基于思維導圖的物理觀念的形成與發展

林延依

[摘? ?要]思維導圖是將思維圖示化、可視化的一種表達方式，也是一種實用性強的思維工具，它的使用已經深入到各行各業中。文章以靜電場的章末復習為例，從介紹思維導圖是什么、干什么用、怎么用以及通過課堂教學實踐探究達到什么樣的預期效果等四個方面探討思維導圖在物理學科教學中的應用，分析探討思維導圖在應用中如何形成和發展學生的物理觀念，發展學生的物理學科核心素養。

[關鍵詞]思維導圖;物理觀念;核心素養;靜電場;功能關系

[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）08-0032-04

物理觀念是物理學科核心素養的重要組成部分。物理觀念是從物理學視角形成的關于物質、運動與相互作用、能量等的基本認識，是物理概念和規律等在頭腦中的提煉與升華，是從物理學視角解釋自然現象和解決實際問題的基礎。物理觀念主要包括物質觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念等要素[1]。下面筆者結合《靜電場》章末復習教學實踐，談談如何將思維導圖融入課堂教學中，促進學生形成清晰、系統的物理觀念，引導學生靈活應用所學物理知識解決實際問題，不斷提高學生的物理學科核心素養。

一、思維導圖例說

“興趣是最好的老師。”興趣可以激發學生學習物理的求知欲和探究欲，提升學生學習的主觀能動性，進而提高課堂教學效率。在實際教學中，教師可向學生展示并介紹課前準備的思維導圖（如圖1），引導學生發散思維。

師：思維導圖是一種有效使用大腦發散思維的思維圖，它模擬人腦神經網絡放射結構，以視覺形象化的圖示展現認知結構、外化大腦思維圖譜[2]。思維導圖主要圍繞一個中心主題，由主題、節點、連線、文字、圖像、色彩等多種形式構成知識結構網絡圖，可以直觀形象地表達人腦的思維特征。

師：圖1中水果是中心主題，甜的、酸的是由水果聯想到的兩個分支主題，每個分支主題又可以有多個子主題，這就是思維導圖。

二、思維導圖的作用

集思廣益更有利于培養學生的發散性思維和創新思維。

師：由圖1所示的思維導圖除了可以想到：水果是甜的、酸的外，還能聯想到水果的其他不同分支主題嗎？

生甲（反應比較快）：像西瓜、榴梿、哈密瓜這些水果個頭比較大，而像荔枝、龍眼、黃皮這些比較小。

師：按水果個頭大小來分，這點子非常好。

生乙：蘋果、哈密瓜，以前只有北方有，我們南方沒有，可以按南、北方來分。

師：很好！還有嗎？

生丙（似乎受到啟發）：南北方氣候不同，我們也可以按氣候來分，而且熱帶和亞熱帶水果比較豐富。

師：非常棒！

生丁：有些水果只有夏季才有，有些只有冬季才有。

師：按照季節分，這個思路也很棒！同學們可以自由聯想，試著補充完善圖1的思維導圖。

師：思維導圖可以借助MindMaster 、Xmind、iMindMap等軟件輔助繪制，最簡單的就是一筆一紙進行手繪。

引領學生共同補充，進一步完善思維導圖（如圖2）。引導學生主動發現問題：圖中南方的草莓和黃皮也是小個的水果，大個的西瓜、哈密瓜也是甜的水果，說明子主題之間也可以建立起某種聯系。且圖2所示的思維導圖還可以繼續完善，每一個子主題可以按照水果的顏色、形狀、味道、功效等展開。

課堂引入是為了讓學生開動腦筋思考，鼓勵他們大膽質疑創新，通過合作手繪思維導圖，既能活躍課堂氣氛，又能讓學生體會頭腦風暴帶來的喜悅。大腦會積極地運轉，各種各樣的創意想法就會源源不斷地往外冒，不但能激發大腦潛能，還能培養發散性思維，提升邏輯思維能力。

三、思維導圖在《靜電場》概念規律復習中的應用

常規的復習教學主要以教師的講為主，以學生的練為輔，形式單一，學生容易產生消極的學習情緒。筆者嘗試借助思維導圖幫助學生快速厘清思路，建立思維邏輯，構建知識框架，提升學習效率。

1.討論目錄，確定主題

引導學生翻看課本有關《靜電場》這一章的目錄（共9節），包括電荷及其守恒規律、庫侖定律、電場強度、電勢能和電勢、電勢差、電勢差與電場強度的關系、靜電現象的應用、電容器的電容和帶電粒子在電場中的運動，快速回憶所學內容。然后與學生一起討論確定思維導圖的中心主題——靜電場。

2.合作交流，尋找聯系

設置問題串，引導學生交流討論問題。

（1）靜電場的產生→靜止電荷產生靜電場。

（2）靜電場的描述→電場較為抽象，可借助電場線形象描述。

（3）靜電場的基本性質→電場有力的性質，通過場強E反映，也有能的性質，通過電勢[φ]反映。

（4）電場的運用→電容器、帶電粒子的運動。

引導學生一起歸納提煉與中心主題“靜電場”緊密相連的分支主題，具體有“電荷”“電場線”“場強E”“電勢[φ]”“帶電粒子的運動”等五個分支主題，發展學生概括、歸納的抽象思維能力。

3.節點補充，力求完善

師：場和實物是物質存在的兩種不同形式，電場雖然看不到摸不著，但它卻是自然界中客觀存在的物質（強化物質觀念）。

師：與靜電場緊密相連的5個分支主題找到之后，我們只需相繼找到它們各自的子主題，進一步完善思維導圖，就能構建更加完整的知識網絡。請5位同學上黑板就5個分支主題進行節點補充，完善思維導圖。其他同學在小組內合作完成思維導圖，看看哪個小組完成得更快，思維導圖更完善。

4.作品點評，擇優展示

選擇優秀的思維導圖（如圖3所示，知識網絡相對比較完整）進行展示，鼓勵學生點評作品。

生：靜止電荷產生靜電場。

師：是的，電荷是物質的一種屬性，某物體具有吸引輕小物體的性質就說明該物體帶了電或帶了電荷。

生：電荷只有正、負兩種，且可以通過摩擦、感應、接觸三種方式來使物體帶電。

師：非常棒！要知道不管哪種起電方式都不是創造電荷，電荷只能轉移且在轉移過程中總量不變。還要知道元電荷不是電荷，是指最小的電荷量。懂得判斷什么情境下可將帶電體抽象為點電荷，知道點電荷是理想化的物理模型。

師：電場是比較抽象的物質，可以借助電場線來形象描述。

解決問題的過程中，筆者始終以培養和發展學生的物理觀念為宗旨，不斷地引導學生從物理觀念的視角審視問題（如圖8），確定研究對象→受力分析→判斷運動情況→建立相應模型→運用規律解決問題，并且鼓勵學生思維創新，從不同角度解決問題。

思維導圖是幫助學生建立思維邏輯的一種十分實用的思考工具，將思維導圖融入課堂教學中，既能活躍課堂氣氛，又能激發學生的學習興趣，提高學生的合作交流能力，促進學生建構知識網絡，形成清晰、系統的物理觀念，發展學生概括、歸納、分析等抽象思維;既提升學生的記憶能力，又提高學生靈活應用所學物理知識解決實際問題的能力。

[? ?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）[S].北京：人民教育出版社，2018：4.

[2]? 閆小毛.思維導圖：把物理問題畫出來[J].北京教育（普教），2016（10）：64.

（責任編輯 易志毅）