基于思維導圖的初中物理實驗高效課堂的構建

姚拴勤

摘要：物理是初中階段基礎課程之一，能夠有效提升和鍛煉學生的求知意識和探究精神。物理實驗課程，作為物理課程的重要構成部分，對于學生思維的開發、知識的理解具有至關重要的作用。然而在實際教學中存在的一些問題，影響了學生核心素養水平的提升。

關鍵詞：思維導圖;初中物理實驗;高效課堂;構建策略

中圖分類號：G633.7? 文獻標識碼：A文章編號：1992-7711（2021）10-057

新課改的提出，明確了創新人才的培養才是當下教育的重點工作和主要任務。創新人才的培養目標主要包括學生創新思維、自學能力、質疑能力、觀察能力等多個方面。而思維導圖作為表達發散性思維的可視化圖形思維工具，在培養學生這幾種能力方面具有得天獨厚的優勢。但是，由于受到傳統思想的影響，思維導圖在實際教學中的使用并不樂觀，難以為學生提供有效幫助。

一、在初中物理實驗教學中思維導圖的使用現狀

1.教師教學觀念陳舊，傳統實驗比重過大

在初中物理實驗教學中，大部分實驗具有系統性強、抽象性強的特征，這也是學生物理實驗水平較低的主要原因之一。初中階段是學生思維、能力快速發展的重要階段，其中不乏具備物理實驗天賦的學生，但是，往往由于教師教學思想和觀念過于陳舊，缺乏對學生能力的了解和挖掘。物理作為一門實驗性較強的學科，如果沒有實驗課程的參與，學生對理論知識學習得再深刻、深入，最后的結果也只能是“紙上談兵”，無法將物理知識應用到實踐生活中去，同時，也無法做到融會貫通，將教材中的物理知識轉化為自己解決實際問題的能力，大大降低了學生的學習興趣和探究熱情。

另外，在初中物理教學中，還存在單一理論教學和傳統實驗比重大的問題。單一理論教學，即教師在教學過程中，受到應試教育思想的影響，一味地追求學生的卷面成績，將考試分數當作評價學生物理水平的唯一標準。這種做法嚴重傷害了學生內心，不利于學生核心素養的發展;傳統實驗比重過大，即教師在實驗的時候，借助某種實驗內容，向學生展示實驗過程或是實驗現象，缺乏對學生動手實驗的重視，繼而出現“紙上談兵”的現象。“紙上得來終覺淺”，作為初中物理教師，應當合理使用和設計實驗課程內容，才能夠為學生將來的發展做好鋪墊。

2.教師素養水平偏低，教學手段單一落伍

教師是課堂教學活動的主導者，教師素養水平的高低，會直接影響到學生的思維和技能的提升[1]。在以往物理教學活動中，教師對實驗課程缺乏足夠的重視，大部分物理實驗都是采用“口頭演示”、“滿堂灌”的方式。物理作為一門實驗性較強的學科，這種脫離實驗實踐的課程，雖然能夠實現學生成績的提升，但并不利于學生長遠的發展。同時，部分教師在對待思維導圖的使用上，缺乏深入的探究和發掘，在學生手繪思維導圖設計實驗方案、記錄實驗現象、改進實驗等方面，難以有效利用思維導圖對學生進行指導和幫助。此外，傳統的線性板書等教學手段，已經難以滿足學生的學習需求，進一步降低了思維導圖在教學中的作用和地位，阻礙了學生物理實驗能力和創新意識的形成。

3.思維導圖使用率低，缺乏合理評價體系

思維導圖，作為一種全新的教學手段，它在教學活動中的使用沒有統一的形式和評價體系，很多教師在教學活動中使用思維導圖后，由于思維導圖評價系統的缺失，并不清楚使用方法、模式是否符合其標準，無法對教學效果進行判斷，從而降低了思維導圖的使用概率。在物理實驗教學中應用思維導圖，旨在為學生形成完整的、系統的知識框架，但很多教師對思維導圖的研究，僅僅停留在單個實驗的思維導圖的繪制上，對某一類型實驗的思維導圖缺乏深入的剖析和探究。

4.教師主體作用明顯，學生缺乏創新思維

學生的創新思維和發散性思維能力不足，和傳統物理教學中的教條主義具有非常重要的關系。物理學科具有抽象、繁瑣、晦澀等特點，尤其是學生在初次接觸物理時，不懂得如何預習、學習和復習，抄概念、讀課本和背公式逐漸成為學生學習的主要方法。這種學習方法的直接后果，便是學生學習負擔重、學習效率低下。同時，由于這種“無知性”，也從側面凸顯了教師的主體地位，加之教師對思維導圖和物理實驗的“不作為”，徹底阻礙了學生創新思維和意識的形成。

二、基于思維導圖的初中物理實驗高效課堂的構建策略

1.更新教師教育觀念，合理使用思維導圖

隨著新課改的到來，對教育工作者提出了全新的要求和內容，教師在教學活動中，不再單純扮演教導者的角色，更多的是扮演協助者的角色，對學生的學習方式、思維進行指導和幫助。物理實驗作為物理課程的重要構成部分，它不僅僅是學習的內容，也是學習的途徑，物理實驗和思維導圖的有效整合，有助于學生創新思維、發散思維的形成。而思維導圖的出現，打破了傳統教學觀念對教師的束縛，為高效課堂的構建提供了可能[2]。故此，作為初中物理教師，需要對思維導圖內容、方法進行深入研究，這樣才能夠充分發揮思維導圖的作用，引導學生應用思維導圖進行實驗方案設計、實驗結論分析、實驗評估交流、創新實驗開發，提高物理實驗教學的效率。

以北師大版八年級下冊物理《第七章 運動和力》中關于影響力大小因素的實驗為例。眾所周知，影響力大小的因素有很多，在開展實驗的時候，教師可以采用由簡入繁、導圖引導的方式，鍛煉和提升學生的發散思維。彈簧測力計的使用，重力的大小跟什么因素有關系，摩擦力的大小與什么因素有關這三個實驗螺旋式上升，難度逐步增加。可以將這三個實驗進行整合，在章末復習時設計實驗專題，逐步增加實驗器材，如彈簧測力計，增加為彈簧測力計、鉤碼，再到彈簧測力計、長木板、滑塊、鉤碼，讓學生在實驗過程中，利用思維導圖設計實驗過程。通過這種層層遞進的方式，既可以激活學生思維，還可以改善課堂教學氛圍。

2.提升教師職業素養，豐富思維導圖形式

教師職業素養，并不單指教師的教學水平和技能，而是由四個部分構成：職業精神、專業知識、專業技能和專業實踐。在傳統物理實驗教學活動中，教師通常會以學生實驗的完成，當作課程結束或是理想教學效果的“勝利號角”，這種思想和做法是對實驗錯誤的理解[3]。正確的做法是，學生在完成實驗步驟后，教師需要對學生的實驗數據、過程、結論進行反思和總結，從而更好地改善自身對思維導圖的認知，合理指導和提升學生的技能和知識。如對學生手繪思維導圖設計實驗方案、記錄實驗現象、改進實驗過程中的指導，能夠有效減少實驗過程中的數據誤差，提高實驗的準確性。因此，可以采用線下邀請專家、學者舉辦講座、交流會和線上組建微信、QQ分享群的模式，快速提升教師職業素養水平，推動初中物理實驗教學的發展與進步，才能快速落實高效物理實驗課堂的建立。此外，在實驗教學中，還可以利用一些思維導圖軟件，如MindMaster、imindmap、Xmind等都是不錯的思維導圖制作軟件。通過這些軟件的使用，能夠在很大程度上豐富思維導圖的形式，提高學生實驗的效率和熱情。

例如，北師大版八年級下冊物理《探究凸透鏡成像規律》這個實驗，在演示實驗之前，教師可以提前準備好光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏等工具，并將利用Xmind軟件制作的思維導圖發放給學生。通過思維導圖，學生能夠清楚了解到教師實驗的器材、步驟、原理，大大提升了演示實驗的效果[4]。同時，在學生根據教師演示完成實驗以后，教師需要對學生完成實驗的過程、步驟進行回憶和總結，諸如xx同學在實驗過程中非常關注細節，你已經具備了成為物理學家的潛質;xx學生險些碰到蠟燭引發火災，提醒我們下次在開始實驗之前，需要講解一些實驗安全方面的知識，增強學生人身安全保障;有的學生將物距調至小于1倍焦距時，發現像是正立、放大的虛像，由此聯想到放大鏡的使用原理，說明該學生具備較好的物理潛質，可以適當的“開小灶”，增加實驗難度和系數，調動學生創新思維。

3.發展學生創新思維，提高學生科學素養

在傳統實驗課堂中，常常會出現一些以講代做的現象，這些現象的出現嚴重阻礙了學生對物理實驗的向往和重視，違背新課標中“創新”理念部分的內容。在今天“萬眾創新”的大背景下，學生作為祖國建設和發展的未來，發展其創新思維具有非常深遠的意義。因此，教師在教學活動中，除了設計科學、完整的實驗外，還可以借助思維導圖，協助學生將實驗過程、關鍵知識，制作成思維導圖筆記，這樣既可以提升學生對實驗的記憶，還可以強化和鍛煉學生的發散思維，幫助學生突破實驗難點和重點，提高實驗效果和學習效果[5]。同時，思維導圖在實驗教學中的應用，能夠將物理實驗的實驗目標、實驗器材、實驗步驟、實驗原理、實驗結論等重要內容直觀、清晰地展示給學生，大大提高了學生實驗成功的概率，而且有助于學生在實驗過程中創新能力、動手能力、質疑能力的鍛煉和提升，促進學生科學素養全面發展。

例如，北師大版八年級下冊物理《牛頓第一定律》中關于探究阻力對物體運動的影響。在實驗前，需要準備好實驗器材：光滑木板、棉布、毛巾、刻度尺、木板和書做成的斜坡、小車等，小車依次在木板、棉布、毛巾經過，最終通過合理推理得出了牛頓第一定律的內容。之后，教師可以提出，“如何利用其他實驗器材探究阻力對物體運動的影響”的問題，學生借助思維導圖，對演示實驗器材的作用進行分析后，發現可以使用圓筒/棒球、木板和書做成的斜面、瓷磚、毛巾、紙張，同樣可以完成實驗。

綜上所述，思維導圖在初中物理教學中的應用大有可為，既可以應用于物理實驗探究，也可以用于物理理論教授，在很大程度上減輕了教師的教學壓力，加快了初中物理實驗高效課堂建設和完善的速度。所以，教師在思維導圖的應用上，更要加大探究和剖析的力度，充分發揮思維導圖的作用，改善學生學習環境，鍛煉學生創新思維，提升學生學習效率。但是，思維導圖始終只是一種教學手段，教師在使用過程中，需要做到科學合理的使用，避免因盲目使用降低學生學習效率和質量。

參考文獻：

[1]吳振陽.初中物理巧用思維導圖構建高效課堂[J].讀寫算，2019（1）.

[2]許星.基于思維導圖的初中物理探究課堂的構建[J].讀與寫（上，下旬），2020，17（6）：206.

[3]潘爽.學科思維導圖在中學物理教學中的研究與案例分析[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學，2018.

[4]沈娟娟.基于思維導圖的物理教學對初中生發散思維的影響研究[D].濟南：山東師范大學，2019.

[5]黃友強.巧用思維導圖，成就高效課堂[J].師道：教研，2020（4）：138.

【本文系陜西省教育科學規劃專項課題《思維導圖在初中物理實驗教學中的應用策略研究》（XDKT6025）的研究成果】

（作者單位：陜西省寶雞市陳倉區虢鎮初級中學，陜西 寶雞 721300）