利用思維導圖輔助高中物理的單元復習

王秀娟

【摘要】思維導圖是一種輔助性的思維工具，是促進學生深度學習的有效策略。在物理單元復習課中合理有效地利用思維導圖輔助教學，不僅可以促進學生的思維發展，還有利于教師的專業發展，符合新課程標準和高考評價體系的要求。文章探討了在高中物理單元復習課中運用思維導圖實施教學的具體策略。

【關鍵詞】思維導圖;單元復習;高中物理

【基金項目】本文為北京市中小學名師發展工程成果;北京物理學會課題“基于深度學習的章節教學研究”，編號：WLXH202082。

一、思維導圖的工具介紹

20世紀70年代，思維導圖由英國的托尼·博贊提出。思維導圖是表達發散性思維的有效圖形思維工具，具有便利性、快捷性特點，借助可視化思維工具，將碎片化的內容整合到一起呈現出來。思維導圖能夠使抽象的知識、概念變得更為具象，增強人們的記憶。教師在物理教學中運用思維導圖，能夠幫助學生構建清晰、整體性的知識框架，整合碎片化知識，引導學生學習物理知識，協調學生左右腦之間的關系，實現對物理知識的深度學習，逐步形成物理素養。

二、物理單元復習的重要性

（一）物理學科的特點

物理課程標準指出，物理學是自然科學領域的一門基礎學科，研究自然界物質的基本結構、相互作用和運動規律。物理學是基于觀察與實驗，建構物理模型，應用數學等工具，通過科學推理和論證，形成系統的研究方法和理論體系[1]。可以看出，物理學科是一個研究系統，知識和方法都呈現結構化的特征。因此，如何以知識和方法為載體，在教學中培養學生的結構化思維是物理學科教學的重點。

2019年，教育部推出“一核四層四翼”的高考評價體系。在評價體系中，學科素養指標體系是指學生在實踐生活中，或者在探索問題過程中，能夠對各類信息進行分析和整理的綜合素養。與以往不同，在信息時代背景下，隨著大量信息、新技術、新方法的出現，人們能夠從多個渠道獲取各類形式的信息，但并非所有信息都具有價值，這就要求我們具備篩選信息的能力。在思維導圖的幫助下，學生能夠快速提取新信息，并將其與已經掌握的知識建立聯系，有效解決實際問題，實現對各類知識的組合[2]。

（二）單元復習課的特點

單元復習是教學過程中必不可少的環節。師生共同對知識進行全面且系統的梳理和總結，能夠幫助學生了解到知識與知識之間、單元與單元之間的關系，在腦海中構建知識脈絡，突出核心知識點。這種方式不但能夠強化學生對知識的綜合運用能力，而且能夠激發學生思考，不斷提高學生的實踐能力，提高學生的物理思維水平。

三、思維導圖在教學中的意義

（一）促進了教師的專業發展

在設計單元復習的過程中，教師要立足單元，上接學科核心素養，下連知識點的目標或要求，既要站在高位上設計單元，又要落在課節上來實施教學，既要仰望整體，又要心懷具體。這對教師的專業發展有了更高的要求。利用思維導圖可以高效地進行教學設計和實施，具體需要做到如下兩點。

1.深入研究學科是基礎。專業的物理學科教師需要對學科本身有較為深入的認識，從物理學史中挖掘哲學的起源，從物理學科中探尋邏輯的力量，從物理學發展中關注科技的前沿等，這些都是物理教師應具備的基本素養。沒有這些，無從談及整合與結構。教師只有對學科本身有深入的認識，才能在教學設計和實施中游刃有余，更好地利用思維導圖輔助教學。

2.立足學生的學習是核心。教師在教學中不僅要關注知識邏輯、教學邏輯，還要關注學生的學習邏輯，基于學習邏輯設計教學邏輯。教師的一項重要工作就是研究學生，研究學生是如何認識問題、思考問題和解決問題的;研究在學習每一部分內容時學生可能會遇到哪些困難。學生的成長環境變了，特別是隨著社會、經濟、信息技術高速發展，人才培養的著力點從比記憶和計算轉向比創新和想象。互聯網、移動終端的高速發展讓網絡學習日趨常態化，學生中的“數字原住民”越來越多，他們靠技術手段快速獲取信息、交流信息，喜歡自己選擇課程，喜歡主動學習而不是被動接受。教師在基于知識邏輯和學習邏輯設計教學邏輯的過程，要以學生的思維導圖為素材，將學生的思維外顯，有針對性地指導，這是在教學中實現以學生為主體的具體策略。

（二）增強了學生思維的結構化

將新知識納入原有的知識體系需要分類和整合，需要教師引導重構知識體系，培養思維的結構化。在高中物理必修1的教學中，知識單元“運動”“力”“運動和力”需要不斷深入地學習，教師應培養學生利用思維導圖，將主題詞從“運動”到“力”，再到“運動和力”，不斷梳理學習的邏輯，將思維外顯，進而整合所學知識的內容。

將思維導圖應用于單元復習課，能使復雜、抽象、零散的核心知識更加具體化、形象化、系統化。學生以小組為單位進行交流研討，激發了學習的主動性、積極性、合作性，不僅培養了歸納、概括、建構框架、梳理知識的能力，還培養了合作精神，鍛煉了組織能力和表達能力。教師在教學中結合學生的認知水平，引導學生建構適合各自學情的思維導圖，誘發學生在認知上的矛盾沖突，引導學生通過自主學習、自主設計、合作討論等方式去解決疑難問題，建構起再認識的脈絡和新的認知結構，從而扎實地鍛煉了學生的實踐能力、自主學習能力，同時培養了學生的質疑精神、創新精神，提高了學生的核心素養。而且，這在一定程度上提高了教師的專業的素養，促使教師在前期備課過程中立足單元，站位更高，更好地指導和幫助學生完善單元思維導圖，使學生的思維邏輯進一步結構化。

四、思維導圖與高中物理復習課的關系

思維導圖是整理思維的工具。整理思維好比整理房間。在學習中激發思維，能夠獲取大量思維資料，但停留在這一階段遠遠不夠，究其根本是瑣碎的思維資料無法形成系統知識。因此，利用思維導圖顯得尤為必要，通過對瑣碎資料的分析和整合，能夠促使知識系統化，進而促使思維由“有物”朝著“有序”方向轉變。

單元復習課是教學中較為常見并且重要的一類課型，目的在于幫助學生鞏固已學知識，建立知識間的聯系，從而自主形成一套完整的有邏輯的知識體系。在復習課中運用思維導圖可以將局部的、碎片的素材整體地全景展現，這不僅可以培養學生系統化的思維，培養學生深度整合的意識，還落實了課程標準中內容結構化的要求。

有效的學習需要掌握、整理和歸納知識點，根據知識之間的關系構建完整的知識網絡。獲取的知識，如沒有完整的結構加以支撐，不久便會遺忘，不連貫的知識在記憶中只能有短暫的壽命。學生繪制思維導圖的過程，就是把新知識匯入到原有的認知結構的過程。這樣就能將原本呆板的機械式學習轉變成具有邏輯聯系的有意義學習。

五、思維導圖在單元復習教學中的應用示例

現以高中物理必修1的第一單元“運動的描述”為例，分析如何在單元復習課中運用思維導圖。

（一）教學分析

1.教材分析。本章與下一章的主要內容是從運動學的角度對做直線運動的物體進行描述，研究一種物理現象。從運動學的角度描述物體，就是要在確定的時刻或時間內明確機械運動的物體的位置、位移速度和加速度。而要想準確地描述這些物理量，就必須先學習質點參考系和坐標系等內容。本章學習的內容既是下一章研究勻變速直線運動的基礎，也為后續整個高中力學各章的學習做好知識的準備。

本章共4節，知識線索可分為四部分：第一是關于描述物體運動的基礎鋪墊（第1節），明確描述的對象是什么（質點），用什么樣的工具來描述（參考系）;第二是位移（第2節），從位置變化的角度認識位移這一新的物理量，包括如何描述位置、位置的變化，以及什么時刻的位置、什么時間內的位移等內容;第三是速度（第3節），從位移變化率的角度認識速度，包括大小和方向，以及如何測定速度;第四是加速度（第4節），從速度變化率的角度認識加速度，包括大小和方向[3]。

相對于初中物理而言，高中物理在理性分析、邏輯思維、定量要求、數學計算、概念的嚴密性、實驗的復雜性等方面都上了一個臺階。本章是高中物理的第一章，對后面的學習起到奠定基礎的作用，學生學習高中物理需要具備的基本素養很多在本章中第一次出現。例如，第一次用較規范的理想模型的觀點來思考問題;第一次體會時刻、時間、位置、位移等概念的確切含義;第一次在物理問題中滲透極限的思想;第一次用打點計時器進行定量的實驗;第一次抽象地領會物理學中“變化率”的含義等等。因此，教師在教學中如何對待這些重要的“第一次”很重要，既要使學生扎扎實實地從這些“第一次”中提高基本素養，又要兼顧學生的可接受性，做到循序漸進，不一步到位，讓學生在學習中感受成功的愉悅，這是在本章學習中需要特別注意的問題[3]。

基于上述的教材分析，在本單元的復習課中，引導學生對概念再深入認識是重點。因此，在本單元的復習課中教師帶著學生對知識做好結構化梳理，對單元內容進行系統化整合，是后續物理學習的關鍵。

2.學情分析。在知識基礎方面，關于運動，學生并不陌生，對于直線運動有初中學習的基礎，對于速率、路程、時間等物理量有較為深入的認識，但是對于位移、速度、加速度這三個物理量的認識還是陌生的，尤其對于這三個量在建立過程中的聯系更是存在理解困難的問題。在思維方面，學生初接觸矢量，對于矢量及其變化的理解存在困難，對于“類比”這一學科方法在物理量定義過程中的運用，需要在教師的引導下逐漸體會。

（二）課前準備

1.軟件工具拓展學生信息技術

教師給學生培訓如何使用構建思維導圖的電腦軟件或手機app，不僅可以拓寬學生的視野，還能為規范呈現思維導圖奠定了基礎，并為文件展示和編輯提供了便利。因此，在高中物理單元復習課之前，對學生使用思維導圖軟件進行培訓是有必要的。

2.小組學習培養學生合作意識

將單元知識復習以導圖的形式呈現，需要學生落實知識的梳理、文案的撰寫、軟件的編輯、修改完善、代表匯報等相關工作。組長將小組成員分工，明確任務后，課下可以通過微信群的方式交流工作進展。這樣不僅可以培養學生的合作意識，還可以培養學生的規劃能力，同時使每個學生發揮所長，更好地調動學生的參與積極性。

（三）課上匯報

1.學生展示，同伴互評

學生在課前以小組為單位完成單元知識梳理后，小組選出代表在班內進行匯報，讓除匯報組以外的其他小組同學進行評價打分。

在小組匯報前，教師對匯報學生和評價學生分別給出指導。首先，匯報組的學生要講清這樣幾個問題：“確定的核心主題是什么，核心主題和子命題之間有什么樣的邏輯關系，各個子命題之間存在什么邏輯關系？”其次，評價的學生根據評價量表進行打分，思考這樣幾個問題：“導圖的中心詞及各子命題之間是否符合本章的物理知識邏輯體系，導圖是否清晰簡明地表達了主題，匯報的同學語言表達是否達到評價要求？”每個小組匯報時間不超過5分鐘。

2.教師點評，引領提升

教師首先肯定匯報的小組初次使用軟件做成的導圖效果很好，基本達到要求，確定的主題和子命題符合第一章的知識體系。接著對評價組的學生進行評價，肯定評價的學生能辯證地看問題，并提出改進方向。評價學生所言“沒有新意”可以理解為創新不夠，更像是教材單元章節的匯總和翻版，呈現的導圖雖然清晰明了，但是思維含量不夠，思維深度不夠，知識的整合提升不夠，多為復制粘貼性工作。教師提出問題：“我們如何將現有知識在頭腦中加工，在梳理知識的同時建立知識間的大概念、大框架呢？”而在課堂上利用電腦軟件現場和學生一起完成的導圖，既保留了學生的主題，也加入了思維的創新，同時滲透了物理學科的方法。教師在現場評價并改進完善學生的導圖的過程，不僅復習了本章的知識，更重要的是向學生滲透了學科學習的方法。

（四）課后改進

學生利用電腦軟件作圖，為后續的改進和編輯提供了便利。在課后，學生依據教師的指導，在小組原來的導圖上繼續修改，最終上交并記錄作為過程性評價的依據。

【參考文獻】

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2017.

[2]教育部考試中心.中國高考評價體系（2019年出版）[M].北京：人民教育出版社，2019.

[3]彭前程.人教版第一章《運動的描述》編寫說明[J].中學物理，2019，37（15）：7-9.