思維導圖在物理教學中的實踐運用

朱耀華

在2022年版義務教育物理課程標準中明確指出，物理教學要讓學生經歷科學探索的過程，從實踐中積累學習經驗，掌握科學探索的方法，形成正確的科學意識以及積極的科學精神。思維導圖的出現及其在初中物理教學中的運用，符合新課標的要求，能夠促使學生在思維導圖的素材以及圖像的刺激下開啟左右腦的功能，通過思考、記憶與分析等激發學生的學習潛能，提升學生的物理學習興趣，幫助學生攻克物理學習的難關。

一、思維導圖在初中物理教學中的運用優勢

當前的教育改革指向學生的核心素養培養，要求學生在學科知識學習中不僅要做到理解與掌握基礎知識，同時還要發展學生的學習能力、思維能力，找到各個知識點之間的聯系，構建完整的知識體系，學會學習。思維導圖的運用在這些方面有著較大的優勢，具體體現在以下幾點：

第一，在課堂學習過程中，教師利用色彩各異的線條勾勒思維導圖，借助思維導圖的形式呈現出關鍵的信息，可以幫助學生在物理學習中抓住重點信息，提高學生的注意力集中程度。

第二，利用思維導圖將所學的知識呈現在同一個平面中，用條線將其按照一定的邏輯串聯起來，有助于學生建立知識與知識之間的關系，走出零散化的知識積累誤區，在增強學生對知識的理解與記憶效果的同時，促使學生建立趨于完善的知識網絡。

第三，思維導圖不僅是教師的輔助教學工具，還可以成為學生學習的助手，在物理學習中學生可以利用思維導圖高效地做筆記，采用多重色彩、多維度的圖式繪制方式，讓學生的學習思路變得更加清晰。

第四，在思維導圖的繪制中解放了學生的手腦，學生既需要開動腦筋，思考如何構建思維導圖，如何樹立各個分支信息，還需要動手實踐操作完成，在手腦并用中開啟學生的創新思維與動手能力，讓學生的物理學習變成一種樂趣，實現從被動學習到主動學習的轉變。

二、思維導圖在初中物理教學中的實踐運用策略

（一）思維導圖在課前預習中的應用

課前預習是指學生在課堂知識學習之前的“先學”，在這個過程中需要學生回顧已經學習的知識，尤其是梳理下一節課學習的新知與本單元其他內容之間的關系，在知識回顧中認識到新知學習的必要性，另一方面在“先學”中需要學生簡單地瀏覽知識內容，在大腦中對新知形成大概的結構印象，在預習中能夠發現問題，主動思考，嘗試找出本節課的知識點或者是關鍵信息，為學生后續的課堂學習做好準備。在以往的初中物理教學中，我們發現大部分學生的課前預習效果并不明顯，很多學生處于盲目預習的狀態，在預習中不知道究竟掌握了哪些內容或發現了什么問題，導致預習效果大打折扣。對此，教師可以指導學生利用思維導圖快速地梳理知識重點，給學生布置預習任務，讓學生的課前預習更加具有針對性與目標指向性，讓學生掌握預習的方法與技巧，提高學生的自學能力。

如“測量平均速度”一課預習指導中，這一課屬于“機械運動”單元的內容，在“測量平均速度”的新知學習前，學生通過本單元的學習已經掌握了機械運動的分類，了解到根據物體移動的速度可以將機械運動分為勻速運動、變速運動兩種，而從機械運動的方向角度出發，則可以根據運動方向是否變化，將機械運動分為直線運動、曲線運動兩種。在課前預習指導中為了幫助學生實現從“已知”到“新知”的遷移，教師可以利用信息技術給學生推送一個不完整的思維導圖，此思維導圖以“機械運動”為核心詞，以機械運動的兩種不同分類方式為枝干，并由此延伸出“機械運動的移動速度分類”，引領學生在新課預習中繼續補充與完善思維導圖，如填寫“勻速運動速度的計算公式v=s/t”。同時，教師可以給學生布置課前預習任務，要求學生對比勻速運動速度計算公式v=s/t與平均速度計算公式，平均速度=總路程÷總時間，發現其中所表示的意義差異，提升學生的預習質量以及預習深度。

（二）思維導圖在概念講解中的應用

物理教學中的概念講解步驟一般為：新概念導入→闡明概念本質→結合實際鞏固認知→注重階段性教學，以期達到幫助學生理解物理概念的效果。在概念教學中教師應鼓勵學生提出問題，并以“問題”為切入點，引領學生探索與剖析物理概念的本質，在物理概念的探索與總結之后，教師帶領學生共同完成新知識的系統化梳理與歸納，引導學生對比課前繪制的思維導圖，從中選擇出優秀的作品，組織學生對優秀的思維導圖展開討論，在討論中發現不足，主動補充與完善，由此促進學生對物理概念性新知識的吸收與內化，有助于提高學生對物理概念的理解以及應用能力。

以“力”的一課教學為例，在課前教師給學生布置了有關“力”的思維導圖繪制任務，發現大部分學生只是在思維導圖中填寫了力的概念信息，比如“力是物體對物體的作用，物體間力的作用是相互的”“有力的存在時，有一個物體對另一個物體發生了推、拉、擠、打擊、吸收、舉、排斥等作用”“力用符號F表示，單位是牛頓，簡稱牛，符號是N”等。在學生預習學習的基礎上，教師在課前導入環節中可以引導學生將目光放在生活中，結合自己的預習理解以及生活經驗提出一個與“力”有關的問題，例如一名學生提出的問題是：“禾苗被風吹彎了腰，禾苗是否受到了力的作用？”“航天載體飛船升空，是在什么力的作用下實現的？”加強物理概念與生活的關系，有助于學生對抽象概念的理解。在具體的“力”的概念知識講解中，教師可以從改變物體運動狀態、運動形狀兩個角度入手，讓學生掌握力的三要素、力的作用效果以及力的圖示等知識，并且鼓勵學生用思維導圖的方式進一步整理這些概念知識，如下圖一所示，從核心詞“力”中發散出一級分支“力的作用效果”“力的三要素”“力的圖示”，在各個一級分支下繼續發散出二級分支，譬如“力的作用效果”下分散出的二級分支有“力可以使物體發生形狀的變化”“力可以使物體的運動狀態發生改變”，又如在“力的三要素”下發散出的二級分支“大?。ɡ缣咦闱驎r，力越大，球飛出的距離就會越遠）”“方向（例如踢足球時，球總是會沿著受力的方向運動）”“作用點（例如當用同樣的力推動門時，手部距離門軸的距離不同，力的作用效果會有所差異）”。

（三）思維導圖在實驗教學中的應用

物理是一門以實驗為基礎的自然學科，實驗既是教師教學活動的組織部分，也是學生物理規律探索的重要途徑，相較于文字性語言，實驗具有真實、形象、生動且直觀的特點，對于初中生而言有著較強的吸引力，能夠讓學生在實踐活動參與中獲得獨特的學習體驗，激發學生的動手意識以及創造思維。在以往的物理實驗課教學中，許多教師采取以講代做的教學方式，認為課堂教學時間有限，若是每一個學生都參與到實驗流程的操作中會浪費許多時間，導致課堂教學進度緩慢，無法在有限的時間內完成實驗教學任務，對此，教師可以組織小組合作學習活動，讓學生以小組的形式完成實驗探究，并且將實驗教學中需要板書書寫的內容通過提前制作好的思維導圖課件呈現出來，這樣可以減少教師的板書書寫時間，給學生留有更多實驗探索的時間與空間。

以“電學”的單元教學為例，在本單元教學中，教師共準備了六個電學實驗：（1）使用電流表測電流實驗；（2）使用電壓表測電壓實驗；（3）滑動變阻器變換電路電流實驗；（4）分析電流與電壓、電阻之間的關系實驗；（5）電壓表、電流表測電阻實驗；（6）測定小燈泡功率實驗，其中（4）（5）（6）屬于本單元的主要實驗教學內容，在教學過程中教師可以利用思維導圖梳理實驗教學內容，教師繪制的思維導圖以“電學實驗”為核心詞，發散出的分支包括“實驗名稱”“實驗目的”“實驗原理”“電路圖”“操作步驟”“滑動變阻器的作用”等，在適當的時機教師展示思維導圖的內容，可以幫助學生有序地完成電學實驗的操作過程，掌握電學實驗的操作方法與步驟。在后三個實驗的操作完成之后，要求學生利用思維導圖梳理出三次實驗的相同點與不同點，比如學生用思維導圖表示出三次實驗的相同點是“測量的物體量一樣”“均為多次測量”“電路接通前，開關斷開，滑動變阻器移動到最大值”，三次實驗各有不同，比如“分析電流與電壓、電阻的關系”實驗中，由電流與電壓、電阻的關系，可以推導出歐姆定律，經過多次實驗操作總結出規律，可以提升實驗數據以及實驗結果的準確性；又如在“測定小電燈泡功率”的實驗中，需要求出不同電壓下的小燈泡功率，在實驗操作中需要調節燈泡兩端的電壓。在這個過程中教師利用思維導圖展示關鍵信息，可以節省不必要的教學時間，學生利用思維導圖梳理實驗結果，可以加強學生對實驗的理解與認識，提高實驗學習效果，從中發現規律。

（四）思維導圖在習題訓練中的應用

習題訓練是物理課教學的重要組成部分之一，其目的是鞏固學生所學的物理知識與技能，讓學生學會運用所學解決實際問題，獲得遷移運用能力的鍛煉。思維導圖在習題訓練中的運用可以促使學生在題目分析中將已知量和未知量逐個列出來，并且發現各個條件信息之間的關系，由此聯想到與之相關的知識點、公式等，幫助學生找到問題解答的思路，順利地解答習題，提高學生的問題解決能力。比如在習題訓練中教師組織了以“密度的計算”為專題的教學活動，在習題訓練開始之前，教師可以要求學生共同完成以“質量與密度”為核心的思維導圖繪制任務，復習與整理知識點，為知識點在習題解答中的運用做好準備。接下來，教師出示習題：“已知每個木模的質量m木=5.6kg，木頭的密度為0.7×103kg/m3，現某廠用這個木模澆鑄鐵鑄件100個，需要熔化多少噸的鐵？（鐵的密度是7.9×103kg/m3）?！焙芏鄬W生看到這道題的時候找不到解題的思路，對此教師可以帶領學生使用思維導圖繪制題目，同桌以及前后桌討論問題，完成與題目相關的信息梳理，例如圖二是一組學生繪制的思維導圖，由此幫助學生找到習題解答的突破口，即用木模澆筑鐵件，木模和鐵件的體積相等，木模的質量與密度是已知的條件，那么算出木模的體積便可以知道鐵件的體積，成功計算出鐵件的質量。

總之，思維導圖在初中物理教學中的運用有助于豐富教師的教學手段，讓學生掌握物理學習的有效方法，引領學生在使用思維導圖學習中獲得學習能力、思維能力的鍛煉，建構完整的知識體系；借助思維導圖發現物理規律，總結出物理實驗存在的相同點與不同點，利用思維導圖解答習題，提升初中生的物理學習效果，為初中生的物理核心素養形成提供助力。