思維導圖在高中物理教學中的應用

徐貴榮

思維導圖是一種拓展學生思維、幫助學生理解記憶的學習工具，它利用記憶和思維規律，幫助學生更系統地梳理知識，有利于學生牢固掌握物理基礎知識，實現思維能力的提高。學生在繪制思維導圖過程中會主動進行思維拓展，通過綜合概括的方式來加工知識，總結規律，建構知識框架。教師要了解思維導圖在物理學習中的作用、繪制方法以及應用步驟，促進學生形成系統化思維，主動判斷和處理信息，提高學習主動性。

一、思維導圖在高中物理學習中的作用

思維導圖會強化學生對物理知識系統的認識，實現學生對知識的整合，培養學生的全面性思維。學生主動應用思維導圖改變了知識傳授的模式，調動了學生的主動性，使學生在參與中主動思考，積極探究，為學生提供了學習空間，有利于學生主動性和創造性的發揮。學生在繪制思維導圖的過程中，不是被動地接受知識，而是主動地搜集、判斷和整理知識，使學生可以充分地發揮主觀能動性，在對知識的加工中主動分析，實現學生學習能力的提高。思維導圖通過有效的結構建構，生成了知識組塊，有利于學生對知識的記憶，方便了學生對知識的理解，有利于學生快速地掌握學習方法，提升思考技巧，增加記憶力、創造力和組織力，促進學生潛能的發揮。

二、思維導圖在高中物理學習中的繪制方法

1. 獨立構圖，自主思考

在繪制思維導圖時，學生是學習主體，教師要鼓勵學生充分地發揮主觀能動性，獨立構圖，自主思考，在主動梳理和探究中把零散的知識點系統化，避免思維混亂。學生在主動構圖中會找出本課學習的“關鍵詞”“知識點”，以這些要點為依據，建構知識框架，不斷地拓展和延伸，形成系統化認識。例如在學習《功和機械能》后，教師就可以引導學生圍繞本章的學習內容進行思維導圖的繪制。在思考中學生會想到“功”“功率”“動能和勢能”“機械能”等關鍵詞，就可以把它們定為子主題，位于“功和機械能”的下一級。接下來進行相關知識的補充和完善，把零散的知識點串聯起來，構成一個系統的知識網絡圖。在探究功時，學生會想到有關功的定義，明確力對物體不做功的三種情況：無勞而功、有勞無功、垂直無功這些情況。思考中學生還會想到功的計算公式以及單位，總結功的原理。學生在自主建構中會把要點知識系統化，通過客觀總結的方式來細化認識，不斷地完善知識體系和內容，形成對知識的主觀性認識。

2. 合作構造，理清脈絡

當學生建構出了自己的思維導圖后，教師要鼓勵學生通過合作交流的方式來共同交流，分享自己建構的知識框架圖，促進學生在溝通中完善認識，系統化知識。學生在合作中會不斷地完善思維導圖，通過溝通的方式消除自己的疑惑，主動梳理知識脈絡，理清知識框架。學生在合作中會對要點內容逐步深化，實現對知識的系統理解。例如在本課思維導圖的建構中，學生通過交流就會認識到功、功率、動能和勢能、機械能是本課學習的主要關鍵點，需要圍繞著這幾個方面進行下一級思維導圖的建構。在合作交流中，學生會認識到在學習功率時要了解功率的定義、表示的含義，同時掌握功率的計算方法、了解功率的推導公式。有的學生在相互溝通中還補充到功率的單位。學生主動地建構，在相互交流中深化認識，會完善思維導圖，把很多零散的知識都系統化，形成對知識的系統性認識。學生從多角度來交流會深化對知識的認識，活躍思維，把相關的知識都聯系起來，通過循序漸進的方式細化知識，建構知識網絡圖。交流中，學生的組織能力和創造能力都會得到提高，展現學生智力潛能，理解知識本質，提高物理思維能力。

3. 主動修正，改進創新

學生在自主繪制思維導圖時是按照自己的理解來繪制的，可能存在認識上的片面或理解上的錯誤。通過合作交流后，學生會樹立正確認識，在交流后改變錯誤理解，通過主動修正的方式來重新調整思維導圖，融入自己的創新性理解。這種修正和創新是學生思維活躍的結構，展現了學生對知識的深層次理解。如在本課思維導圖的建構中，學生明確了中心關鍵詞和次關鍵詞后，進一步進行知識點的細分，尋找相關知識點和信息，在主體上進行延伸和拓展，豐富思維導圖內容，使學生更好地理解知識要點和難點，通過主動判斷的方式來完善認識，將自己的思考和聯想融入到思維導圖中。學生認識到還可以以“機械能”為中心詞，把“種類”“轉化”設計為次關鍵詞，在“種類”劃分上可以分為動能和勢能，在“轉化”上要了解能量轉化過程，例如撞擊、反彈，在做功上要關注能量轉化的過程，要明確兩個要素，明確功率和機械效率。在機械效率的建構中，學生會關注定義，從斜面和滑輪組的角度來重新分析，探究機械效率的計算和機械效率大小。學生創新性地對思維導圖進行繪制，會豐富學生的認識，促進學生更好地理解規律，形成對知識的系統性認識。

三、思維導圖在高中物理學習中的應用步驟

1. 課前預習，了解學習內容

在課前預習時利用思維導圖會讓學生了解本課所學要點知識，形成一個整體性認識，通過知識整合的方式來建構一個整體性認識。學生在預習過程中，可以利用思維導圖的線索來建構知識框架，串聯要點知識，形成系統性認識。學生在探究中會對要點知識有一個清晰認識，有利于學生把握課堂學習重難點，提高學生認知。這種預習會促進學生理清知識線索，感悟知識間的聯系。例如在學習《力與平衡》時，通過學生對思維導圖的探究，學生會了解到本章節的重點內容主要就是力的合成、力的分解、共點力的平衡，這樣學生在思考中就會有的放矢，針對要點知識進行深入分析和探究，著重看這些方面。而且在力的合成思維導圖中，提到了力的合成概念和合成法則，學生在探究中就會明確本課學習的目標，明確要掌握力的合成概念和法則，尤其是平行四邊形定則和三角形定則。在這個過程中，學生需要探究什么是平行四邊形定則，什么是三角形定則。有了思維導圖的引導，學生就有了探究方向，會了解學習要點，針對性地進行深入分析和思考，探究力的合成方法，思考平行四邊形定則和三角形定則的應用，通過主動實踐和操作的方式來嘗試力的合成，掌握方法，提高動手能力。思維導圖讓學生在課前主動開始自主探究和分析，充分調動學生的主動性，有利于學生潛能的發揮，實現主觀能動性的展示，在思考中理解知識規律。

2. 課堂探究，總結知識本質

課堂探究中，教師要鼓勵學生“動起來”，引導學生圍繞著思維導圖進行知識的深入探究和分析，在主動思考和體驗中內化知識，掌握規律。學生主動探究會把握知識本質，透過現象升華認識，達到對知識的靈活掌握。例如在學習《拋體運動》時，課堂探究過程中，教師鼓勵學生探究曲線運動的速度方向以及條件，結合實例分析曲線運動的本質，會促進學生在思考中把握知識規律。尤其是探究曲線運動的條件時，學生會明確從動力學角度和運動學角度來分析，明確判斷方法。為了使學生能夠掌握曲線運動條件，教師可以在思維導圖中設計活動：汽車轉彎時，所受地面的摩擦力大致方向是什么？如圖乙中所示的小球在以v0的速度運動，把磁鐵放在A、B兩點，小球的運動軌跡將沿a、b、c、d哪條線？說明了什么？有了探究任務，學生才會主動地分析知識，在思考中根據生活經驗進行知識總結。學生會認識到如果地面較滑，汽車會打滑，會向彎道的外側偏離，可知汽車轉彎時所受地面的摩擦力大致指向彎道凹側。在第二個探究任務中，學生會想到如果磁鐵放在位置A，小球的運動軌跡沿b。說明合力的方向與速度方向在同一直線上時，物體做直線運動。如果磁鐵放在位置B，小球的運動軌跡沿c。說明合力的方向與速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運動，軌跡向合力的方向發生彎曲。通過對任務的探究和總結，學生會認識到物體做曲線運動的條件就是物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上。在探究中，學生也會明確曲線運動的軌跡特點以及曲線運動中合力F（加速度a）對物體速度的影響。學生主動探究會更好地理解知識，對思維導圖中的內容進行細化，在主動歸納中強化認識，實現課堂上的有效學習。

3. 課后鞏固，強化理性理解

學生對知識的理解和掌握要延伸到課后，通過鞏固的方式來拓展，實現學生對知識的真正掌握和靈活應用。在課后鞏固中，教師要引導學生自主繪畫思維導圖或者是完善之前繪制的思維導圖。通過對思維導圖的改善，更好地理解知識，實現對知識點的歸納和總結。例如在學習了《運動的合成與分解》后，教師可以讓學生通過總結的方式繪制思維導圖。在系統總結中，學生認識到了本課的“合運動與分運動的關系”“合運動性質的判斷”“合位移和合速度的計算”“運動的分解”都是要點。在總結“合運動與分運動的關系”時，需要關注等時性、獨立性和等效性。在總結“合運動性質的判斷”時需要先根據平行四邊形定則，求出合運動的合初速度v0與合加速度a，然后進行判斷。判斷是否做勻速運動，判斷軌跡的曲直。在總結“合位移和合速度的計算”時，學生需要了解平行四邊形定則，并且結合具體的案例進行深入分析和實踐，達到靈活應用的目的。在總結“運動的分解”時，學生會明確運動的分解是運動合成的逆運算，利用運動的分解可以把曲線運動問題轉化為直線運動問題，達到靈活應用的目的。學生自主繪制思維導圖并結合實例來探究，會深化認識，實現對知識的客觀理解和系統化認識。

總之，思維導圖能夠更直觀地將物理知識串聯起來，把零散的知識系統化，幫助學生構建知識之間的聯系。學生在自主思考和主動探究中會突破思維上的限制，主動擴展知識，通過綜合概括的方式來總結歸納，形成系統性認識。學生大腦中有了清晰的知識系統和框架會順利地開展探究活動，在應用時做到信手拈來，得心用手，推動學生探究能力的提高。