思維導圖在高中物理教學中的實踐研究

蔡德輝

（甘肅省武威第七中學，甘肅武威 733000）

高中物理知識內容緊湊、概念抽象，給學生的學習帶來了一定的難度。高中物理教師在開展教學活動的過程中應充分認識到思維導圖對發散思維的引導作用，依據物理學科素養的要求在培養學生理解物理知識、梳理知識結構的同時幫助學生拓展思維空間，實現學生的全面發展。在高中物理教學過程中，受到傳統應試教學模式的影響以及高考帶來的壓力，教師大多采用題海戰術的模式進行教學，致使學生始終束縛在“被動”學習的模式下，不僅抑制了學生培養邏輯思維，也違背了新課程改革對培養物理學科核心素養的初心。思維導圖是一種思維可視化、知識表征的教學工具，將其融入物理課堂教學中可以充分發揮思維導圖的輔助價值，引導學生在理解和掌握知識的同時促進思維能力的發展。

一、學科素養視域下高中物理課堂教學現狀分析

隨著新課程改革的不斷深入，其對物理學科素養提出更加明確的要求，也給教學工作帶來巨大的挑戰。但在教學實踐中發現，當前高中物理課堂教學呈現出明顯的“低效化”，致使教師和學生浪費了大量的精力和時間，教學效果卻不盡如人意。在分析中發現，導致高中物理課堂教學現狀的原因主要有以下三個方面：

第一，從“點”的維度上來說。當前物理教學重點關注學生對物理知識點的掌握情況，并引導學生圍繞重難點開展教學。但是在具體教學的過程中，教師受到傳統教學方式的束縛，只是將教學的主要精力都集中在物理知識點的教學上，忽視了學生在物理學習過程中能力以及思維的發展，難以落實物理核心素養下的教學目標；同時，部分教師在開展課堂教學時依然沿用傳統的“講解式”教學模式，僅僅在公開課上選擇新的教學手段。這種單一、滯后的教學模式也在很大程度上制約了課堂教學質量的提高。

第二，從“量”的維度上來說。經過調查和走訪發現，一些物理教師在開展課堂教學時十分關注理論知識并且習題訓練的量非常大，學生出現疲勞迎戰高考的情況。教師在教學中忽視學生的思維發展、探究能力的訓練量；同時，在高中物理教學過程中，實驗教學的量還存在明顯的不足，甚至為了省時省力，選擇口頭、PPT 講解的方式進行實驗教學。這種物理實驗教學模式不僅導致學生的實驗動手操作量不足，也制約了學生的探究、觀察、思維發展，嚴重阻礙了物理核心素養的落實。

第三，從“度”的維度上來說。當前高中物理課堂教學還面臨著學生參與度不夠、教學進度設計不科學等現象。從學生的課堂參與度來說，受到應試教學模式的束縛，教師并沒有充分發揮學生在教學工作中的主體地位，師生互動、生生互動成為一種口號或形式，嚴重制約了課堂教學質量的提高。另外，從物理課堂教學進度來說，教師基本上是憑借自己的經驗安排教學進度，忽視了學生的接受能力，致使課堂教學出現了教學進度不均衡的現象，難以真正提高物理課堂教學質量。

二、思維導圖在高中物理教學中的應用策略

（一）思維導圖與教學設計

在高中物理課堂教學中，教學設計是整個教學活動開展的基礎，直接決定了教師的教學活動以及課堂教學結果。教學設計是一項十分復雜的工程，教師必須站在全局的角度上對物理核心素養、物理教材內容、學情進行全面分析，精準把握新舊知識點之間的關系。在此基礎上，結合教學設計的內容和學生對物理知識掌握情況開展設計教學工作。針對當前物理教學設計中存在的諸多問題，為了真正提升高中物理教學設計的科學性、有效性，教師可以充分融入思維導圖這一工具，借助其層級性、直觀性、整體性等優勢將教師頭腦中的所思、所想呈現出來。在思維導圖的輔助下，高中物理教師可以將“教學設計流程”作為思維導圖的中心關鍵詞匯。接著，根據教學設計的內容確定出六個部分，即：教學目標、學情分析、教材分析、教學重難點、教學方法、教學過程，將其作為思維導圖的一級知識點，并運用流暢的線條將其聯系起來；之后，以一級知識點作為中心再次進行延伸。以“教學目標”為例，教師結合高中物理核心素養的內容，分別從知識與技能、過程與方法、情感態度和價值觀三個維度對其進行細化，使其成為“教學目標”下的次級知識點。之后，再結合具體的教學內容明確每一個維度的目標。如此一來，經過思維導圖的輔助，教師就可形成一份系統化、清晰的教學計劃，為后續的高效教學奠定堅實的基礎。

（二）思維導圖與課前預習

課前預習是學生進行學習的第一個環節。通過有效的課前預習，學生可掌握基本的知識點，明確自己在預習中存在的疑惑點等。如此，在課前學生能夠大致了解教學內容，并收集在預習過程中不理解的知識點，帶著問題去學習，真正提高高中物理課堂教學質量。此外，學生在自主預習的過程中也逐漸掌握了自主學習方法，循序漸進提高了自主學習能力。但在調查中發現，當前高中學生在進行課前預習的時候，由于沒有掌握基本的預習方法，常常誤認為課前預習就是按照教材上的內容瀏覽一遍即可。如此不僅浪費了學生的學習時間，也無法實現預習的預期目的。為此，為了提升物理學科預習實效性，教師要積極地引入思維導圖輔助教學，引導學生在預習的過程中一邊預習一邊繪制思維導圖，將知識點整合起來。同時，學生要將自己在預習中存在的疑惑點、難點標注出來，以便在課堂學習的過程中更有針對性地學習知識。例如，在“萬有引力定律”的教學中，教師在指導學生進行預習的時候就借助了思維導圖這一工具，指導學生在預習的過程中明確本課的核心知識點、次級知識點以及次次級知識點等，最終形成一個系統化的思維導圖。在這個過程中，部分學生在預習的過程中以“萬有引力”作為思維導圖的關鍵詞匯，以圓周運動、牛頓第三定律、開普勒三大定律作為第一個分支；第二個分支以萬有引力思路的分析和過程著手分析，解析天體和重物下落原理；第三個分支以萬有引力定律的公式、含義為主，旨在解決簡單的問題；以萬有引力常量測定的方法作為第四個分支。由此，在思維導圖的輔助下，學生在預習的過程中形成了系統化的知識體系，初步掌握了本課的知識點。此外，學生在課前預習的過程中受到知識、能力等多種因素的影響，常常會遇到一些疑惑點、難點，這時就可以在思維導圖上進行標注，以便于課堂上進行針對性的學習。

（三）思維導圖與課堂教學

在傳統高中物理教學模式下，教師基本上都是課堂上灌輸知識、課下采用題海戰術。但這種單一、滯后的教學模式難以真正滿足物理核心素養下的教學目標，制約了學生核心素養的發展。為此，教師在教學過程中結合物理學科特點運用思維導圖輔助教學，旨在利用思維導圖對學生思維邏輯培養的有效性嘗試更多研究方法，以此提高學生的學習效率和質量。

第一，應用到物理概念教學中。物理概念是物理教學的基礎，也是學生學好物理的關鍵。基于物理概念的特點，在物理概念教學中教師應引導學生明白為何引入概念、概念的物理意義和本質屬性等，使得學生在學習中了解概念的形成過程、生成理解性記憶。基于此，教師在開展教學時就可充分發揮思維導圖的輔助價值，強化物理概念教學效果。以“平均速度、平均速率”教學為例，教師在引導學生對這兩個物理概念進行學習的時候就以“描述物體運動快慢”作為思維導圖的中心，給學生展示了物體在勻速運動、變速運動中的運動狀態，使得學生對其產生初步的認識。之后對思維導圖進行延伸，使其成為勻速運動、變速運動兩個知識點并分別對其進行細化，明確勻速運動、變速運動的基本內涵。在此基礎上，教師要指導學生進行總結，得出速度、平均速度、平均速率等概念，進而通過思維導圖的輔助真正提升物理概念的學習效果。

第二，應用到物理規律教學中。在物理教學中，物理規律主要揭示物質的結構、物質運動中所遵守的規律，是學生學好物理的基礎和關鍵。基于傳統物理課堂教學，教師對物理規律歸納、演繹重視程度不夠，忽視了學生分析、推理和想象能力的培養。基于此，教師可以融入思維導圖教學方式輔助教學，引導學生構建知識框架，完成物理規律的分析和推理，最終促使學生在物理規律分析中逐漸提升自身的物理綜合素養。例如，在“牛頓第二運動定律”的教學中，教師就采用了這一教學手段：首先，以實際生活中火箭發射視頻、賽車比賽視頻等作為教學情境，提出“物體加速度的大小跟作用力之間的關系以及在設計實驗時如何體現力的瞬時作用規律”等問題；接著，引導學生對“研究滑動摩擦力與哪些因素有關”的物理實驗進行回憶，明確“控制變量法”，以此作為物理規律探究學習的關鍵點。與此同時，教師要引導學生結合牛頓第二運動定律中所學的知識充分發揮自己的聯想，經過類比最終得出加速度和質量、作用力之間的關系；接著，教師帶領學生在試探探究的過程中通過改變合外力確定a 和F 的關系，并引導學生自主嘗試在改變質量的情況下對加速度進行測定，最終形成完整的思維導圖。由此可見，運用思維導圖開展教學活動真正提高了高中物理教學質量，促使學生在物理規律探究的過程中提升自身的物理核心素養。

第三，應用到物理實驗中。實驗教學是高中物理教學的重中之重。物理實驗教學真正實現了理論與實踐的完美統一。在開展物理實驗教學的過程中，教師要鼓勵學生積極觀察探索，并強化操作、發現問題、分析問題和解決問題等多種能力，真正促進物理學科素養的落實。基于當前物理實驗教學中存在的諸多問題，高中物理教師在優化實驗教學時應靈活運用思維導圖這一工具，引導學生一邊實驗、一邊繪制思維導圖，最終在思維導圖的輔助下真正提升物理實驗教學的有效性。例如，在“影響滑動摩擦力大小的因素”實驗中，教師就提前給學生準備了相關的實驗器材并借助思維導圖對滑動摩擦力相關知識進行了復習，分別從定義、產生條件、作用點、方向四個方面進行了復習，形成了系統化的知識體系。接著，教師要引導學生以小組的形式做實驗，并在實驗的過程中繪制物理實驗思維導圖，以“影響滑動摩擦力大小的因素”作為關鍵點，以“接觸面粗糙程度、壓力、運動速度、接觸面面積”作為四個分支，分別以每一個分支作為中心，改變不同的因素進行物理實驗，最終在思維導圖的輔助下強化物理實驗學習效果。

（四）思維導圖與課堂復習

物理知識點繁雜、難度比較大，學生在學習的過程中常常面臨著無法掌握的現象。基于此，教師要積極地開展物理課堂復習教學，引導學生在有效的復習中查漏補缺、強化知識理解，促使學生在復習的過程中內化所學的知識，最終形成系統化的知識網絡體系。在傳統的高中物理復習中，教師往往僅依賴教材上的內容對所有的知識點進行簡單的堆砌羅列，之后便引導學生進行針對性的練習。面對傳統復習中產生的諸多弊端，教師可深入挖掘思維導圖的教學價值，借助思維導圖的遞進性和層次性特點鎖定思維導圖的關鍵詞匯，對其進行層層延伸和拓展，促使學生逐漸形成系統化的網絡知識體系。以“牛頓運動定律”復習為例，為了強化課堂復習效果，教師可將此作為思維導圖的中心點，以牛頓第一定律、牛頓第二定律、牛頓第三定律、物理學史、實際問題作為一級知識點；接著，分別以每一個一級知識點為中心，從“內容、理解、應用、實驗”等方面對牛頓第一定律、牛頓第二定律、牛頓第三定律進行拓展和延伸。針對“物理史”這一知識點的復習，教師可以對亞里士多德、伽利略、笛卡爾、牛頓四個人的物理學成就進行延伸，并結合常見的“連接體問題、傳送帶問題、板塊、超重和失重、思想方法”等知識點進行分析。如此，我們通過拓展和細化思維導圖真正提升了高中物理課堂復習效果，也促使學生在復習物理知識的過程中逐漸形成系統化的知識體系。

三、結語

綜上所述，面對高中物理核心素養下的教學目標，教師必須從傳統的教學理念和模式下解放出來，結合物理教學的需要以及思維導圖的特點將思維導圖靈活融入課堂教學中并借助思維導圖優化教學設計、課前預習、課堂教學、課后復習等環節，真正提升高中物理課堂教學的有效性，促使學生在學習高中物理知識的過程中提升自身的核心素養。