思維導圖在高中物理微課中的應用①

崔北元 孫梅芳

(1. 安徽省蚌埠市第三中學,安徽 蚌埠 233010；2. 安徽省蚌埠市田家炳中學,安徽 蚌埠 233010)

1 引言

隨著信息技術的發展,微課逐漸受到廣大師生的推崇。微課和傳統教學方式相比,學習的時間和空間比較靈活,使學生的物理學習變得生動有趣。微課多是針對某個知識模塊進行專門設計的,相當于原本邏輯性強的物理知識體系中的一小部分,但從知識的系統性和連貫性看,微課顯然將知識碎片化了,往往不利于學生系統掌握知識體系。思維導圖是以核心概念為中心，進行層層分解,采用圖文并茂的形式，把各個知識點的層級邏輯關系明確地表現出來,可彌補微課的知識比較零散的不足。將思維導圖融合在微課教學中,既能發揮微課的靈活的優勢,又能借助思維導圖在各知識點之間建立聯系，幫助學生建構良好的知識結構。

思維導圖融于微課的教學模式在大學英語、資源環境實驗課程中應用已有先例,取得了較好的教學效果與反饋。本文探討高中物理教學中思維導圖與微課融合的教學模式,旨在進一步提高物理教學效率,培養學生的科學思維能力和創新能力。

2 思維導圖在高中物理微課中的應用探索及案例分析

高中物理教學環節通常分為四個環節：課前預習、課堂教學、課后復習、習題教學,筆者針對以上四個環節逐一探討思維導圖與微課相融合的教學模式及其應用。

2.1 思維導圖在課前預習微課中的應用及案例

從教師的角度來看,課前準備環節包括分析學情、設計教學和制作微課等，首先,教師需要對學生的實際情況進行了解、分析,再結合教學目標確定教學內容、選擇教學方式,制作包括微視頻、文本、音頻等在內的教學材料；其次,在制作微課時要考慮物理學系統性、邏輯性強的特點,比如在學習“交變電流”一章之前,可以給出本章預習的思維導圖(圖1)，幫助學生提前了解本章要探究的問題，針對問題查找資料、收集素材、設計實驗，從而為課堂探究做好準備。最后,探究實驗結束時還可以再次采用思維導圖，呈現本章的具體內容網絡結構圖,做好相關探究過程的記錄,幫助學生理解各個知識點之間的內在聯系。

圖1

從學生的角度來看,課前準備包括預習微課,明確學習的重難點。對于自己預習過程中的疑問和理解不清的知識,可以在課前想好要提出的問題,并在思維導圖上標注提問要點,還可以在上課前先進行小組討論,集思廣益。

2.2 思維導圖在概念教學微課中的應用及案例

高中物理涉及很多概念,這些概念既有區別又有聯系,如果應用思維導圖進行概念教學就能清晰呈現眾多概念之間的關系。比如運動學是高中物理課程的重要組成部分,厘清運動學的概念及其內涵,掌握運動學知識本質,對于提高學生的自主學習能力、培養學生的創新思維有著重要作用。在運動學的教學中，把思維導圖應用到微課中,可以發散學生的思維,讓學生更易于理解相關概念和概念之間的關系。如在“時間 位移”一節的教學中,教師可以先引導學生分別針對“時刻和時間間隔”“路程和位移”“直線運動的位置和位移”“矢量和標量”等概念繪制思維導圖(圖2),要求學生說明幾組概念之間的相關性和區別,然后圍繞思維導圖開展各項教學活動,這有利于學生清晰地掌握“時間和位移”這節課所涉及的幾組概念之間的聯系。此后在復習的時候，讓學生將這幾組概念和動力學其它概念放到一起,制作完整的力學思維導圖,這樣更易于學生全面掌握知識。

圖2

2.3 思維導圖在單元復習微課中的應用及案例

復習與反思是學習的重要環節，高中物理各模塊教材的內容比較多,這就需要教師認真加以總結、提煉,可以將知識體系精煉成幾張思維導圖,使其重點內容可以較為直觀地呈現給學生,學生利用思維導圖進行復習,可以加深知識的記憶和理解,達到良好的復習效果。

在物理教學中,很多學生常常出現在課上能聽懂,課后遇到問題不會解決的情況，導致這種現象的主要原因是學生在課后沒有及時總結、反思,沒有在腦海中構建完整的知識框架,要想達到更好的復習效果,學生可以在課后嘗試通過繪制思維導圖，檢測自己對知識的掌握情況。如圖3所示,在“相互作用——力”的學習中,不僅所涉及的概念較多,而且物理公式也較多。學生可以自行嘗試把重力、彈力、摩擦力、一對平衡力與一對相互作用力的區別、力的合成與分解法則等，利用思維導圖進行總結。事實上在這個過程中也培養了學生的邏輯思維和創新能力,通過梳理知識體系，厘清知識脈絡，加深對知識的理解，并維持長期記憶。

圖3

2.4 思維導圖在習題教學微課中的應用及案例

習題教學是高中物理教學的必要組成部分，習題教學不能采用“題海”戰術,關鍵是要培養學生分析、解決問題的能力。許多學生都有這樣的困惑:“為什么老師講的一聽就懂,考試時卻一做就錯呢?”其根本原因在于學生只記住了物理公式,對老師的分析過程、分析方法并沒有掌握,所以自己去分析問題時會感到茫然無措。運用思維導圖進行習題教學是訓練學生分析、解決問題的有效途徑，在解題之前，學生先要弄清其中的物理狀態、過程和情境,找出起重要作用的因素及相關條件,再應用思維導圖把一個復雜的問題分解為若干較簡單的問題,找出它們之間的聯系,最后運用物理知識綜合解決問題。

例：如圖4所示,傾角θ=45°的粗糙平直導軌AB與半徑為R的光滑圓環軌道在B處相切,整個軌道處在豎直平面內。一質量為m的小滑塊(可以看作質點)從導軌上離地面高為h=3R的D處無初速度下滑進入圓環軌道。接著小滑塊從圓環最高點C水平飛出,恰好擊中導軌上與圓心O等高的P點,不計空氣阻力,求:

圖4

(1) 滑塊運動到圓環最高點C時的速度大小。

(2) 滑塊運動到圓環最低點時對圓環軌道壓力的大小。

(3) 滑塊在斜面軌道BD間運動的過程中克服摩擦力做的功。

在該題的教學中可以引導學生根據運動過程逐步進行分析,繪制運動過程和受力分析的思維導圖(圖5),再據此選擇適當的物理模型,這樣將復雜的問題利用思維導圖進行簡化，使得問題迎刃而解。

圖5

將思維導圖融于微課中的教學模式可以幫助學生更好地鞏固基礎知識,加深對物理概念之間關系的理解,提高復習的質量和效率,提升學生分析問題和解決問題的能力。