思維導圖在初中概念教學中的應用再探究

方君 陶家友

摘 要｜本文是基于思維導圖物理教學領域研究成果，從知識整合理論和支架式教學理論出發，針對目前初中物理概念教學中可能存在的問題，通過對思維導圖工具進行了“物理學科化”的再定義，來探討了思維導圖有機融合于中學物理概念教學的教學策略與原則，并給出了將思維導圖應用于初中物理概念教學的教學活動設計， 對中學物理教師的教學實施具有一定的參考價值。

關鍵詞｜思維導圖；概念教學；初中聲學

Copyright ? 2022 by author （s） and SciScan Publishing Limited

This article is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License. https：//creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

1 引言

中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《關于進一步減輕義務教育階段學生作業負擔和校外培訓負擔的意見》（以下簡稱“雙減”）中提出，健全教學管理規程，優化教學方式，強化教學管理，提升學生在校學習效率［1］。然而當下的初中物理教學現狀與“雙減”的要求仍存在一定的偏離，特別是在概 念教學中，初中學生普遍認為物理學科的概念紛繁復雜，學生很難將物理知識系統化，從而導致學生形成物理難學的畏難情緒。

2 思維導圖工具介紹

思維導圖由英國學者東尼博贊所創，是一種將知識通過線段進行有序關聯，以形成富層級的可視化知識圖譜的思維工具，運用它我們能將思考具象化，讓學習者更高效地獲取和利用信息，進而提高學習和工作效率。

為了使思維導圖更好地服務于初中物理教學，筆者認為，不僅需要教育工作者對東尼博贊的思維導圖工具有足夠深入的了解，而且更重要的是對工具進行合理的修繕調整，使得思維導圖工具在應用于初中物理教學時具備更大的“兼容性”。為此，筆者給物理教學場景下的思維導圖工具定義為：知識體系、思考邏輯可視化的易于重復提取的圖式工具。作品載體設計規則以筆者設計的思維導圖繪制導學案為例進行解讀，如圖1 所示。

（1） 學生應標注好姓名和日期，以方便收交作品，以及學生在復習備考時能按照日期順序快速整理學習資料；

（2） 作品中應標注思維導圖知識小節的標題，以便學生復習時快速明確思維導圖的知識點所在章節位置；

（3） 思維導圖的繪制布局需按從左至右的順序繪制，并在繪制前標好層級區分線，目的是為學生復習時便于復習的“重復提取”操作（下文詳述）；

（4）依次在主題詞欄、一級分支欄和二級分支欄進行對應的繪制；

（5） 學生在繪制時應對照“作品評價表”（下文詳述）中的各項指標進行繪制，以保證思維導圖的制作質量，同時學生自己、學生之間和教師都需要參照“作品評價表”對作品進行打分評價，評價得分將納入學生競爭機制中，激發學生的競爭意識和學習興趣，同時使學生獲得學習反饋，進一步改進；

（6） 學生應針對各方各項細致的評價，在心得反思欄記錄下自己的感悟和計劃，為下次繪制鋪墊好欲求改進的心理傾向。

作品具體繪制規則以筆者設計的作品案例為例進行解讀，如圖2 所示。

（1）采用多色繪制，具備較強的視覺沖擊，使學生注意力更容易集中于此；

（2）通過顏色、字體大小、加外框、涂陰影等來分門別類突出重點信息；

（3）在適當位置加上序號，表明思維導圖要素的邏輯順序；

（4） 在適當的要素層級之間加上“提取詞”，配合層級區分線，可以幫助學生通過紙張遮蓋來逐級顯示，完成“重復提取”的復習操作；

（5） 各要素關鍵詞采取簡短文字形式，并在恰當位置增添對應含義的物理簡筆畫［2］，以形成圖文并茂的作品，更加符合大腦的讀圖習慣。

3 理論基礎

知識整合理論

知識整合理論是由加州大學伯克利分校馬西婭·C·林（Marcia C. Linn）教授提出的，基于計算機教育與科學教育研究中發現的共性問題發展出來的一套教學理論［3］。這一理論認為，相比于關注新知 識輸入的知識灌輸型教學，顯化學生已有知識并將其與新知進行整合的教學則效果更佳。知識整合理論不僅關注于新舊知識的聯系，也十分關注對于新知識與舊知識的有機整合，這就啟發學習者從更為宏觀的角度審視學習過程，努力將新舊知識系統化，而不是零零散散地無序學習。

支架式教學理論

支架式教學強調，學習者的學習過程應在教師的合理引導下進行，應以一種“教師前方引導結合后方幫助”的方式來為學生學習提供助力［4］。在教師行為的設計上，應該充分尊重學生的個體差異性， 以準確設計出學生所需要的“支架”，順應學生的思考方向提出帶有一定挑戰性的思考點，將存在于學生潛意識里的思考沖突顯化，引導學生進行深度思考。

4 思維導圖“再定義”后的使用策略及原則

重復提取策略

據趙國慶老師的研究［5］表明，學生在進行復習時，采取嘗試回憶、反復與腦中信息交互的提取信 息的復習方式（即“重復提取”），遠比學生反復通篇瀏覽已學素材帶來的學習效果要好，所以筆者基于此項實證研究，對本研究的思維導圖工具增添了這一重復提取原則，要求學生按照一定的繪制格式完成作品，以幫助其在復習階段采用紙張遮蓋后續分支的形式，來結合提取詞進行嘗試回憶的“重復提取” 復習操作，如圖3 所示。

對標繪制原則

根據綜合分析，筆者在趙國慶老師的思維導圖評價表［6］的基礎上進行了一定調整，在教學時要求 學生對標繪制完成作品，以保證完成過程盡量高效，作品質量盡可能高，同時作品被評價后學生獲得的反饋盡可能詳盡，具體設計解讀如圖4 所示。

（1） 評價表針對思維導圖作品做出了全面而細致的繪制要求，總體上分為對主題詞的評價、對各級分支的評價、對繪制視覺感受的評價、對整體邏輯結構的評價以及對作品創新點的評價，每一項中又劃分出三 ～ 五小點，便于對作品進行細致而有條理的分析；

（2） 評價表選取了“自我評價”“組間評價”以及“教師評價”三類評價主體，每一個評價主體， 都需要針對每個評價指標對作品進行打分（若該項指標作品非常符合則在表中對應位置勾選三分；較為符合勾選二分；較不符合勾選一分），這樣可以讓學生獲得非常全面、精準和相對客觀的評價，從而依據反饋精確定位問題所在，以調整學習習慣和方法；

（3） 評價表要求學生將各項評價分別求得總分后，再加權平均（“自我評價”權重為 0.1；“組間評價”為 0.3；“教師評價”為 0.6）以獲得盡可能客觀的評價分數，并將其納入過程考核指標以及思維導圖作品個人競爭機制中，此項設計符合初中生身心發展特點，培養競爭意識，激發其物理學習興趣， 增強其自信心，獲得成就感；

（4） 這一對標原則，能夠在尊重學生個性的前提下，在既定規則上盡可能保留學生的創新精神和獨特的創造力［7］，而且能夠在一定程度上簡化教師評價工作，讓教師有更多的精力關注學生本身，更 好地促進教與學。

5 基于思維導圖的初中聲學教學活動設計

在聲學概念教學中，學生在生活中積累了大量有關經驗，而通過潛意識構建起來的前概念難免會產生與科學理論不符的情況，但這些錯誤的前概念（又稱“迷思概念”）又在某些角度與生活實際相互印證， 導致學生對其愈發深信不疑，給科學的、客觀的物理概念構建造成了一定的阻礙。而利用思維導圖的描述功能和思維表征功能顯化學生已有知識，可以便于教師了解學生具體存在哪些迷思概念，從而使教師的教學更有針對性，引導學生將已有知識與新知識進行整合，促進知識建構，提高了概念教學的教學質量。接下來，筆者以教科版初中物理 3.1 節“認識聲現象”為例，展開教學活動設計剖析。

導學案設計

教學思路

教師對導學案第一頁中設計的課前思考題進行提問，以激發起學生對于“產生聲音—傳播聲音—接收聲音”這一物理過程的模型建構，引導學生開展討論，并檢查學生在導學案第二頁繪制的概念知識預習思維導圖。

教師將聲音的產生、傳播和接收這一物理過程作為新課講授的主線，圍繞此開展教學，并在期間穿插講解相應的物理概念，引導學生主動思考各個物理概念之間的層級關系，及時修改補充到自己的思維導圖中。

教師隨機抽取 2～3 名學生來結合自己所繪制的思維導圖口述本節課的主要內容，針對疑點展開討論， 針對創新點進行鑒賞，而后教師出示課前繪制好的概念知識思維導圖引導學生對比思考，課堂最后 5 分鐘左右的時間讓學生獨立思考，進一步修改完善自己的思維導圖。

設計意圖

教師在導學案中設計出學生接受新知所需要的“支架”，引導學生在有一定思考的基礎上（對比“蓋

章”過程思考聲音產生傳播接收過程的特點），在課前根據自己的理解將概念之間的層級關系可視化， 以最大限度保留學生課前的思考痕跡，同時也利于教師在課堂導入環節直觀地了解學生的疑點和前概念， 使教學更加具有針對性。

通過讓學生修改補充概念知識思維導圖，教師能夠更加易于，也更加有效地糾正學生錯誤的前概念， 并通過簡寫關鍵詞補充思維導圖的形式，減輕學生課上書寫筆記的負擔，能使學生更加專注于對聲音產生、傳播和接受過程中各個物理概念的理解［8］，促進新舊知識的整合，學生較易建構系統化知識。

通過讓學生按照思維導圖的結構框架來口述本節課的概念知識，教師可以強化學生的邏輯組織能力以及語言表達能力為教育增效，并對學生存在的問題進行及時糾錯，以避免迷思概念負面影響的加深。留有時間來讓學生在課上完善思維導圖，可以讓學生在思考最集中的時間段里［10］，盡可能地將思考痕跡保留下來，以便于學生課后復習加深理解、內化知識，提升概念教學效果。

相較于傳統教學模式的優勢

傳統概念課的預習任務布置，往往采用讓學生完成知識填空題或者簡單例題的形式，對學生前概念的誘出效果并不好，根據知識整合理論，本研究中結合思維導圖后設計的概念課教學，更容易引導學生顯化原有的認知并在其基礎上調整、構建新知。

相比于傳統教學中，學生可以走馬觀花式地“參與”課堂，在結合思維導圖進行教學時，教師通過觀察學生在課上修改、補充的概念知識思維導圖［9］，可以清晰地了解到各個學生當時的思考情況，對 聽課走神的同學及時提醒，同時能夠實時了解到學生構建的物理科學概念是否“科學”，教師可以及時做出針對性地補充，能盡可能地利用好課堂這一教學主陣地。

相比于傳統教學中的小結形式，本研究中概念教學小結中，能夠給學生提供一個知識輸出的機會， 而且學生易于做到形成一個有結構性思考的輸出，而不是類似于傳統教學中學生處于思緒混亂的狀態［10］。同時，這種富層級、富關聯的筆記形式，在促進學生加深對概念關聯的理解上的教學效果，是遠強于傳統線性筆記的。

教學活動設計反思

在本活動設計中，筆者主要運用了思維導圖思維表征的功能來輔助教學，符合物理概念有效教學的要求，同時也符合初中學生思維發展水平，對初中物理聲現象概念教學的有效性能起到良好的促進作用。但對于情感態度與價值觀的教學課程目標要求的促進作用稍有欠缺，所以可以利用思維導圖教學的高效性特點，在高效完成概念知識教授之后，教師利用余留的時間來著重補充這一部分內容。

參考文獻

［1］進一步減輕義務教育階段學生作業負擔和校外培訓負擔［N］．人民日報，2021-07-25．

［2］董博清．基于思維導圖的中學物理教學實證研究［D］．長春：東北師范大學，2013．

［3］John Sweller．Cognitive Load During Problem Solving：Effects on Learning［J］．Cognitive Science，1988， 12（2）：257-285．

［4］王海珊．教與學的有效互動：簡析支架式教學［J］．福建師范大學學報（哲學社會科學版），2005

（1）：140-143．

［5］趙國慶，鄭蘭琴．重復提取勝過細化學習：卡皮克記憶研究進展及其對教學的啟示［J］．中國電化教 ?育，2012（3）：16-21．

［6］趙國慶．別說你懂思維導圖［M］．北京：人民郵電出版社，2015．

［7］蔣兆慶．微變化，大能量：思維導圖在初中物理概念教學中的應用［J］．名師在線，2017（12）：85- 86．

［8］張武威，黃宇星．“思維導圖”應用于“物理解題”的探究［J］．電化教育研究，2009（9）：97- 101．

［9］韋應翠．思維導圖在初中物理概念教學中應用的策略［J］．新課程，2020（49）：24-25．

［10］丁成榮．思維導圖在初中物理概念教學中的應用研究［D］．貴陽：貴州師范大學，2019．

The Application of Mind Mapping in the Concept Teaching of Junior Middle School

Fang Jun Tao Jiayou

Hunan Institute of Science and Technology， Yueyang

Abstract： This paper is based on the research results in the field of mind mapping physics teaching， starting from the theory of knowledge integration and scaffolding teaching theory， aiming at the problems that may exist in the current junior high school physics concept teaching， by redefining the mind mapping tool as “scientific physics”， to explore the teaching strategies and principles of the organic integration of mind mapping into the middle school physics concept teaching， It also gives the teaching activity design of applying mind mapping to junior high school physics concept teaching， which has certain reference value for the teaching implementation of middle school physics teachers.

Key words： Mind mapping; Concept teaching; Junior high school acoustics