谈思维导图在高中物理教学中的有效应用

林凯

【摘要】思维导图能够起到很好的思维辅助作用，它基于知识点之间的内在逻辑，以图形架构的形式实现抽象、复杂知识的可视化、形象化表达.由于公式定理众多、计算繁杂，不少学生常感高中物理学习困难，教师可以借助思维导图，引导学生对相关知识进行归纳梳理，进而透彻了解知识内涵和内在关联，不仅可以增强学生学习物理学知识的兴趣和信心，还有助于使其逐步形成物理学逻辑思维.文章介绍了思维导图的含义和基本特点，分析了思维导图用于高中物理教学的实际价值，最后结合实例探讨思维导图的实践应用，希望有助于促进高中物理教学整体水平的提升.

【关键词】高中物理；思维导图；教学价值

物理作为实用性学科，其知识广泛用于人们的生活、生产中；物理的理科性质要求学习者必须具备较好的逻辑思维和知识迁移应用能力，为培养学生的这些基本能力，需要给予正确且有效的思维牵引、启迪.思维导图既能够帮助学生快速建立知识架构，并理清逻辑关系，从而实现对知识的深入理解，全面掌握，确保学习有效.笔者结合自身教学经验，重點探讨如何在高中物理教学中有效应用思维导图，提升课堂教学效率和质量，同时培养学生的物理学科核心素养.

1 思维导图的含义及特点

1.1 思维导图的含义

思维导图（The Mind Map）也被称之为心智导图，其创建者英国“记忆力之父”东尼·博赞（Tony Buzan）将其定义为：一种用于帮助我们理清思绪，重塑知识体系的结构化高效思考工具[1].思维导图主要以关键词为基点，利用各种符号、色彩、线条等构成不同的知识层级结构；图谱的放射性特征，类似于大脑的发散性思维过程；关键词作为重要节点，可以牵引和刺激大脑神经元主动展开联想及思考，由此形成高效的“思维发电站”，它对加强知识脉络梳理、提升知识理解和有效记忆，进而增强学习效果有着重要作用.

1.2 思维导图的特点

思维导图作为思维的“全景图”，可以直观展现知识的全貌，具有如下特点.

（1）图文并茂.思维导图是一种图形谱，它以图形、符号为基本框架，辅以关键词进行说明，并作为一个核心的思维发散起点.

（2）形式多元.思维导图并没有严苛的造型限制，它基于知识内容的逻辑关系，

按照构建者的思维走向或偏好灵活创建；图形样式、符号和色彩种类，以及线条形式等都可以按需选用.

（3）中心放射.思维导图看似分散，实则不然，它始终围绕一个中心命题，以关键词为基点，建立多个层级的思维链路，呈放射状.

（4）逻辑严密.思维导图本身是一种严谨的思维活动，图谱中的每个关键词作为一级图层，是对中心命题的核心提炼，由关键词引出的二级内容是对其补充说明，由此逐层细化、扩散，将所有相关、相似的内容整合到一个系统中，构成逻辑思维体系.

2 思维导图在高中物理教学中的价值

在高中物理教学中利用思维导图的优势，可以实现教学效率与质量的巨大提升，同时也可以降低学生的学习难度，其重要价值体现如下.

2.1 增强学生学习主体功能

教学的过程其实更多的是学生主动探索学习的过程，借助思维导图让学生在理清知识脉络的同时进行思维拓展，引导学生逐渐走出传统的教师中心模式，给予学生自主思考、构建自己的思维体系的更大空间，而只是单纯地接收现成知识，将有效激发学生的学习热情.

2.2 培养学生归纳整合能力

思维导图是一种学习辅助工具，其最大优势通过知识梳理和整合，引导学生的思维结构化.高中物理知识既有抽象的公式、定理，也有众多的文字表述，知识的零散性和复杂性是造成学生学习困难的重要原因[2].利用思维导图，指导学生利用图形的直观性，对所学的各种零散知识进行系统化梳理，并基于知识点之间的逻辑关联，建立完整的思维架构和知识体系.

2.3 提升物理学科教学效果

高中物理教学中，为便于学生深入、透彻且全面地理解和掌握知识，教师可以借助思维导图通过建立关键点，对主要知识进行整合、发散，并以图形符号来引导学生思维走向，让他们形成逻辑清晰的知识层次结构，既能实现思维和知识的可视化，也能提升课堂教学效率和质量，从而获得更加满意的教学效果.

3 思维导图在高中物理教学中的应用实践

思维导图可以用在高中物理教学的各个环节中，既能帮助学生进行知识归纳，建立知识体系，又能用于解题思路启发，同时还可以引导学生进行实验探究.具体应用如下.

3.1 利用思维导图，建构知识体系

基于物理学科的性质和特点，要求学生在学习过程中不仅要熟悉基础知识的概念和内容，还要学会正确且灵活地运用这些知识.借助思维导图可以帮助学生理清各类知识点之间的内在逻辑关联，同时在头脑中建立系统的知识框架，这样不仅便于让学生从整体上进行学习安排和把控，还有助于强化其对重难点知识的认识，提升学习针对性和效率，还能促进其逻辑思维的发展，从而提升对知识的综合应用能力[3].

例如 以鲁科版高中物理必修第一册第五章“牛顿运动定律”为例，全章包含：牛顿第一、第二、第三定律，超重与失重，力与加速度、质量的关系等众多知识的概念和计算公式，为增强学生的整体性认识，同时明确相关知识点之间的关系，教师展示如图1所示的思维导图，借助思维导图的直观表达性，学生认识到牛顿运动定律由三大基本定律构成，明白了力与物体、运动、速度之间的相互依存与互相作用的紧密关系，帮助学生建立了完整的知识体系.

3.2 利用思维导图，启发解题思路

运用万有引力定律解决天体问题，是考查学生迁移应用物理知识的重要体现，这一问题涉及“圆周运动”“万有引力与航天”“宇宙航行”等诸多知识点，不仅公式和定理众多，而且计算复杂，空间思维抽象，对于高中学生来说具有一定难度.笔者在多年教学实践中总结出“自力更生法”和“借助外援法”两个基本思路（见图2），为便于学生理解，使用思维导图进行呈现，并启发学生正确解答.

例1 某同步卫星绕地球做勻速圆周运动，已知其周期为T，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，求同步卫星的轨道半径r？

解题思路 引导学生仔细审题，发现本题是关于“圆周运动”的问题，由于卫星绕地球做“圆周运动”所需的万有引力都来自向心力，结合思维导图，适用于“借助外援法”通过代入相关公式，可以轻松求得：

例2 太阳系中某类“宜居”行星的质量约为地球的6.4倍，假如一个人在地球表面的重力为600N，在该行星表面的重力为960N，求该行星半径与地球半径的比值？

通过运用上述思维导图，学生在遇到同类型问题时，心中已然有了应对思路，能够快速、轻松解答.

3.3 利用思维导图，实验实践探究

中学物理新课标，着重强调物理教学中学生的科学探索精神，倡导学生自主性、多样化学习，教师应引导学生在学习中积极地展开探究与合作，让学生通过亲身

参与话题讨论，实验操作及分析反思等，得到更好的学习体验，进而不断深入对知识原理的理解，培养其敢于探索，主动思考的意识和能力[4].比如教学鲁科版高中物理必修第二册，第一章《HYPERLINK"https：//www.sohu.com/a/552900816_121292562？spm=smpc.content.content.3.1670491142959o3A6yMF"＼t"https：//learning.sohu.com/a/_blank"功与机械能》，第5节“科学验证：机械能守恒定律”时，为激发学生主动参与问题思考，学会交流、研讨和思路总结，并找到最佳的实验验证方法，先让学生结合已学知识，自由提出实验方案，再对方案实施的可行性进行小组探讨、论证，通过思路整理得出如图3所示的思维导图.

实践活动中，学生总共提出了平抛运动、自由落体运动、水平面运动、单摆运动等验证方案，通过组内分析、探讨发现：平抛运动的难点是无法有效测量末速度；水平面运动受地面摩擦阻力影响大；单摆运动很难对小球最低点速度和最高点位置进行准确测定，因此三种方案皆被否定.而自由落体运动中物体主要受重力作用，若忽略空气阻力影响，可以满足机械能守恒条件，因此该方案可行.

4 结语

思维导图基于中心命题，通过设立关键词，进而层层延伸，梳理并建立可直观展示各类知识之间层次结构和逻辑关系的思维图谱.在高中物理教学中借助思维导图，引导学生对纷繁、零散的知识进行系统化整理，便于他们尽快理清知识脉络，抓住学习的重难点，同时可以有效培养学生的归纳、对比能力及空间逻辑思维能力，有利于提高物理学习兴趣和效果.

参考文献：

[1]雷垚.关于思维导图的理念与高中物理教学有效结合的实践与思考HYPERLINK"https：//kns.cnki.net/kns8/Detail？sfield=fn&QueryID=0&CurRec=6&recid=&FileName=LKAH202203040&DbName=CJFDLASN2022&DbCode=CJFD&yx=&pr=CFJD2022;&URLID="＼t"https：//kns.cnki.net/kns8/defaultresult/_blank"[J].理科爱好者，2022，（03）：125-127

[2]程安军.基于思维导图的高中物理核心素养培养途径HYPERLINK"https：//kns.cnki.net/kns8/Detail？sfield=fn&QueryID=0&CurRec=29&recid=&FileName=QUYT202123004&DbName=CJFDLASN2021&DbCode=CJFD&yx=&pr=CFJD2021;CJFU2021;&URLID="＼t"https：//kns.cnki.net/kns8/defaultresult/_blank"[J].求学，2021，（23）：5-6

[3]冯峰HYPERLINK"https：//kns.cnki.net/kns8/Detail？sdb=CJFD&sfield=%e4%bd%9c%e8%80%85&skey=%e5%86%af%e5%b3%b0&scode=000027207385&acode=000027207385"＼t"https：//kns.cnki.net/kns8/defaultresult/knet".以思维促实效——高中物理课堂中思维导图的应用[J].新课程，2021，（18）：144

[4]王枝泉HYPERLINK"https：//kns.cnki.net/kns8/Detail？sdb=CJFD&sfield=%e4%bd%9c%e8%80%85&skey=%e7%8e%8b%e6%9e%9d%e6%b3%89&scode=000018359115&acode=000018359115"＼t"https：//kns.cnki.net/kns8/defaultresult/knet".谈学科思维导图在高中物理学生合作学习当中的应用HYPERLINK"https：//kns.cnki.net/kns8/Detail？sfield=fn&QueryID=0&CurRec=44&recid=&FileName=GKZH202108017&DbName=CJFDLASN2021&DbCode=CJFD&yx=&pr=CFJD2021;&URLID="＼t"https：//kns.cnki.net/kns8/defaultresult/_blank"[J].高考，2021，（08）：31-32