物質的依據是什么？”

“場是一種物質”觀點的確立經歷了復雜曲折的歷史過程，“場是一種物質”最初是法拉第基于哲學觀念的猜測，當然這種猜測并非完全沒有實驗依據，因為法拉第實驗了電場在不同介質中的傳播，發現效果并不相同． 后來法拉第在研究磁場時也提出這樣的猜想，不過其最終被證實是磁光效應的發現，如圖4所示.可以說在磁光效應發現之后，場是一種客觀存在的物質這一觀點才是站得住腳的科學觀點，那個年代“光是一種電磁波，而波是一種客觀物質” 的觀念已經被廣為接受和證明，因此能夠作用于光這種物質的一定也是一種物質而非性質，既然這種物質并非磁體，那一定就是磁體激發產生的另一種物質——磁場.

圖4 磁場使光的偏振面發生一定角度的偏轉

上述第1個問題涉及哲學層面的“物質及其性質”的基本世界觀；第2個問題“場是物質”的科學論證歷史[3～6]恰又是形成唯物世界觀的知識支撐．若從應試觀念角度看，肯定不用講，因為這樣的題目各地近10年的高考試題也都沒遇到過，這也是大多數教師所持有的“唯高考主義”的實用觀．但是如果從思維培養的角度看，這卻是思維訓練和提升品質的最佳時機，因為主體對知識進行了加工處理，形成了自己的思維結論，更加重要的，這是學生思維活動的主動參與．這個問題處理好，不僅能保護學生思考的積極性，更能借機培養學生邏輯思維的能力．從學科教學的角度看，思維的培養無法脫離學科知識的基礎，沒有脫離思維的死知識，也沒有脫離知識的純思維，我們應該注重思維活動的生成性，對學生的思維活動充分預設，針對學生的相異思維準確診斷、積

極干預，矯正和引導學生的思維活動，同時也加深對學科知識的深度理解；從科學精神的角度看自然學科之所以可信是因為其可以被論證，此乃科學精神之所在．如果只顧學習建構過程的效率，而忽視學生的思維差異，必然會抹殺學生的思維個性，最終建立起來的只是權威主義和等級秩序，這樣的課堂是思維的墓地而非搖籃．

3 總結

思維能力是核心素養的重要方面，關系到國家“立德樹人”教育方針的落地執行．一線的教學實踐應當區辨思維能力與應試能力的不同，應試能力僅是思維能力的局部．我們應當著眼于思維效率的提高和科學邏輯思維的發展，避免將應試能力等同于思維能力進而將思維導圖當作服務于題海戰術的工具．