思維導圖在大學物理課程教學中的應用研究

郭亮

摘? 要：針對目前大學物理課程教學中存在的具體問題，提出將思維導圖這種可視化思維工具運用到大學物理教學中進行輔助教學，闡述了大學物理教學中運用思維導圖的可行性，并結合實例介紹了思維導圖的具體實施。利用思維導圖可以提高大學物理課程教學效果，有助于學生的物理思維能力和自主學習能力的培養。

關鍵詞：大學物理;思維導圖;物理教學

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）35-0116-04

Abstract： Aiming at the specific problems of college physics teaching， this paper puts forward the application of Mind map in college physics teaching to assist teaching， expounds the feasibility of using Mind mapping in the teaching of college physics， and introduces the specific implementation of Mind mapping with examples. The use of Mind maps can improve the teaching effect of college physics courses and help students to cultivate their physical thinking ability and independent learning ability.

Keywords： college physics; Mind map; physics teaching

大學物理課程是高等院校理工科專業的一門重要通識性必修基礎課，它不同于其他具體專業課程，課程講授的基本概念、基本理論和基本方法在對學生的邏輯思維、創新能力及應用意識等方面的培養和訓練上發揮積極的促進作用，其內容和思想對后繼課程的學習和科學素質的培養都具有深遠而持久的影響[1]。通過大學物理課程的學習，不僅可以使學生掌握專業課程學習中必備的物理理論知識，做好相應的知識儲備，同時可進一步提高學生的科學素養，增強學生分析和解決實際問題的能力，培養學生科學探究精神和創新意識，因此大學物理以物理知識為載體，在培養學生科學素質和創新能力方面具有積極作用，在應用性人才培養上具有其他課程所無法代替的重要地位。但是，目前大學物理教學中普遍面臨著教學內容多，知識涉及領域廣，教學時數少;部分學生物理基礎知識薄弱，自主學習能力差，學習積極性不高;教學方法和手段單一等一些具體問題，在很大程度上影響了大學物理的教學的有效實施。因此，進行大學物理教學改革，探索符合學生實際、滿足應用型人才培養需求的大學物理課程教學方法勢在必行。

一、思維導圖概述

思維導圖（Mind map）是一種發散性的、圖像式思維的工具，是英國著名心理學家、教育學家Tony Buzan發明的一種有效的思維模式[2]。它源自腦科學理論，是表達發散性思維的簡單有效而且實用的圖形思維工具。思維導圖是用圖解的形式和網狀的結構，加上關鍵詞和關鍵圖像，儲存、組織和優化信息。思維導圖以人類腦細胞為模型，通過中心主題向四周發散多個主題、子主題從而構成網狀結構。主題上的關鍵詞或圖像能夠喚起相關知識記憶，起到揭露事實、思想和信息的作用。

由于根據腦細胞的形狀和形式繪制的思維導圖符合大腦聯想和想象的工作方式，可以優化人們的思維和記憶，提高工作和學習效率，能激發人的創造力[3]，因此受到了大家的普遍關注，許多教育工作者在理論和教學實踐中都進行了相應研究與實踐。思維導圖是集圖畫、關鍵詞、節點與線連接起來的多彩的圖文結合體，在實際教學和學習過程中能使課程內容中心突出、層次分明、易于理解、可操作性強[4]。教師在教學中運用思維導圖進行教學設計，可以提升教學設計效率，也便于后期優化設計。在課堂教學中利用思維導圖能夠很清晰的向學生展示出教學內容的整體知識結構框架，能夠便于讓學生把握教學的重難點及知識點間的關聯性，利于學生整合零散知識，激發學生思維能動性和學習積極性，使學生積極主動參與到課堂教學活動中來，有效提高了教師教學的有效性。

二、大學物理教學中應用思維導圖的可行性

大學物理的教學內容多、知識抽象，只有對物理概念、物理規律有了深刻地理解才能做到運用物理知識靈活的去解決問題。在大學物理課程教學中將教學內容用思維導圖構建知識框架，有利于學生明確學習重點，把握物理知識脈絡，從而構建清晰的物理過程圖像。思維導圖構建的網狀知識結構有利于知識的記憶和聯想，便于將中學物理知識與大學物理知識進行銜接，實現新老物理知識點的有機知識整合，進行知識重構，從而形成完整的物理知識體系。

形象思維有助于物理學的形成與發展，物理學習開始于學生對客觀存在的事物形象的感知，然后把各個感官感受到的物理形象整合成物理表象，最后對物理表象進行形象加工后抽象出物理概念或物理規律，其中形象思維為邏輯思維的運行提供形象的材料支撐[5]。物理學科知識特點要求在物理學習過程中，不僅要注重抽象能力的訓練和培養，同時也要重視學生形象思維的鍛煉，要注重形象思維與邏輯思維的互補。通過思維導圖進行知識可視化，不僅可以提高學生學習興趣，而且可以培養學生的發散思維，能實現學生創新思維能力的培養。

利用思維導圖進行輔助大學物理課程教學，一方面能幫助任課教師減輕備課負擔，通過思維導圖的繪制，明晰教學思路，理清知識點間的聯系，依據學情更好地進行教學設計。另一方面借助思維導圖學生能容易理清知識脈絡及知識結構框架，可以幫助學生有效把握學習重點，提升學生的預習工作的實效性，在課堂中更容易實現在教師的講解下將抽象的物理知識進行理解并內化。

三、思維導圖在大學物理教學中的應用

（一）思維導圖在學生課前預習中的運用

學生課前預習是保證課堂教學有效性的重要環節，課前通過自主學習提前了解教學的相關內容在保證課堂教學有效實施過程中顯得尤為重要。比如在上真空中靜電場之前，學生在預習該部分知識繪制了相應思維導圖，見圖1。

學生課前預習中通過思維導圖構建對真空中靜電場這部分知識進行歸類、歸納，使原有抽象知識可視化，更具條理性。學生在預習中為了構建真空中靜電場的思維導圖，就必然會深入研究課本中相關知識內容，確定主題，通過獨立思考用連線將與主題相關的概念和命題連接構成網狀知識結構圖，這個過程能夠激發學生學習的主觀能動性，保證了預習的成效。學生在預習過程中繪制思維導圖肯定會遇到個人無法理解、解決的問題，在課堂中，當老師講到這些具體問題時學生就會更加留心在意，學生聽課時就會更加具有主動性和針對性，通過自己的思考和老師的講解，一旦問題解決了，學生將對該知識點掌握的更加牢靠，印象更加深刻，不容易遺忘。

（二）思維導圖在課堂教學中的運用

在實際教學中，教師可以利用思維導圖輔助備課和授課。備課時教師應了解具體學情，依據教學大綱要求，進行具體教學設計，將課堂教學內容以可視化的圖像、文字、色彩等形式直觀形象地濃縮于思維導圖中，反映出知識點的相關聯系，表現出復習、新課導入、新知識的講解、例題講解和作業等教學環節。這樣可以使教師在課前進一步明晰課堂講授思路，同時也保證了課堂教學中通過PPT演示方式將思維導圖逐步、清晰的展示給學生，使學生更直觀的了解教學內容的重點及各知識點間的相互聯系。比如在講電磁感應這部分內容時，可以構建如圖2所示的思維導圖，教師可課前繪制思維導圖展現給學生，課堂講授過程中可結合思維導圖開展每一階段教學任務。

首先復習本節課所涉及的磁通量、電源電動勢等相關物理知識;然后是新課導入，結合磁懸浮列車等生活中的實際例子吸引同學們的注意力，闡述電磁感應相關理論在實際中的應用及在電磁理論中的重要地位，從而引入新課內容;通過電磁感應演示實驗視頻揭示電磁感應現象，總結歸納出發生電磁感應的條件和方法;分析電磁感應定律及楞次定律;通過例題的講解電磁感應定律的應用，進一步鞏固知識點;最后進行歸納總結，布置作業以及預習任務。通過思維導圖可將整節課的教學脈絡直觀的展現給學生，一目了然，學生可以輕松有效的把握本節課的重點及知識結構。當然，教師也可以利用彩色粉筆邊講邊在黑板上畫，等課堂內容講完話，本節課的思維導圖也就呈現在黑板上了。

對于學生來說，上課記筆記是掌握課堂知識的重要環節，有助于知識內化和主動進行知識重構。以往課堂中學生記筆記要不是抄板書，要不就是記錄老師所做的表述，結果往往是“想記的沒記上，想聽的沒聽清”，缺失了獨立思考的時間。在實際課堂教學中，學生可以以教師繪制的思維導圖為模板，利用思維導圖記筆記，學生只需將關鍵詞和知識要點用線條相連，這樣提高了記筆記的效率，學生可以有充足的時間集中精力去聽講，對具體問題進行獨立思考，提高了課堂教學的有效性。通過思維導圖記錄的筆記，更容易提取教學內容的相關知識點，便于回想教學過程，幫助記憶、分析處理相關知識，同時也利于產生創造性思維。

（三）思維導圖在習題課中的運用

在習題課教學中，為了讓學生掌握如何靈活利用物理概念、物理規律分析處理實際問題，進行章節知識小結是一個必不可少的環節。教師章節內容小結過程中幫助學生對所學的知識進行系統的整理，掌握整體物理知識結構和具體的知識要點，使知識條理化、系統化，實現物理知識的“零存整取”，使之形成一個較完整的知識體系。思維導圖的發散性和系統性可以很好地幫助學生在習題課教學中掌握整體物理知識結構和具體的知識要點。

比如在對大學物理第一章質點運動學進行章節小結中，可以制作如圖3所示的思維導圖。通過思維導圖可以清楚的向學生展示質點運動學的知識框架，反映出在本章學習中遇到的質點、參考系、坐標系等主要概念;描述質點運動的方式方法;描述質點運動的物理量間的關聯;質點做圓周運動及直線運動的描述等。在知識小結中使用的思維導圖制作不必過于詳細，無需將所有公式、內容都體現在思維導圖中，只要給出基本的知識結構框架，在實際教學中，教師就可以充分利用課堂互動環節，通過師生共同合作方式進一步完善思維導圖。在教師的引導和點撥下，學生借助思維導圖就能對所學的知識進行系統的整理，將物理知識點形成一個整體的知識網絡，使學生更加明確物理概念、規律的本質，激發學生主動探究物理知識深層次的關聯，提高靈活解決實際問題的能力。

四、結束語

本文基于大學物理課程對思維導圖在大學物理教學中的應用進行了分析探討。大學物理中運用進行思維導圖輔助教學，利于學生把握教學內容重點及知識結構，便于對知識點進行分類與總結，有助于學生的物理思維能力和自主學習能力的培養，促進學習的積極性和主動性，提高學習效率。

參考文獻：

[1]教育部高等學校非物理類專業物理基礎課程教學指導分委員會.本科大學物理課程教學基本要求[Z].2014.

[2]博贊.思維導圖大腦使用說明書[M].張鼎昆，徐克茹，譯.北京：外語教學與研究出版社，2005.

[3]李淑鳳，李雪春，鄭殊，等.學科思維導圖與物理知識網絡的構建[J].物理與工程，2018，28（Z1）：8-15.

[4]李鵬.應用思維導圖提高大學物理教學有效性的研究[J].黑龍江科學，2019，10（1）：78-79.

[5]李超華.思維導圖在大學物理熱學中的應用研究[D].上海：上海師范大學，2017.