思維導圖在高中物理教學中的有效應用研究

摘要：高中物理學科對學生來說難度較大，教師在課堂教學中，不僅要注重學生理論知識和實驗技能的傳授，還要注重培養學生的思維能力和創新能力.教學中，為了能夠培養學生的物理學科素養，提升學生的綜合應用能力，教師應將思維導圖應用到教學中，借助圖形幫助學生理清知識點之間的聯系，使學生更好地掌握和理解知識，進而提升學生的學科核心素養.基于此，文章闡述了思維導圖在高中物理教學中的應用價值，并提出具體應用策略，旨在提高物理教學的有效性.

關鍵詞：思維導圖；高中物理；教學策略

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2025）06-0081-03

收稿日期：2024-11-25

作者簡介：劉晴，碩士，中小學一級教師，從事物理教學研究.

高中物理作為一門理論與實踐緊密結合的學科，涉及的知識點繁多且相互關聯，學生在學習過程中容易出現知識碎片化，難以構建完整的知識體系.思維導圖作為一種有效的思維工具，通過圖形化的方式展現知識之間的聯系和層級關系，幫助學生構建清晰的知識框架，理解復雜概念，促進思維的發散與整合.高中物理教師應該將思維導圖有效應用于課堂教學中，以此提高學生的思維能力和學習效率，幫助學生系統掌握物理知識，形成完整的知識體系.

1思維導圖在高中物理教學中的應用價值

1.1有助于構建和諧的師生關系

在傳統的教學模式中，教師往往占據主導地位，學生被動接受知識，導致課堂氣氛較為沉悶，師生關系相對疏遠，思維導圖的應用則為高中物理教學帶來全新的互動模式.在課堂中利用思維導圖進行教學，可以引導學生主動參與知識的形成和構建過程，使學生在思考、討論和繪制過程中與教師開展互動，不僅能夠增強學生的學習興趣，還能促進師生之間的情感交流，有助于構建和諧的師生關系[1].

1.2有助于提高學生的問題解決能力

高中物理知識涉及面廣、難度大，學生在面對復雜問題時往往感到無從下手，而思維導圖的應用則能幫助學生系統地梳理知識點之間的邏輯關系，將抽象問題具體化、形象化.通過繪制思維導圖，學生能夠清晰地看到知識之間的相互聯系，從而找到解決問題的突破口.同時，教師借助思維導圖的發散性特點，鼓勵學生從不同角度思考問題，培養學生的創新思維和問題解決能力，使學生在實際應用中快速定位問題關鍵信息，靈活運用所學知識進行解答，從而提高解題的效率和準確性.

1.3有助于培養學生的歸納整合能力

高中物理知識體系龐大且復雜，學生只有具備良好的歸納整合能力才能有效掌握和應用物理知識.思維導圖作為一種有效的學習工具，能夠幫助學生將零散的知識點串聯起來，形成一個系統、完整的知識網絡.在思維導圖的輔助下，學生可以自主對所學知識進行分類、比較和總結，加深對知識的理解和記憶，這種方式可以更好地鍛煉學生的邏輯思維能力和自主學習能力，同時也能夠進一步提升學生的歸納整合能力，為學生今后的學習和工作奠定堅實的基礎[2].

2思維導圖在高中物理教學中的應用策略

2.1利用思維導圖，學習物理新概念

高中物理教學中涉及很多物理概念，如果學生能夠對這些概念進行深入理解和掌握，有助于提升學習質量.但是，在教學過程中，很多教師未意識到概念的重要性，在講述過程中并沒有對概念的形成過程進行詳細講解，使得學生在應用概念過程中難以達到理想效果.為了解決這一問題，教師應該利用思維導圖，將物理概念以直觀化的方式展現在學生面前，以此加深學生對新概念的理解，促進學生實現深層次學習[3].

以人教版“動能和動能定理”為例，教師在利用思維導圖幫助學生學習這一新概念時，可以將其分為兩大部分進行結構化呈現.在教學中，教師首先要將“動能”和“動能定理”作為核心概念，置于思維導圖的中心位置，然后圍繞這兩個核心概念，分出主要分支，動能的定義（物體由于運動而具有的能量）、動能定理的表述（合外力對物體做的功等于物體動能的變化）以及動能定理的公式（W=12mv22-12mv21）.在每個分支下，還可以進一步細化，如動能的定義下可以解釋動能的計算公式（Ek=12mv2）及其物理意義，動能定理的表述下可以強調功的正負與動能變化的關系，公式部分則詳細解釋各個符號的含義（W為合外力做的功，m為物體質量，v1和v2分別為初末速度）.在上述概念解釋的基礎上，教師可以通過思維導圖進一步舉例說明動能定理的應用.例如，可以設計一個具體的問題情境：一輛質量為m的汽車，在恒定牽引力F的作用下，從靜止開始沿平直公路加速行駛，經過時間t后速度達到v，求這個過程中汽車所受的合外力做的功.在這個例子中，教師可以引導學生根據動能定理的公式，將已知量代入公式計算合外力做的功，從而驗證動能定理的正確性，以此幫助學生理解動能定理的實際應用，進一步加深學生對動能和動能定理概念的理解.

2.2利用思維導圖，開展物理實驗教學

高中物理教學中，物理實驗是幫助學生理解和驗證知識的重要載體，但是，由于高中物理知識涉及的知識點較多，知識點之間具有緊密的聯系，教師在教學過程中，很難對每個知識點都開展實驗教學.因而教師往往會讓學生通過觀看實驗視頻開展實驗教學，這種方式容易出現“走馬觀花”的問題，學生不僅無法真正掌握實驗的步驟，還容易混淆相似的實驗.據此，教師需要將思維導圖應用到實驗教學中，以此降低學生學習的難度，使學生的學習更具條理性[4].

例如，在人教版“驗證動量守恒定律”實驗教學中，首先在實驗準備階段，教師應該利用思維導圖繪制實驗的總體框架，在該框架中明確實驗的目的、所需器材、操作步驟及預期結果等關鍵要素.例如，教師可以在思維導圖的中心位置寫上實驗名稱，然后從中心發散出四個主要分支：實驗目的、實驗器材、實驗步驟和數據處理.每個分支下再細化具體內容，如在實驗步驟分支下列出準備器材、安裝裝置、釋放小球、測量數據等詳細步驟.其次，在實驗過程中，學生可以依據教師提供的思維導圖框架，實時記錄實驗現象和測量數據.例如，在本實驗中，學生可以在測量數據分支下，記錄每次實驗中兩小球碰撞前后的速度以及碰撞點、落點位置等信息，這種記錄方式直觀方便，還能有效避免數據遺漏，提高實驗效率.最后，在實驗結束時，教師和學生可以共同利用思維導圖對實驗數據進行分析，通過對比理論預期與實測數據，學生能夠直觀看到實驗結果與動量守恒定律的一致性，進而加深對動量守恒概念的理解.

2.3利用思維導圖，啟發解題思路

在高中物理學習過程中，學生不僅需要掌握相關的概念和公式，還要能夠解決實際物理問題，尤其是在面對復雜電路問題時，為了幫助學生理清解題思路，教師應該充分利用思維導圖來啟發學生的解題思路[5].

以人教版“串聯電路和并聯電路”一課為例，教師可以詳細闡述如何利用思維導圖來指導學生解題.解題思路梳理：第一步，學生需要仔細閱讀題目，提取關鍵信息，如電路的類型（串聯或并聯）、已知的物理量（電壓、電流、電阻等）、求解目標（如某部分電路的電流、電壓或功率），將這些信息置于思維導圖的中心位置，作為解題的起點.第二步，學生需要根據提取的關鍵信息，構建思維導圖的初步框架.在“串聯電路和并聯電路”題目中，框架可以包括“電路類型”“已知條件”“待求量”“解題步驟”等主要分支.例如，在思維導圖中心寫上“求解串聯/并聯電路問題”，然后圍繞這個中心展開分支.第三步，根據題目中的已知條件和待求量，學生需要進一步推導解題所需的物理公式和定理.例如，在串聯電路中，總電阻的求解公式為R=R1+R2+…+Rn，電壓分配關系為U1∶U2∶…Un=R1∶R2∶…∶Rn等，這些公式和定理應被補充到思維導圖的相應分支上，形成完整的解題邏輯鏈條.第四步，在公式和定理確定后，學生開始規劃具體的解題步驟，按照邏輯順序依次排列在思維導圖的分支下.例如，在解決串聯電路問題時，首先根據已知條件計算總電阻，然后根據歐姆定律計算總電流，接著利用電壓分配關系計算各部分電路的電壓，最后根據題目要求求解待求量.

以“串聯電路和并聯電路”該章節后面的練習與應用中的第四題為例進行示例應用，該題解題思路為：根據題意得知，當A、B兩個端點接入10 V電壓后，電流為滿偏電流；當A、C兩個端點接入100 V電壓，電流為滿偏電流.根據上述關鍵信息，列出解題步驟：

解題方程為Ig（Rg+R1）=10 VIg（Rg+R1+R2）=100 V

解方程可得R1=9.5×103 ΩR2=9.4×105 Ω

通過這樣的思維導圖引導，學生可以清晰地看到解題的全過程，不僅有助于學生理解題目和解題邏輯，還能提高其解題的效率和準確性.

2.4利用思維導圖，開展物理復習課程

復習是物理學習中不可或缺的一環，不僅有助于鞏固舊知識，還能提升解題能力.在物理復習課程中，由于新知識和舊知識之間存在差異，為了更好地幫助學生理清重點和難點，教師應該合理運用思維導圖這一強大的思維工具，幫助學生深層次理解知識，將零散的知識形成一個系統的整體，促進學生能力的不斷提升.

例如，在人教版“萬有引力定律”復習教學中，首先，教師應引導學生繪制出思維導圖的主干，明確萬有引力定律、開普勒行星運動定律等核心概念，以及引力常量、天體質量與密度的計算等基礎知識點.其次，幫助學生進一步細化各個分支，將行星運動規律、萬有引力定律的應用場景等細節進行補充，同時輔以經典例題，如通過行星運行周期測定其密度的問題來加深理解.這種結構化的復習方式，不僅能讓學生清晰地看到知識點間的邏輯關系，還能通過實例分析提高解題技巧.最后，教師還應該組織學生進行小組討論，鼓勵學生分享各自的思維導圖，通過比較與歸納，發現學習中的盲點，共同完善知識體系.總之，教師在復習教學過程中，通過以思維導圖為核心的復習方式，不僅能夠有效提高學生的復習效率，還能更好地培養學生的自主學習能力和團隊合作精神.

3結束語

綜上所述，思維導圖在高中物理教學中應用，不僅可以提高學生的問題解決能力，培養學生的歸納整合能力，還有利于構建和諧的師生關系.教師應該充分利用思維導圖，幫助學生學習物理新概念，高效開展實驗教學，啟發解題思路，開展物理復習課程，提升物理教學的質量和效果，進一步培養學生的物理學科素養.

參考文獻：

［1］ 張順平.思維導圖在高中物理教學中的應用研究[J].中學課程輔導，2023（23）：99-101.

[2] 周麗萍.新高考背景下思維導圖在高中物理復習中的有效應用[J].高考，2023（21）：72-74.

[3] 林凱.談思維導圖在高中物理教學中的有效應用[J].數理天地（高中版），2023（12）：41-43.

[4] 郭利.思維導圖在高中物理教學中的應用[J].中學課程輔導，2023（16）：39-41.

[5] 李雙梅.思維導圖在高中物理教學中的應用[J].智力，2023（06）：52-55.

［責任編輯：李璟］