學科思維導圖在初中物理教學中的應用研究＊

趙彤彤，韓海生

（佳木斯大學理學院，黑龍江 佳木斯 154007）

0 引言

物理的抽象性導致部分學生不知所云，學科思維導圖因其特征和優勢把生活化物理融入教學，把科研精神與科學探究過程呈現在學生面前，不僅可以引發學生學習興趣，提升學生的思維能力和創新能力，更能促進師生間的交流與互動，提升學習質量，優化學習效果。

1 學科思維導圖的特征和優點

1.1 學科思維導圖的特征

學科思維導圖（Subject Mind Map）是由華東師范大學的劉濯源教授在2011 年提出的[1]。20 世紀80 年代思維導圖在傳入中國后，發現思維導圖在教育方面不能得到推廣。經研究發現，思維導圖在教學中存有瑕疵，不能被教師直接運用。于是，劉濯源教授提出了學科思維導圖，以思維導圖為根基，增添了可提高教學功效的部分，如記憶技術以及學科知識結構、學科內在思維發展規律、考試規律等[2]。學科思維導圖是建立在腦科學與建構主義的基礎上，可以將學科“內在的知識結構”與“清楚的邏輯關系”表現出來[2]。從思維導圖到學科的發展過程中，它的側重點由注重輻射式的思維轉移到注重結構式的思考，使它更適合于教育，從而使其在國內的應用得以實現。

1.2 學科思維導圖的優點

（1）促進學生思維發展：學科思維導圖包含了圖像和文字，當學生在繪制或者學習學科思維導圖時會同時調動左右腦。學生在自己繪制學科思維導圖時需要考慮圖像、邏輯、文字等，左腦思維偏重邏輯、文字和分析等，右腦思維偏重于圖像，所以當學生繪制完成后左右腦都得到了使用。初中階段是學生大腦發育和能力增強的發展期和關鍵期，學科思維導圖的使用符合學生腦力發展情況，鍛煉了學生的左右腦，能推動學生抽象思維的發展，開發大腦潛在能力。

（2）有助于梳理知識：初中與小學時期不同，增加了眾多科目，知識點也更加豐富。這些改變，給學生帶來了巨大的壓力，學生可能會因為知識點難度的增加和無法適應新環境的變化而出現不良的學習狀態，長時間情況下會打擊學生向上的心態，使學生喪失學習興趣。學科思維導圖對龐大的知識進行分類、整合后，能夠清晰、明了地呈現知識邏輯體系，幫助學生梳理知識，了解知識間的聯系，加深對知識概念的理解。

（3）提高學生的記憶力：學科思維導圖是一種思考的工具，也是一種記憶的方法。學科思維導圖在繪制時，上一層級與下一層級之間遵循了知識邏輯關系，學生在記憶學科知識時可直接背誦學科思維導圖。學科思維導圖的關鍵詞簡單、明確，圖形醒目，學生可借助圖像記憶和語義記憶兩種方法來背誦知識點，相比單獨運用語義記憶方法來背誦知識，思維導圖更節省時間。

2 初中物理教學中學科思維導圖的應用現狀

2.1 部分物理教師對學科思維導圖的重視不足

在傳授物理知識環節，教師大多缺乏在教學過程中應用學科思維導圖的意識，忽視了學生正處于腦力思維發展關鍵期。在鞏固物理學科知識和布置作業時，讓學生做大量的練習題，以學生的分數為標準判斷學生的學習情況。著重發展學生的做題能力，沒有深入了解過學生是否真正理解、掌握物理知識，學生的思維能力、邏輯推理能力、和空間想象力等能力得不到發展，潛在能力得不到發掘。

2.2 教學方法單一

雖然現代教學理念強調促進學生全面發展，但任課教師習慣采用傳統的教學手段，教學方法單一。教師在物理課堂教學過程中，通常是一邊講解概念和規律，一邊在黑板上羅列出所講的內容，教學內容照搬教科書，教學過程寡趣無味，無法調動學生學習動機。長時間以后，容易造成惡性循環，學生在教學過程中沒有取得好成績，對學習興趣下降，學習成績會越來越差，教學質量越來越低。

2.3 小學到初中的知識跨度大

小學的教材與初中教材相比，初中教材增加了眾多科目，知識點也更加豐富，對學生的理解、動手操作技能要求更高。由小學生升至初中生，小學生仍保留初中生的觀念與習性。因為物理課程的抽象與變化多端，使得學生很難理解物理學的實質與規律。在做題過程中，邏輯推理能力不夠，無法靈活使用物理知識解決問題，面對創新題型，更是讓學生無從下手[3]。

3 學科思維導圖在物理教學中的應用

在教學中，教師和學生是教育的兩個主體，教師是教育過程教的主體，學生是教育過程學的主體。因此，從教師教和學生學兩個方面對學科思維導圖在初中物理教學中的應用進行研究。

3.1 學科思維導圖在教師教方面的應用

3.1.1 學科思維導圖輔助教師完成教學工作

學科思維導圖可幫助老師制定教案。在備課環節，學科思維導圖能幫助教師快速瀏覽物理知識點，準確找出教科書的重難點知識，提高工作效率。在上課環節，教師在傳授知識過程中，若講授的內容難以掌握并且新舊知識間存在聯系，可運用學科思維導圖傳授知識，在繪制同時讓學生回憶講授的內容和關聯的舊知識，幫助學生形成完整知識結構，加深學生對知識的認知，便于學生掌握、運用。教師可通過學科思維導圖檢查學生對物理知識的理解掌握狀況。教師可根據結果的反饋及時更改課時計劃，使物理教學進度更加符合學生的學習進度。教師同時能夠從反饋中看到自己在教學方面的不足，提升教師自身教學能力。

例如，教師在準備“阿基米德原理”一節的教學計劃時，通過學科思維導圖能迅速找到“浮力大小跟排開液體所受的重力間存在的關系”是本節的重點。教師可圍繞該重點設計教學。教師理順知識邏輯后，由淺到深，從王冠的故事導入，引導學生理解本節重點知識，幫助學生形成自己的學科思維導圖。

3.1.2 學科思維導圖有助于教師梳理教材

教師只有對教材足夠熟悉后，才能設計出合適的教學計劃。大部分教師都缺乏對教科書知識體系的研究，對教科書內容編排順序不求甚解。沒有探究過每一章的章節數量的多少、教學重難點的安排與教學前后順序的原因。學科思維導圖能夠將幾本物理教材內容濃縮提煉。教師可以快速了解物理教材中包含的重難點分布，掌握知識點的來源以及發展方向，梳理知識點之間的邏輯關系，幫助教師尤其是剛入職的新教師形成完整的知識體系。

例如，初中物理教材中，十五章至十九章都與電有關，因此可將這五個章節繪制成一幅學科思維導圖。因為串、并聯電路的連接方式、電流規律、電壓規律和電阻的使用等知識點是歐姆定律和焦耳定律的基礎，所以可以分成基礎、提升和生活用電三部分，基礎包含“電流和電路”“電阻、電壓”和“電功率”，提升包含“歐姆定律”和“焦耳定律”，一個導圖就能概括五章有關電方面的內容，幫助教師快速梳理物理教材。

3.1.3 學科思維導圖有助于教師了解學生學習情況

學科思維導圖能夠作為一種檢測方式幫助教師了解學生學習情況。教師可在上課前要求學生以學科思維導圖的方式做課堂筆記，以防學生不了解學科思維導圖，對學生進行指導。在下課前，隨機抽查部分學生的筆記。通過筆記的完成情況，查看學生的學習效率和對重難點的掌握情況。教師在講解完一整章的教材后，可將學科思維導圖作為一次測試，檢測學生對整個章節的學習情況，反映出同學們對于物理的性質與定律的認識情況。

例如，教師講完第三章第二節“熔化和凝固”后，可以讓學生自己設計本節的學科思維導圖。教師可提醒學生根據課本內容分布劃分為三部分，在學生繪制完成后，查看學生的學科思維導圖上熔化和凝固的定義、隨時間變化的溫度規律以及晶體和非晶體的熔點與凝固點的知識是否完整，理解是否正確。教師可設計例題，考查學生熔化和凝固的掌握和運用能力，幫助學生加深對知識的理解，快速掌握重難點。

3.2 學科思維導圖在學生學方面的應用

激發學生學習興趣：好奇心是探索事物的起點，只有激發了學生對物理學科的興趣，才會積極學習物理知識，全身心地投入到物理課堂當中。教師可在物理教學過程中讓學生獨自繪制學科思維導圖，在繪制過程中可運用彩筆、蠟筆、記號筆等，使學科思維導圖變得五彩繽紛。還可以讓學生嘗試繪制物理知識相同圖形不同的學科思維導圖，如概念圖、魚骨刺圖、樹狀圖等等。圖形比文字更吸引學生的注意力，學科思維導圖是圖像與文字結合，比物理教材上的大段的文字更加清晰、有吸引力。學生在輕松愉快的氛圍中就能鞏固物理知識，深化對物理概念的認知，激發學生的學習興趣。

幫助學生復習知識點：繪制學科思維導圖的過程，就是對學習材料進行精細加工的過程，通過提煉關鍵詞，將物理知識進行組塊化，方便學生記憶知識點，節省時間，提高復習效率。考試前夕，對學生來說物理知識體系是復雜的，而且學生還要顧及其他幾門學科，不可能將大部分時間用來復習物理知識。借助學科思維導圖，將三本物理教材提煉為學科思維導圖，導圖替代長篇文字，使知識更加清晰明確。物理知識經過組塊化后，在大腦需要記憶儲存的空間就會變小，方便學生記憶。導圖能幫助學生快速梳理大腦中混雜的知識點。學生也可以把自己錯過的習題進行歸納整理，繪制成學科思維導圖，考試前進行復習，避免錯誤重復出現。

例如，復習第九章的知識點，根據知識點之間的聯系，把“壓強”分成五個方面：“壓力”“固體壓強”“液體壓強”“大氣壓強”以及“流體壓強”，每一個關鍵詞包括定義、公式、應用等知識。對第九章的知識點精細加工，把壓強的知識點組塊化，方便學生理解記憶。在繪制的過程，學生的心、眼和手必須一致，相當于學生再次學習了一遍，幫助學生加深對壓強相關知識的理解。

4 結語

結果表明，該方法不僅適用于物理，而且適用于其他學科。學科思維導圖的應用豐富了教學方法，教學內容更加清晰、簡潔、有趣，提高教師教學質量，為學生提供了良好的學習方法，增強學生學習興趣，促進學生思維能力的發展，幫助學生獲得良好的學習效果。在本文中，對學科思維導圖的應用研究還不夠深入，需要更加深入地研究學科思維導圖的應用方式，挖掘學科思維導圖的潛在優勢，促進教師和學生的共同發展。