運用思維導圖優化初中物理教學探究

覃慶春 陳代局

【摘要】本文基于思維導圖的內涵和對教學的作用，論述思維導圖在初中物理教學中的應用優勢，探索在教學實踐中運用思維導圖設計物理教案、引導學生完成物理課堂筆記、輔助物理習題講解等優化初中物理教學的路徑。

【關鍵詞】思維導圖 初中物理 發散思維

【中圖分類號】G63 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2023）13-0105-03

思維導圖是英國教育學家托尼·巴贊提出的用比文字更加形象生動的圖形、線條等要素將人們思考與處理問題、歸納與分析信息的思維路徑繪制出來的一種可視化方法。該方法目前已廣泛運用于教育教學領域。思維導圖通常包括中心主題、子主題或者分支主題、與各主題節點相關的知識要點以及連接各主題要素的關聯線條，猶如在一個樹狀結構中，中心主題以主干呈現，分支主題以向四周擴散的枝干方式呈現。思維導圖可以反映分散、零亂知識要點之間的層次關聯，整合形成清晰的知識體系可視化結構。研究表明，在關聯邏輯學習認知方面，視覺可視化的學習比文字背誦理解效率高4倍，因此，思維導圖對促進認知發展具有極其重要的價值。

初中物理課程概念、原理較多，部分知識點比較抽象，知識結構也較為復雜，在一定程度上加大了學生學習的難度。面對繁雜難懂的定理、公式和抽象的概念，學生對物理學習感到迷茫，學習效果不理想，這就需要教師在教學中選用科學合理的教學方式方法，促進學生對物理知識的理解和記憶。思維導圖作為一種教學輔助方法，能以簡單的圖形模塊將知識結構化、圖像化，不僅有利于訓練學生的發散思維能力、理解能力、自主學習能力，而且能幫助學生構建知識體系、提高學習效率。將思維導圖運用于初中物理教學，引導學生對分散的知識點進行整理、加工，借助圖表或者結構圖的形式體現物理知識點之間的相互聯系，不僅能夠幫助學生構建物理知識框架體系，而且能夠發展學生的物理思維，為初中物理教學帶來方法與效果上的突破。

一、將思維導圖用于初中物理教學的優勢

（一）幫助學生構建物理知識框架體系

教育學家布魯納說：“獲得的知識，如果沒有完滿的結構把它關聯在一起，是一種多半會被遺忘的知識。”思維導圖借助圖文把各級主題的知識要點關系用層級圖呈現出來，將主題、關鍵詞、圖像等連接起來，這種呈現方式直觀地反映各知識點之間的緊密關聯。在初中物理教學中，教師利用思維導圖可以很好地描繪物理知識框架體系。教師通過思維導圖的記錄功能，不斷備注相關主題教學中知識點的關聯，有利于教師全程掌握和自由調整教學計劃。思維導圖因其可繪制、可呈現的形象化特征，可以將初中物理知識體系中繁雜的概念、原理和規律之間的知識脈絡以可視化的方式直觀、形象、立體地呈現出來，突出相關學習中的重點和難點。學生利用思維導圖將零散的知識點串聯起來，通過關鍵詞的篩選快速調集腦海中的物理知識儲備，不斷優化自己的認識結構，實現物理學習的融會貫通。

（二）培養學生的自主學習能力

自主學習能力是學生養成終身學習習慣的前提，能極大地提高學生的學習效率。以繪制思維導圖的方式學習物理知識，是培養學生自主學習能力的有效途徑。思維導圖以通過改變學生的思維模式，從根本上改變其原有的學習方法、改變以往被動學習的局面，能夠從本質上讓學生成為學習的主體，積極主動學習。首先，學生在繪制思維導圖的過程中，需要梳理并展示物理知識點，以此增強自己的理解和記憶，促進主動思考，使模糊的知識結構逐漸變得清晰。其次，學生在課后復習時，結合課堂教學、隨堂練習情況查漏補缺，可不斷完善思維導圖；通過對照思維導圖進行反思，可以認清自己對哪些物理關聯知識點的理解有所欠缺。最后，學生還可以對照思維導圖進行有針對性的練習，檢驗自己對相關知識點的掌握情況，鞏固學習成果，提高自主學習能力。

二、將思維導圖用于初中物理教學的主要路徑

在初中物理教學中，教師將物理學中較為零散的知識點整理、設計成具有內在關聯的知識結構，用思維導圖的方式呈現給學生，有利于發展學生的邏輯思維，培養學生的物理學習方法和解題技巧。

（一）巧用思維導圖設計物理教案

教案是執行學生培養計劃、實現培養目標、組織課堂教學、衡量教學效果的依據。教學設計教案是以課時或課題為單位，對教學內容、教學步驟、教學方法等進行具體設計和安排的一種實用性教學文書，其主要設計要素包括課時、教學內容概述與思維導圖、教學目標、問題設計、教學過程等5個方面。教師根據課程標準、教科書要求及學生的實際情況設計教案時，可以用直觀、簡明的思維導圖方式明確教學內容之間的內在關聯。首先，將課程教學目標分解到各個教學環節，在每一個子單元教學目標中又可以進一步細化教學目標，運用思維導圖將教學目標與課程知識之間的對應關系標注出來；其次，對于課程的具體教學內容、教學方法，運用思維導圖將課程知識體系劃分為具體的分支體系，結合課程內容特點，運用思維導圖繪制相應的知識分支，做到符合學生思維邏輯，使知識和能力層層遞進。在實際教學中，教師可以根據課堂教學及學生掌握知識情況，調節各個子單元教學目標的知識內容，使課堂教學內容更有彈性、靈活多變，使教案能合理有效地幫助學生達到預期的學習效果。

例如，在設計“浮力”主題單元教案時，教師在經過對單元知識的整體性思考之后，利用思維導圖優化教學內容的設計，便于學生理解、掌握系統的浮力知識。教師將“浮力”作為思維導圖的核心主題，通過歸納總結，將浮力的產生原因、浮力大小的影響因素、浮沉條件及應用等相關內容作為思維導圖的分支主題，從而形成有關“浮力”的知識體系。首先，明確浮力的三要素、浮力產生的原因以及浮力大小的測量方法，繪制知識主干；其次，對于探究浮力大小的影響因素，繪制知識分支，目標為教授學生理解阿基米德原理；再次，將知識分支擴展到浮力的產生原因，再擴展到物體在液體中的浮沉情況，從受力分析出發得出浮沉的條件和物體與液體密度的關系；最后，總結浮沉條件以及浮力在生活中的應用。如此，將浮力的定義、計算、應用等相關知識點，從點到線、由線到面以思維導圖形式呈現出來，得到如圖1所示的“浮力”主題單元思維導圖。教師教學時脈絡清晰明了，“按圖攻關”逐點分析，講授時根據學生的課堂表現情況進行重難點提示，加強學生對浮力的解構、認知，促進教學質量和效率的提高。

（二）巧用思維導圖引導學生完成物理課堂筆記

在初中物理學習中，學生往往通過做課堂筆記加深對物理知識點的理解和記憶。因此，教師有必要結合教學內容，向學生傳授思維導圖的使用方法，引導學生巧用思維導圖記錄物理知識點，完成課堂筆記。教師可以將自己所設計的思維導圖呈現給學生，讓學生在聽課的過程中對教師所講的知識點、概念和相關內容進行連線，對重點、難點進行標注，勾畫一個初步的思維導圖。學生課后對關鍵的知識點進行加工、整理，完善思維導圖，使課堂筆記內容符合自己的認知特點和規律。對于學生來說，可以不必理解思維導圖對人類思維的作用原理，但是應當理解思維導圖是一種有效的學習方法，并學會運用這種方法進行物理學習。

例如，在對“物體的浮沉條件”進行講解時，教師要求學生以思維導圖的形式進行記錄，通過記錄—思考—分析—繪制，加深學生對“物體的浮沉條件”的理解和記憶。此時，教師需要耐心地向學生講解如何用圖形、符號、線條將關鍵字、知識主題連接起來，并注明其間的關系和重難點等內容。在這個過程中，教師應當多費一些心思，除了耐心細致，還可以采用趣味化、多樣性、靈活性等方式方法，向學生灌輸思維導圖的設計、繪制技巧。繪制思維導圖時不應設置強制性、統一性的標準或者范式，任由學生發揮想象力自己設計思維導圖的圖形、顏色、線條及知識點之間的關聯，圖2便是學生自己設計的“物體的浮沉條件”思維導圖課堂筆記。教師通過觀察不同學生繪制的思維導圖，既能整體掌握學生對物理知識點的理解、掌握程度，發現學生存在的共性問題，進而調整相應的教學方案；又能挖掘并發展學生個體的獨特性，根據個別學生在學習中的具體情況做到因材施教。

（三）巧用思維導圖輔助物理習題講解

在初中物理習題講解的過程中，所掌握的知識點越全面，對知識點的檢索、提取、加工、處理的速度就越快，解題的效率和準確度也就越高。以往通過機械記憶關鍵詞和對應公式尋求解題套路的做法，很容易讓學生形成僵化的解題思維，一旦解題思路的前提條件或者其他因素不具備，學生很難融會貫通地運用物理知識找到其他解題方案。這也是很多學生錯過的題目一錯再錯的原因之一。運用思維導圖輔助物理習題講解，能夠讓學生快速地從物理知識體系的記憶中調取相關的知識單元，幫助學生將題目信息與相關知識進行重組，建立起其間的有機聯系，使學生能夠理解和掌握解題的思路，發展解題思維。

以圖3所示物理習題為例，教師在進行解題分析時，結合與本題關聯的物理知識點，將思維導圖作為支撐解題分析的方法，通過繪制如圖4所示思維導圖，向學生展示了關聯的公式和題目中的關鍵信息，從而呈現解題的思路。

要求控制棒的長度，就要知道控制棒的體積和橫截面積。教師依題意對相關物理公式進行提取和變形，運用思維導圖對各關鍵知識點之間的關系進行記錄和解讀：根據儲水量的最大值和最小值計算出最高水位和最低水位的高度差，即為控制棒浸入水中的高度差；根據水泵開關狀態與細繩拉力大小的關系，運用公式F+F浮=G計算最小儲水量和最大儲水量時控制棒受到的浮力差，用阿基米德原理計算出控制棒的橫截面積；由密度公式計算出控制棒的體積，運用公式L=[VS]計算出控制棒的長度。

將思維導圖作為一種新的教學方法、學習方法運用于初中物理教學，在實踐中難免會遇到各種問題。教師除了在思想上重視思維導圖在物理教學中的作用，還應加強具體的教學研究及思維導圖教學應用研究，避免思維導圖在初中物理教學中的應用流于形式。總而言之，思維導圖的運用能夠克服傳統教學中的一些不足，為初中物理教學注入活力。初中物理教師結合初中物理的學科特點和學生的學習認知規律，借助思維導圖的方式將文字表述的定理和理論知識結構化、圖像化，用簡潔明了的文字和圖像把知識結構“畫出來”，可以有效促進學生的物理思考，培養學生的發散性思維和自主學習能力，為初中物理教學帶來新氣象。

參考文獻

［1］托尼·巴贊.思維導圖：放射性思維［M］.李斯，譯.北京：作家出版社，1999.

［2］許秀紅，盧宇.基于思維導圖的教學設計案例分析［J］.教育觀察，2018，7（16）：32-35.

［3］田露.思維導圖在九年級物理復習課中的應用研究［D］.武漢：華中師范大學，2018.

［4］陳文芳.思維導圖在物理復習課上的應用初探［J］.課程教育研究，2017（19）：164-165.

作者簡介：覃慶春（1983— ），廣西貴港人，本科，一級教師，主要研究方向為初中物理教學；陳代局（1981— ），廣西賀州人，本科，一級教師，主要研究方向為初中物理教學。

（責編 韋榕峰）