思維導圖在高三物理一輪復習中的應用研究

李旖旎

摘? ?要：學生在高三物理一輪復習中應達成兩大目的：知識重構與問題解決能力的提高。思維導圖因具有可視性、發散性、拓展性、獨創性等特點，而有助于以上目的的提高。本文對此進行了論述及案例分析。

關鍵詞：思維導圖;高三;一輪復習;物理

引言

在高三物理一輪復習中，學生需要進行知識重構并努力提高問題解決能力。在其高密度的復習學習中，純文字的信息輸入方式不利于開發全腦功能，而可視化的思維導圖則為更加高效地進行復習提供了可能。

1? 思維導圖的概念

思維導圖是由英國人東尼·博贊在上世紀70年代提出的一種筆記學習輔助工具。一幅思維導圖一般圍繞著一個中心詞展開，運用線條、色彩、詞匯、數字和圖像等多種易被大腦接受的方式，以層級圖的形式表現各級主題，屬于可視化描述事物的一種邏輯關系圖。常見的思維導圖有組織結構圖、樹狀圖、流程圖、氣泡圖、圓形圖、扇形放射圖等類型。

2? 思維導圖運用于學習過程的比較優勢

在學習中合理運用思維導圖，可以直觀形象地表達知識間的結構與邏輯關聯性，又能優化抽象思維和記憶力，從而實現平衡左右腦機能、并激發使用者創造力。與其他學習工具相比，思維導圖主要具有可視性、發散性、拓展性、獨創性等四個方面的比較優勢。

2.1? 可視性

人腦工作思考的過程屬于抽象化的肌體內部思維活動。而思維導圖則是一種可視化的描述事物邏輯關系的表達工具。若學習者在大腦思考學習的過程中使用思維導圖，就可使其網狀邏輯結構得到視覺展現，之后也可回溯當初的思維脈絡成型的過程。

2.2? 發散性

發散型思考是人腦最自然、最本能的一種思考方式。而思維導圖尤其是其中的樹狀圖、扇形放射圖、氣泡圖等（圖1），天然就具備一種向外發散的屬性，能很好地鼓勵使用者在繪制過程中遵從大腦天性、充分展開發散性思考。

2.3? 拓展性

概念和定理、定律等往往有著近乎唯一的最嚴謹、最標準的學術化表述，但學習者在不同的學習階段對它們的理解卻往往有所不同。隨著對某個概念認知的深入，學習者可能在內心萌發了重新建立某些概念之間、或是概念與大概念之間、或是大概念與大概念之間聯系的需求。此時天然具有可拓展性特點的思維導圖就能很好地滿足學習者這一拓展知識脈絡的深度學習需要。

2.4? 獨創性

某個個體的思維天然具有著獨一性。因此雖然學科知識往往系統固化，但學習者對其中細節的理解和把握卻并不完全相同。怎樣在集體化的學習過程中，更好地保留學習者的這種個性化發展的屬性呢？讓學習者在學習的過程中，嘗試繪制思維導圖是一種值得嘗試的方法。在初學、以及復習的過程中，甚至是某一天突有靈感，學習者都可以通過思維導圖的繪制，來形象化地展示其個人理解角度的概念之間的邏輯情形。

3? 高三學生通過物理一輪復習應達成的學習目的

高三學生通過之前歷年的學習，已經對物理學各部分分支領域有了一定了解，但由于前期學習多是分模塊進行的，因而其對物理學科知識體系的整體把握水平、以及運用物理知識解決實際問題的能力仍較為欠缺。在這種情況下，高三學生通過物理一輪復習首先應達成的學習目的應有兩個：重構知識框架以及提高問題解決能力。

3.1? 重構知識框架

學生需要在一輪復習中對整個高中三年的學科學習進行重新梳理，其中既包括對具體的某個概念的內涵、外延的深入理解，也包括對知識單元內相關的幾個概念之間的關聯性的把握，還包括對整個高中階段所認識到的物理世界的總體理解，也就是物理觀念的形成。學生需要串珠成線、集線成面地全面提高對高中物理的認知，完備知識體系，完成知識拓展，提升關鍵能力。

3.2? 提高問題解決能力

學生物理情境下問題解決能力的高低是學生物理學科學業質量水平高低的一個重要衡量參考，它標志著學生是否能夠正確地從物理學的視角認識自然、理解自然，是否能夠正確建構關于自然界的物理圖景。

一輪復習中除了知識體系重構，學生還經常需要以習題為載體，檢驗自身建構的物理框架是否全面、在習題中進一步加深對相關概念理論的理解、在錯題復習中反思自己的思維盲區。因而學生切實地提高問題解決能力，本質上也就是一個深度進行的再學習的過程，是一輪復習中需要提高的不可或缺的一種能力。

4? 思維導圖在高三物理一輪復習中的應用

得益于前述思維導圖的可視性、發散性、拓展性和獨創性等比較優勢，在高三物理一輪復習中合理地穿插思維導圖的應用可以有助于學生達成知識框架重構與提高問題解決能力這兩大學習目的。

4.1? 將思維導圖應用于知識重構

4.1.1? 思維導圖應用于知識重構的比較優勢

首先，思維導圖因其具有可視性和發散性而有利于學生的知識重構。一方面，課堂上，比起一條條的知識點羅列，學生更需要的是在教師的引導下對這些概念和定理、定律進行解構和再重構，由小概念生成大概念，進而生成知識網絡和物理觀念。思維導圖模式下教師的板書能夠更好地強調和突出某一概念的內涵和外延，以及體現概念之間的內在關聯，從而有利于提高學生的理解能力。另一方面，課堂外，學生在利用思維導圖歸納梳理概念時，頭腦中的思維天然是發散的，這與思維導圖的發散性的特質相吻合;其邏輯延展的過程又可以通過思維導圖的可視性來實現回溯與追蹤，有利于學生提高其推理論證能力[ 1 ]。

其次，思維導圖因其具有良好的拓展性而能夠很好地契合學生在一輪復習中對知識的解構再重構的需求，使得學生能夠將原有網狀思維進行打破、再重新構建聯系，從而進一步完善知識框架，完成深度學習。

此外，思維導圖因其具有獨創性而有利于學生思維的個性化發展。在一輪復習階段，不同的學生因其元認識的不同而往往對同一概念有著不同的理解、對不同的概念之間的聯系與區別也有著不同認知。在這種情況下，單純的文字表述往往是過于抽象精煉而難以體現出這種細微差別，但思維導圖正可以因其獨創性而使得學生能在復習中避免千篇一律，以自己擅長和獨有的認知角度去完成高中階段物理學科知識體系的再建構，從而有利于新課程背景下促進學生個性化發展的教學目標的實現。

4.1.2? 例析：將思維導圖應用于“萬有引力定律”一章的復習

例如“萬有引力定律”這一章的復習。本章涵蓋了很多內容，物理量多，公式也多，同時各部分之間互有交叉關聯，如果學生復習時只依賴于大腦的抽象理解，那就很可能遇到學習困擾。

原本學生腦中知識元素是孤立存在的，但在畫思維導圖的時候，學生將對某一個知識元素要放在哪里、筆要下在哪里進行思考，從而在不知不覺中完成對腦中大量知識點的歸納分類（如圖2）。

從圖中我們可以強烈地感受到這名學生的發散性思維，他以“萬有引力定律”為中心詞，將自己聯想到的所有問題都圍繞在中心詞的周圍。其中，他在梳理“衛星變軌問題”這一塊時，采用了圖片來輔助進行過程分析。另外可以驚喜地發現，在圖片下方他寫了一行字“盧瑟福的核式結構模型”。這說明這名學生已經成功地在思維導圖的繪制過程中，經由自己的發散性思維，實現了物理思維方法里面的類比法思維。

另外，在思維導圖初步成型后，學生可以進行再回顧，看看各個元素之間除了并列層級的關系以外，是否還存在著同層級、不同分支之間的聯系，或者若干元素之間的潛在聯系。

4.2? 將思維導圖應用于問題解決[ 2 ]

4.2.1? 思維導圖應用于問題解決的比較優勢

首先，思維導圖因其具有可視性而便于在復雜情境下的問題解決中提取已知信息。幾年來高考題中的閱讀量有增加的趨勢，其旨在考察學生的閱讀能力與分析、處理信息的能力。我們發現題目所描述的物理情境有日益復雜的趨勢，所涉研究對象的個數也往往不止一個。在所給的已知條件愈加紛繁復雜的情況下，在審題環節運用思維導圖可以有效地幫助學生對所給信息進行分類歸納，有利于提高學生的分析處理信息的能力。

其次，思維導圖因其具有拓展性和獨有的網狀思維結構而利于復雜情境下的物理模型的構建和物理過程的分析。學生在面對物理問題時能否建構合適的物理模型是其最終能否合理地解決物理問題的關鍵，而題中所涉可研究對象的增多、對象運動過程數的增多都無疑增大了學生分析、解決問題的難度。學生在分析研究的同時利用思維導圖，可以依照對象的不同、或是按照時間維度等來對可研究對象的各個運動過程進行重新梳理，從而明晰事物發展的線索，有利于最終問題的解決。

再次，思維導圖因其發散性而使問題的解決具有了更加多元化的可能。思維導圖天然的發散性特質使學生在分析解決問題時更容易拓展思路，更容易發現研究對象間的潛在聯系或是同一對象多個過程間的關聯性。

4.2.2? 例析利用思維導圖進行復雜情境下的問題解決

下面利用2021年高考全國1卷第25題進行問題解決中應用思維導圖的嘗試。

利用思維導圖的可視性，便于對已知條件進行分類梳理，適合于多研究對象問題。如圖3所示，可以按照研究對象的不同繪制已知條件的思維導圖（圖3左），也可以連帶著將未知量也一并分析、添加進來（圖3右）。

利用思維導圖的拓展性便于直觀分析研究對象的運動過程，適合于分析多過程問題。如圖4中央虛框部分所示，可按照研究對象的不同，以共同的時間軸作為主線索，對不同對象各階段的運動類型進行定性分析梳理。之后再對各階段進行動力學、運動學等維度的定量分析，拓展該思維導圖（如圖4完整部分所示）。

此外，由于思維導圖的獨創性特征，不同的學生可能站在自己的理解角度創造出不同的思維導圖，從而使問題的解決具有了多種可能。

參考文獻：

[1] 程力，李勇. 基于高考評價體系的物理科考試內容改革實施路徑[J]. 中國考試， 2019， 332（12）： 38-44.

[2] 葛為民. 思維導圖在高中物理習題教學中的應用[J]. 物理之友， 2019， 35（11）： 21-27.