运用思维导图优化初中物理教学探究

覃庆春 陈代局

【摘要】本文基于思维导图的内涵和对教学的作用，论述思维导图在初中物理教学中的应用优势，探索在教学实践中运用思维导图设计物理教案、引导学生完成物理课堂笔记、辅助物理习题讲解等优化初中物理教学的路径。

【关键词】思维导图 初中物理 发散思维

【中图分类号】G63 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2023）13-0105-03

思维导图是英国教育学家托尼·巴赞提出的用比文字更加形象生动的图形、线条等要素将人们思考与处理问题、归纳与分析信息的思维路径绘制出来的一种可视化方法。该方法目前已广泛运用于教育教学领域。思维导图通常包括中心主题、子主题或者分支主题、与各主题节点相关的知识要点以及连接各主题要素的关联线条，犹如在一个树状结构中，中心主题以主干呈现，分支主题以向四周扩散的枝干方式呈现。思维导图可以反映分散、零乱知识要点之间的层次关联，整合形成清晰的知识体系可视化结构。研究表明，在关联逻辑学习认知方面，视觉可视化的学习比文字背诵理解效率高4倍，因此，思维导图对促进认知发展具有极其重要的价值。

初中物理课程概念、原理较多，部分知识点比较抽象，知识结构也较为复杂，在一定程度上加大了学生学习的难度。面对繁杂难懂的定理、公式和抽象的概念，学生对物理学习感到迷茫，学习效果不理想，这就需要教师在教学中选用科学合理的教学方式方法，促进学生对物理知识的理解和记忆。思维导图作为一种教学辅助方法，能以简单的图形模块将知识结构化、图像化，不仅有利于训练学生的发散思维能力、理解能力、自主学习能力，而且能帮助学生构建知识体系、提高学习效率。将思维导图运用于初中物理教学，引导学生对分散的知识点进行整理、加工，借助图表或者结构图的形式体现物理知识点之间的相互联系，不仅能够帮助学生构建物理知识框架体系，而且能够发展学生的物理思维，为初中物理教学带来方法与效果上的突破。

一、将思维导图用于初中物理教学的优势

（一）帮助学生构建物理知识框架体系

教育学家布鲁纳说：“获得的知识，如果没有完满的结构把它关联在一起，是一种多半会被遗忘的知识。”思维导图借助图文把各级主题的知识要点关系用层级图呈现出来，将主题、关键词、图像等连接起来，这种呈现方式直观地反映各知识点之间的紧密关联。在初中物理教学中，教师利用思维导图可以很好地描绘物理知识框架体系。教师通过思维导图的记录功能，不断备注相关主题教学中知识点的关联，有利于教师全程掌握和自由调整教学计划。思维导图因其可绘制、可呈现的形象化特征，可以将初中物理知识体系中繁杂的概念、原理和规律之间的知识脉络以可视化的方式直观、形象、立体地呈现出来，突出相关学习中的重点和难点。学生利用思维导图将零散的知识点串联起来，通过关键词的筛选快速调集脑海中的物理知识储备，不断优化自己的认识结构，实现物理学习的融会贯通。

（二）培养学生的自主学习能力

自主学习能力是学生养成终身学习习惯的前提，能极大地提高学生的学习效率。以绘制思维导图的方式学习物理知识，是培养学生自主学习能力的有效途径。思维导图以通过改变学生的思维模式，从根本上改变其原有的学习方法、改变以往被动学习的局面，能够从本质上让学生成为学习的主体，积极主动学习。首先，学生在绘制思维导图的过程中，需要梳理并展示物理知识点，以此增强自己的理解和记忆，促进主动思考，使模糊的知识结构逐渐变得清晰。其次，学生在课后复习时，结合课堂教学、随堂练习情况查漏补缺，可不断完善思维导图；通过对照思维导图进行反思，可以认清自己对哪些物理关联知识点的理解有所欠缺。最后，学生还可以对照思维导图进行有针对性的练习，检验自己对相关知识点的掌握情况，巩固学习成果，提高自主学习能力。

二、将思维导图用于初中物理教学的主要路径

在初中物理教學中，教师将物理学中较为零散的知识点整理、设计成具有内在关联的知识结构，用思维导图的方式呈现给学生，有利于发展学生的逻辑思维，培养学生的物理学习方法和解题技巧。

（一）巧用思维导图设计物理教案

教案是执行学生培养计划、实现培养目标、组织课堂教学、衡量教学效果的依据。教学设计教案是以课时或课题为单位，对教学内容、教学步骤、教学方法等进行具体设计和安排的一种实用性教学文书，其主要设计要素包括课时、教学内容概述与思维导图、教学目标、问题设计、教学过程等5个方面。教师根据课程标准、教科书要求及学生的实际情况设计教案时，可以用直观、简明的思维导图方式明确教学内容之间的内在关联。首先，将课程教学目标分解到各个教学环节，在每一个子单元教学目标中又可以进一步细化教学目标，运用思维导图将教学目标与课程知识之间的对应关系标注出来；其次，对于课程的具体教学内容、教学方法，运用思维导图将课程知识体系划分为具体的分支体系，结合课程内容特点，运用思维导图绘制相应的知识分支，做到符合学生思维逻辑，使知识和能力层层递进。在实际教学中，教师可以根据课堂教学及学生掌握知识情况，调节各个子单元教学目标的知识内容，使课堂教学内容更有弹性、灵活多变，使教案能合理有效地帮助学生达到预期的学习效果。

例如，在设计“浮力”主题单元教案时，教师在经过对单元知识的整体性思考之后，利用思维导图优化教学内容的设计，便于学生理解、掌握系统的浮力知识。教师将“浮力”作为思维导图的核心主题，通过归纳总结，将浮力的产生原因、浮力大小的影响因素、浮沉条件及应用等相关内容作为思维导图的分支主题，从而形成有关“浮力”的知识体系。首先，明确浮力的三要素、浮力产生的原因以及浮力大小的测量方法，绘制知识主干；其次，对于探究浮力大小的影响因素，绘制知识分支，目标为教授学生理解阿基米德原理；再次，将知识分支扩展到浮力的产生原因，再扩展到物体在液体中的浮沉情况，从受力分析出发得出浮沉的条件和物体与液体密度的关系；最后，总结浮沉条件以及浮力在生活中的应用。如此，将浮力的定义、计算、应用等相关知识点，从点到线、由线到面以思维导图形式呈现出来，得到如图1所示的“浮力”主题单元思维导图。教师教学时脉络清晰明了，“按图攻关”逐点分析，讲授时根据学生的课堂表现情况进行重难点提示，加强学生对浮力的解构、认知，促进教学质量和效率的提高。

（二）巧用思维导图引导学生完成物理课堂笔记

在初中物理学习中，学生往往通过做课堂笔记加深对物理知识点的理解和记忆。因此，教师有必要结合教学内容，向学生传授思维导图的使用方法，引导学生巧用思维导图记录物理知识点，完成课堂笔记。教师可以将自己所设计的思维导图呈现给学生，让学生在听课的过程中对教师所讲的知识点、概念和相关内容进行连线，对重点、难点进行标注，勾画一个初步的思维导图。学生课后对关键的知识点进行加工、整理，完善思维导图，使课堂笔记内容符合自己的认知特点和规律。对于学生来说，可以不必理解思维导图对人类思维的作用原理，但是应当理解思维导图是一种有效的学习方法，并学会运用这种方法进行物理学习。

例如，在对“物体的浮沉条件”进行讲解时，教师要求学生以思维导图的形式进行记录，通过记录—思考—分析—绘制，加深学生对“物体的浮沉条件”的理解和记忆。此时，教师需要耐心地向学生讲解如何用图形、符号、线条将关键字、知识主题连接起来，并注明其间的关系和重难点等内容。在这个过程中，教师应当多费一些心思，除了耐心细致，还可以采用趣味化、多样性、灵活性等方式方法，向学生灌输思维导图的设计、绘制技巧。绘制思维导图时不应设置强制性、统一性的标准或者范式，任由学生发挥想象力自己设计思维导图的图形、颜色、线条及知识点之间的关联，图2便是学生自己设计的“物体的浮沉条件”思维导图课堂笔记。教师通过观察不同学生绘制的思维导图，既能整体掌握学生对物理知识点的理解、掌握程度，发现学生存在的共性问题，进而调整相应的教学方案；又能挖掘并发展学生个体的独特性，根据个别学生在学习中的具体情况做到因材施教。

（三）巧用思维导图辅助物理习题讲解

在初中物理习题讲解的过程中，所掌握的知识点越全面，对知识点的检索、提取、加工、处理的速度就越快，解题的效率和准确度也就越高。以往通过机械记忆关键词和对应公式寻求解题套路的做法，很容易让学生形成僵化的解題思维，一旦解题思路的前提条件或者其他因素不具备，学生很难融会贯通地运用物理知识找到其他解题方案。这也是很多学生错过的题目一错再错的原因之一。运用思维导图辅助物理习题讲解，能够让学生快速地从物理知识体系的记忆中调取相关的知识单元，帮助学生将题目信息与相关知识进行重组，建立起其间的有机联系，使学生能够理解和掌握解题的思路，发展解题思维。

以图3所示物理习题为例，教师在进行解题分析时，结合与本题关联的物理知识点，将思维导图作为支撑解题分析的方法，通过绘制如图4所示思维导图，向学生展示了关联的公式和题目中的关键信息，从而呈现解题的思路。

要求控制棒的长度，就要知道控制棒的体积和横截面积。教师依题意对相关物理公式进行提取和变形，运用思维导图对各关键知识点之间的关系进行记录和解读：根据储水量的最大值和最小值计算出最高水位和最低水位的高度差，即为控制棒浸入水中的高度差；根据水泵开关状态与细绳拉力大小的关系，运用公式F+F浮=G计算最小储水量和最大储水量时控制棒受到的浮力差，用阿基米德原理计算出控制棒的横截面积；由密度公式计算出控制棒的体积，运用公式L=[VS]计算出控制棒的长度。

将思维导图作为一种新的教学方法、学习方法运用于初中物理教学，在实践中难免会遇到各种问题。教师除了在思想上重视思维导图在物理教学中的作用，还应加强具体的教学研究及思维导图教学应用研究，避免思维导图在初中物理教学中的应用流于形式。总而言之，思维导图的运用能够克服传统教学中的一些不足，为初中物理教学注入活力。初中物理教师结合初中物理的学科特点和学生的学习认知规律，借助思维导图的方式将文字表述的定理和理论知识结构化、图像化，用简洁明了的文字和图像把知识结构“画出来”，可以有效促进学生的物理思考，培养学生的发散性思维和自主学习能力，为初中物理教学带来新气象。

参考文献

［1］托尼·巴赞.思维导图：放射性思维［M］.李斯，译.北京：作家出版社，1999.

［2］许秀红，卢宇.基于思维导图的教学设计案例分析［J］.教育观察，2018，7（16）：32-35.

［3］田露.思维导图在九年级物理复习课中的应用研究［D］.武汉：华中师范大学，2018.

［4］陈文芳.思维导图在物理复习课上的应用初探［J］.课程教育研究，2017（19）：164-165.

作者简介：覃庆春（1983— ），广西贵港人，本科，一级教师，主要研究方向为初中物理教学；陈代局（1981— ），广西贺州人，本科，一级教师，主要研究方向为初中物理教学。

（责编 韦榕峰）