思維導圖在初中物理教學應用的綜述和思考

劉仕飛 呂林果 王 騁

（寧夏大學物理與電子電氣工程學院 寧夏 銀川 750021）

1 研究背景

在20世紀60年代，思維導圖（Min d map）最初是由心理學家、腦力開發專家托尼·博贊（Tony Buzan）為了克服學習困難，根據對大量筆記的研究，認真鉆研后提出的一種有效使用大腦的思考方法.隨著思維導圖在英國BBC等媒體的宣傳和推廣下，越來越多的人開始關注和使用思維導圖.博贊先生在1994年10月受邀來到中國臺灣地區參加思維導圖法講座，活動獲得熱烈反響，開啟了臺灣地區企業界新的思考習慣.由于思維導圖法確實對提升學習能力與思考能力有巨大的幫助，因此，便有孫易新等人為了更系統地推廣思維導圖法，奔赴英國博贊中心專業學習思維導圖法［1］.

思維導圖遵從自然，加之發散性思維和網狀圖解的結構，以圖解和網狀的形式，吸納、加工、優化和輸出信息，可將人們看不見摸不著的思維過程和思考結果進行形象化表示和呈現，促進思維激發和思維整理，引發全方位的邏輯圖解思考［2］.在教育教學領域中，思維導圖在各個學科教學中均有應用，研究學科涉及語文、數學和物理等各個學科，研究學段涵蓋九年義務教育、高等教育以及成人教育階段.張海森通過研究過去10年（2001-2010年）中外思維導圖教育應用研究現狀［3］，闡述中外學者在思維導圖的教育應用學科領域、采用的研究方法、重點關注的研究主題，為我國教育界學者和教育實踐者更為清晰地了解思維導圖的教育應用的實踐奠定基礎.因此，本文將針對國內近10年來思維導圖在初中物理教學中的應用進行綜述，以期能夠為教師教學應用思維導圖輔助物理課堂提供借鑒.

2 研究成果的統計與分析

（1）國內思維導圖的發展趨勢

筆者從中國期刊全文數據庫（https：／／www.cn ki.net）輸入主題詞“思維導圖”，共檢索到應用在各個領域的中文期刊論文5 683篇，其中與思維導圖的主題研究相關的博士論文僅有1篇（截止到2021年8月16日）.梳理這些文獻，發現研究思維導圖從1999年開始起步，文章篇數僅1篇，之前對思維導圖的研究幾乎為零.隨著思維導圖的推廣，文獻數量呈現上升趨勢，圖1所示為思維導圖研究論文數量變化趨勢圖.分析圖1可知，2018年、2019年和2020年這3年期間有關思維導圖的研究處于日漸活躍的狀態.

圖1 思維導圖研究論文數量變化趨勢圖

（2）基于思維導圖的中學物理教學研究熱度

思維導圖的跨學科研究發展迅速，已滲透到教育學、數學、物理學等多個學科，并衍生出多個交叉學科主題.思維導圖多個滲透學科及對應的物理學研究主題如圖2所示.關于思維導圖在教學領域的應用，近幾年的關注熱度也在不斷增加.

圖2 思維導圖滲透學科及對應的物理學研究主題

在中國知網，以“思維導圖”加“物理教學”為主題詞、關鍵詞進行檢索，共檢索出63篇期刊論文和105篇碩博論文，研究包括思維導圖的應用研究、概念圖和思維導圖的區別以及思維導圖在物理教學中的應用等；而碩士論文的數量在近3年有所增加，2020年碩士論文數量多達8篇，大多數論文主要探索和研究思維導圖在物理教學中的應用，百篇碩博論文中僅有1篇東北師范大學授予的博士論文《基于思維導圖的中學物理教學實證研究》.再次篩選發現，關于思維導圖在初中物理教學研究與高中物理教學研究的熱度相近.在高中物理教育領域，張文卿在新教改的指引下，反思過往的教學設計觀念，提出了“運用思維導圖開展高中物理單元教學設計”的觀點［4］.對于高中物理學科，從教學設計入手，創新了教學設計方式.有些學者也對思維導圖在高中階段的應用進行實踐探索，比如馬靜等基于思維導圖進行教學設計并應用于教學實踐，挖掘思維導圖在物理教學中的價值［5］.

（3）思維導圖在初中物理教學中的文獻統計

在初中物理教育領域，篩選出40篇文獻進行統計，如表1所示.從表1中可以發現，近10年來思維導圖在教學應用方面的論文最多，高達27篇，涉及教學設計、教學法探索和實踐教學等方面；而思維導圖在復習及策略主題方面的研究文獻數量相差不大，文獻研究主要是復習教學和思維策略等內容.

表1 思維導圖初中物理教育文獻主題

3 研究的主要內容

根據思維導圖初中物理教育文獻的主題分類，研究思維導圖在初中物理教學中的進展情況，研究的內容主要分為基于思維導圖的初中物理教學應用研究、基于思維導圖的初中物理復習研究和基于思維導圖的初中物理策略研究.

（1）基于思維導圖的初中物理教學應用研究

針對初中物理教學偏重于知識的講解記憶、忽略實踐性操作的狀況.劉益老師最早探索能否將思維導圖適應初中物理教學方法和學習方法并分析思維導圖對培養學生學習興趣、形成知識框架和提高應用能力產生的影響［6］.這有效提高了教師對思維導圖輔助教學的初步認識.王素云繼而對在初中物理教學中應用思維導圖提出初步的分析和探討，提出在初中物理教學中應用思維導圖的實施原則和途徑［7］.馮冠平則在初中物理課堂中，安排學生利用思維導圖課前預習、思維導圖做筆記和以合作的方式展開思維導圖創作［8］.教師在初中物理教學中應用思維導圖，使得課堂獲得良好的學習氛圍.學者們也對初中物理的不同教學進行了研究，比如劉宇航、盧欣等人將思維導圖應用在物理力學教學中；丁成榮將思維導圖應用在物理概念教學中；沈梅玲將思維導圖應用在物理電學教學中，這些物理教學實踐研究文獻為思維導圖在初中物理教學中的應用提供一些支撐.

針對思維導圖導學案的教學，王桂梅采用理論研究與實踐研究相結合的方式，將思維導圖式導學案教學的有效性進行了驗證［9］.研究發現，基于思維導圖的導學案對傳統式導學案教學產生的弊端有明顯的改善作用，對促進學生各方面的發展具有顯著效果.為了加強學生對物理知識的理解，何永強嘗試將微課和思維導圖結合進行教學［10］.這種模式不僅能夠讓學生快速理解消化課堂上的內容，且對激發學生的學習積極性和對物理知識的好奇心有一定的效果.

（2）基于思維導圖的初中物理復習研究

華東師范大學的唐洲捷將思維導圖進行電學復習教學，與傳統電學復習教學進行了對比，結果發現：原本無顯著性差異的學生在運用思維導圖進行電學復習后，出現了極其顯著的差異［11］.思維導圖的使用對于不同學習能力的學生在復習基礎知識、拓展解題思路、培養學習興趣、激發學習自信心等方面都有著很好的促進作用.頂層設計是當代前沿的科學設計理念.樊蕓在頂層設計思維導圖的指導下，進行初中物理課外作業有效設置的模式和操作方法研究，有效減輕初中生作業負擔，增強了學生復習的效率［12］.隨著新課程改革的不斷推進，導學案教學在全國較為流行.李瑜嘗試將“思維導圖”融入復習課“學案”的設計中，編制出思維導圖式復習學案并將其應用于中考物理一輪復習教學［13］.這有效優化中考物理復習課教學，在教學中運用思維導圖復習學案，一定程度上促進了學生物理成績的提高.邵國仙通過對物理教學課堂實際情況的了解，對于目前學習枯燥無味、效率低下等問題進行分析，提出思維導圖的應用概念［14］.其提出的建議給初中物理教師運用思維導圖提供參考和借鑒.

（3）基于思維導圖的初中物理策略研究

初中階段的學生正處于智力和思維發展的快速上升階段，因此，對初中學生進行學習策略訓練以提高其思維品質和思維能力顯得尤為重要.近年來，有些學者研究思維導圖對學生創造性思維、發散思維和認知能力的影響.

張津寧對初中生物理思維品質編制了問卷，設計基于思維導圖的學習策略訓練方案，并進行提升初中生物理思維品質的實驗研究［15］.該策略訓練對提高初中生物理思維品質具有一定積極的即時效用和延遲效用.思維比知識更重要，創造思維的來源于具有新奇性、獨創性和價值性的思維活動，思維的核心是發散思維.如果沒有發散思維就很難有創造思維的萌芽和成果，要實現思維的創新必須要強調發散思維的培養，物理學科中利用思維導圖來培養發散思維的研究比較少.其中沈娟娟將視角定于物理課堂中應用思維導圖，基于吉爾福特的測驗，對學生的前后測驗成績進行分析，得出結論：與對照班相比，實驗班的發散性思維水平較高［16］.板書是課堂教學中不可或缺的一部分，在當下多媒體教學設備盛行的時代，板書是非常重要的思維紐帶.李曉燕老師通過引導和學生的自發生成來建構板書式思維導圖［17］，促進了學生的思維生長.在教學過程中，教師要不斷優化板書內容和呈現形式，以科學合理的形式將教學內容與學生思維的成長聯系起來.模型建構、科學推理、歸納演繹、批判質疑是科學思維的重要內涵，物理是一門在培養學生理性思維方面具有得天獨厚優勢的學科.沈偉云則引導學生結合思維導圖并運用演繹思維方法去解決生活中有關的物理問題，介紹了在初中物理教學中培養學生理性思維的教學策略：第一，建構模型，培養學生分析能力；第二，提出問題，培養學生推理能力；第三，歸納演繹，構建知識思維導圖；第四，鼓勵質疑，培養學生批判性思維［18］.在物理教學過程中，教師要積極滲透學生理性思維的培養.

在求學的過程中，大多數學生認為學習物理較難，部分學生有厭學情緒，由此出現少數學困生.楊芹從思維導圖概述出發，分析初中物理學困生受到主觀與客觀因素影響，提出思維導圖的應用策略［19］.該措施使學生了解到物理與生活的聯系，激發學生學習興趣.

4 思考與展望

雖然國內研究思維導圖的本體理論起步較晚，但是，國內近年來對于將思維導圖融入教學之中已經進行了嘗試，思維導圖自身的價值也逐漸得到國內教育界的認可.在當前我國深化教育教學改革的新形勢下，思維導圖在初中物理教學的應用過程中，還存在較多重復的研究文章，創新價值的文章較少.思維導圖的本體研究還遠遠不夠，大多數文獻僅是對思維導圖進行簡單定義，而對思維導圖的性質界定、本質的探索、功能的開發等問題還沒有專門的研究，其理論研究也并不能擺脫教學理論的局限.此外，思維導圖大多還處于應用的初級階段，物理學科教學的應用研究才剛剛起步，接觸并會運用思維導圖來輔助物理課堂的老師屈指可數，他們對思維導圖也只有初步了解，并沒有進行深入研究.未來，還需要深度研究思維導圖本體理論，讓更多一線教師深刻認識和理解思維導圖法，才能使其在教學中靈活應用和實踐創新.