思維導圖在高中物理教學中的作用

付彪

思維導圖又叫“心智圖”，是一種重要的教學輔助工具和學習方法。大家雖然知道思維導圖有用，但是很多人并不清楚思維導圖可以在物理教學中的哪些方面運用，如何運用？本文筆者嘗試從教師和學生兩個角度分析思維導圖的作用，以期讓思維導圖更好地服務于高中物理教學。文章從四個方面舉例說明思維導圖在物理教學中的應用，對物理教師使用思維導圖進行教學，學生使用思維導圖進行學習提供一定的參考借鑒作用。

一、思維導圖可以幫助學生構建知識體系，將所學知識由工作記憶轉化為長時記憶

根據認知負荷理論，人類的記憶結構包含瞬時記憶、工作記憶和長時記憶，瞬時記憶（又稱感覺記憶）是一種極為短暫的記憶，特點是記憶時間短、容量大、記憶的信息很容易消失，能夠留存的記憶便成為工作記憶，工作記憶（短時記憶）是指人腦通過注意力控制將瞬時記憶進行整合編碼，使信息在頭腦中儲存的時間更長一些，工作記憶的容量是有限的，知識長時間不從頭腦中提取很容易忘記，思維導圖可以通過圖形等方式構建知識間的邏輯關系，刪減零散信息，將重點信息形成知識網絡，就可以將工作記憶變為長時記憶，而長時記憶的空間幾乎是無限的。這樣就可以解決高三復習階段很多學生會出現將高一、高二學過的知識完全遺忘的問題。學生即使一時遺忘了知識的細節，由于在之前形成了知識網絡，也會從記憶中慢慢提取出相關信息，從而不斷補充自己的知識網絡，有助于形成更完善的知識網絡。思維導圖能夠幫助學生更好地掌握知識點，完善學生的學習體系。在學習過程中，學生可以通過制作思維導圖來更好地記錄和總結所學的知識點，從而形成一個完整的知識框架。這個框架將有助于鞏固學習內容，使學生更好地理解、記憶和掌握知識點，從而為今后的學習提供更為系統化的結構。如圖1的思維導圖，即是將光和電磁波相關知識通過思維導圖的方式進行整合、梳理，可以幫助學生實現長時記憶的目的。

思維導圖能夠幫助學生更好地展示自己的學習成果。在學習過程中，學生可以利用思維導圖的形式，將知識點進行串聯和整合，使其更加契合主題，清晰地呈現出層次章節結構，這樣更容易引起聽眾的興趣和關注。同時，學生利用思維導圖的方式進行展示，還可以通過互動的方式和聽眾進行更有意義的交流。

二、思維導圖可以幫助學生檢查對物理知識體系和知識間邏輯關系的掌握情況

在傳統物理教學中，我們習慣通過試卷檢查學生對知識的掌握情況，但試卷往往檢測的是學生對某個知識點或某種解題方法的掌握情況，并不能反映學生對物理知識體系和知識間的邏輯關系的掌握情況，而思維導圖可以在這個方面做很好的補充。知識在學生的頭腦中實現由點到面再到知識網絡的建構，增強學生對知識的理解并實現長時記憶。

這里分享一個制作思維導圖的好工具——“XMind”，我們用“XMind”制作完思維導圖后可以將思維導圖保存在系統中，學生在學習新知識后可以將思維導圖展開，根據現有認知將思維導圖進行重新梳理和整合，整合過程就是對知識網絡進行復習和再記憶的過程。“XMind”軟件還具有“關閉功能”，學生可以將某一分支處于關閉狀態，先通過主干知識在頭腦中回憶分支的每個知識點，再點開檢查自己對物理知識的掌握情況，進而檢查自己對物理知識體系和知識間的邏輯關系的掌握情況，從而提高學習效率（見圖2）。

三、思維導圖可以幫助學生提升解題效率

大多數學生頭腦中的物理知識都是零散的，或者只是一些物理公式，在讀取物理問題中頭腦飛速旋轉，查找與題中相符的物理知識或物理公式，遇到簡單問題或者基礎年級時還比較奏效，但遇到涉及很多物理知識點的大型綜合題或者到了高三階段，往往無法找到知識間的關聯，導致無從下手。而如果學生養成繪制思維導圖的習慣，就能夠很快通過知識間的邏輯關系找到解題關鍵，通過嚴密的邏輯推理形成解題思路，大大提高解題速度和準確度。以下面習題為例進行闡述。

例題：粗細均勻的一根木筷，下端繞幾圈鐵絲，豎直浮在較大的裝有水的杯中（見圖3）。把木筷往上提起一段距離后放手，木筷就在水中上下振動，判斷木筷的振動是不是簡諧運動，并陳述求證的思路。

本題源于初中生學過的自制“密度計”情境，是學生熟悉的情境，但是之前學生只研究其靜止的狀態。我們在生活中雖然也會見到類似的實際情境，如湖面上漂浮物的運動，但是如何將木筷的上下振動與簡諧運動建立聯系？很多學生看到本題都會感覺無從下手。這時學生如果能用思維導圖的方式思考問題，問題就會迎刃而解。教師提到“簡諧運動”，讓學生圍繞這一關鍵詞進行拓展，一系列關于簡諧運動的知識點便會以思維導圖的形式在學生頭腦中涌現出來，幫助學生找到解決問題的思路，然后運用動力學的觀念，結合初中浮力的知識基礎解決該問題（見圖4）。

思維導圖能夠激發學生的思考和創造力，使學生更加主動地參與課堂教學。在課堂中，教師可以引導學生繪制思維導圖，幫助學生從線性思維向網狀思維轉變，從而更加靈活地理解知識點，并將知識點有機地組合在一起。這樣不但能夠激發學生的學習興趣，還能夠提高學生的創造力，從而更好地挖掘學生的學習潛力。

四、思維導圖有利于教師高效備課

思維導圖不僅可以提高學生的學習效率，也可以服務于教師進行教學設計，尤其是高三復習階段。高三的綜合復習階段每節課的內容多、難度大，對教師來說，備課的工作量是非常大的。高三教師常常需要用大量的時間進行備課，課堂上需要花費大量的時間復習知識點和講解習題，雖然用了很多時間，但是學生仍然不會自己分析問題。教師如果能夠在課前將授課內容繪制成思維導圖，教學目標將會變得更明確，授課內容也會更豐富有趣，學生對物理知識的理解形成了知識網絡，將有益于學生對知識的復習和歸納整理，也有助于學生解決復雜的物理問題，大大提高了教師的備課效率和教學效果。

本文以“力”的概念為例，“力”既是高中最為重要的基本物理概念之一，也是物理學的基礎。但究竟什么是力？力如何進行分類？很多學生頭腦中是混亂的，導致研究問題時不能正確地進行受力分析，出現漏掉某個力或重復分析的情況。由于力的知識點比較復雜，教師在授課前如果能夠提前繪制“力”的思維導圖（見圖5），就能夠讓講授更富有邏輯性，學生也可以很清晰地知道高中階段學習過哪些力，這些力的區別和聯系，再分析受力物體時的先后順序，以及這些力的作用效果，最終知道需要分析哪些力。可見，思維導圖可以幫助學生建立思維體系，提高學習效率。

思維導圖能夠幫助教師更好地組織教材，并更好地向學生講解教材。教師可以將相關知識點歸納在一起，清晰地呈現給學生，這樣可以讓學生更容易理解知識點的內涵和外延。同時，教師可以利用思維導圖的形式，讓學生更加深入地理解知識點。

五、結語

思維導圖作為一種重要的教學輔助工具，其作用不僅在于工具本身，重在幫助教師更有邏輯地教、學生更高效地學。本文從四個方面嘗試分析如何將思維導圖應用于物理教與學中去，每一部分筆者均舉例進行了闡述。筆者經過研究發現，思維導圖確實能幫助教師和學生梳理知識間的邏輯關系，構建知識網絡。但在實際教學中，很多教師與學生疲于應付教學進度和考試，很少花時間去研究思維導圖的應用，筆者希望通過本文的研究，能夠加深大家對思維導圖的認識，加強對思維導圖的運用。

（作者單位：北京市延慶區第一中學）

編輯：陳鮮艷