運用思維導圖深化概念教學，建構物理概念體系

于萍

物理概念教學是指概念性知識的教學，包括概念、原理、規律的教學。物理公式是物理概念的簡寫，對掌握物理概念有重要作用，也是學好物理的關鍵。而學生往往只是對概念死記硬背，因而解題時生搬硬套公式，越學越困難。

一、根據教學內容，從“小圖”到“大圖”，學習概念進階

1. 學習基本概念

對于某一概念或公式的教學，教師在講解完所學概念后，可指導學生畫出思維導圖，學習基本概念。在此過程中，引導學生對概念進行深挖，加深理解概念的內涵和外延。例如在學習庫侖定律的概念時，某學生用來突出庫侖力公式的適用條件和公式中各物理量的意義，比傳統的筆記更一目了然。該學生從庫侖定律公式中電荷量Q外延至靜電場的產生、場源電荷、試探電荷等概念，從兩電荷的相互作用加深了對牛頓第三定律的理解，從靜電力常量k學習了扭秤實驗的原理。后來學習了電場強度的概念后，又在圖中補充了F=qE公式及其適用范圍。在整個學習過程中，學生從一個公式出發，將零散的概念聯系起來，形成了初步的概念體系。可見，這種對概念的學習，“不是被動客觀地接受外部知識的過程，而是主動地以已有經驗為基礎，建構內部認知結構的過程”。

2. 學習重要概念

對于某些綜合性較強的重要概念，可指導學生將新舊知識聯系起來，建構重要概念體系。如學習感應電動勢時，某學生通過圖將公式中的物理量與舊有概念相結合，如感應電動勢中的E與閉合電路歐姆定律中的電源電動勢E；切割磁感線運動的速度V與瞬時速度、平均速度；這些正是學生覺得混亂之處：同一個字母，所代表的物理意義一樣么？有什么聯系？弄清其根本聯系后，就不會再生搬硬套了。之后學生又由歐姆定律公式中的電流I聯系到感應電流方向的判定方法以及閉合電路中電流的方向，這一點老師并沒有讓他比較，而是他自己在之前的學習過程中存在困惑之處，在畫思維導圖時自然就聯想到了。在這過程中，學生已經從傳統教學中的被動接受者，轉變為知識加工的主動建構者，成為學習的真正主人。更為精妙的是，該學生由有效長度L聯想到課后所做的習題：求圓弧導線的有效長度，并把它畫在思維導圖中，提醒自己在日后復習中加以注意。養成這種習慣，學生在應用公式解題時能考慮周全，快速找到題目中的隱含條件，不掉進“陷阱”，提高解題速度。

雖然是新授課，但學生在畫思維導圖時，注重了新舊概念的聯系，已從學習知識變為建構知識。認知心理學家布魯納等人提出了新進的概念學習理論：“概念學習就是學習者利用已有的知識和認知結構，積極主動地感知、整合、加工和記憶外部信息的過程”。學生以用思維導圖構建起的概念體系為基礎，使之成為后續知識的生長根基，不斷地補充完善，最終形成更完整、清晰的知識網絡，在日后解題時能準確快速地檢束到相應知識，而不會一籌莫展。這也是建構主義所提出的“學習既是對新信息意義的建構，也是對原有知識經驗的改造和重組。”

二、運用思維導圖深化概念教學，建構物理概念體系的實施過程

學生以課本和筆記為基礎，將知識內容進行梳理，明確要求掌握的概念。在這些概念中，選定中心詞。例如《恒定電流》一章是圍繞電路展開，中心詞自然就選定為閉合電路的歐姆定律公式E=Ir+IR。再根據自己對公式的認識、概念的理解，找出公式中各物理量與其它概念之間的聯系，作為主要分支。如E與E=U外+U內，R與電阻定律R=ρ■相結合。將中心圖形和主要分支用曲線連接起來，按照自己的思維，把主要分支和二級分支連接起來，以此類推。學生畫出了電阻的測定、串并聯電路計算、電源的功率關系、閉合電路的U-I圖像等知識為第二、三級分支。這樣學生通過畫圖實現了對知識的再總結、再整合，建構出自己的知識體系。這一步可以在堂上做，也可預先布置給學生在課前完成。

完成自己的思維導圖后，學生在堂上進行小組討論。每個小組成員之間互相講解、磋商、更正，集思廣益。在分享的過程，通過將自己制作的思維導圖與其他同學進行比較，能幫助學生認識到自己對概念理解的不足，反思自己的錯誤概念，弄清錯誤的來源，使原本含糊不清的概念變得清晰明朗，且記憶更深刻。這一過程能夠增加學生的參與度，激發他們的學習興趣，促使他們積極思考，增強生生互動，培養合作學習的能力。

最后，各小組選出優秀代表講解展示，小組間評比競爭，教師點評小結。這個環節每個學生都積極參與，認真聽講自己小組講解時，既有成就感，又怕代表講錯要及時更正；別組成員講解時，認真地找茬，看能否找到不足之處。教師也從中分析學生對概念理解的深度和廣度，及時診斷，加以補充。例如根據學生所畫的閉合電路歐姆定律的U-I圖，加入如何在此圖像中求電源的電動勢E和內阻r。又如在學生已歸納出電源的功率與輸出功率、損耗功率的基礎上，教師可以引導學生更進一步細化、深化，在U-I圖中的用圖形的面積描繪出三者的關系，就把圖像的功能歸納得更完整了。

三、運用思維導圖深化概念教學，建構物理概念體系的反思

1. 要充分體現學生的自主性 ，以生為主，以師為輔

《高中物理課程標準》指出：“轉變學生的學習方式是課程改革的基本要求，教師要更新教學觀念，在教學中引導學生進行自主學習、探究學習與合作學習，幫助學生形成終生學習的意識和能力”。在運用思維導圖構建物理概念體系過程中，學生是主動建構者，而不是被動的吸收者。要充分發揮學生的主觀能動性，讓學生自主學習，邊學習、邊思考、邊總結、邊創造，大膽地發散思維，提出自己的觀點，獨立建構出自己的知識體系。思維導圖方法的運用從一開始就強調了學生學習的自主性。只有通過自己梳理、歸納、加工所獲得的知識，才能真正理解運用，內化為自己的知識體系，而不是靠老師的填鴨式教學。

2. 要充分發揮合作學習的作用，發揮小組討論的優勢

作為獨立的個體，思維總是有一定的局限性，需要不斷拓展、完善。因此，新課標強調以自主學習為基礎的同時，還需要進行合作學習。在合作學習時，學生通過討論思路得到拓展，思維潛能得到極大釋放，由此而產生的學習效益將是巨大的。在共創思維導圖的過程中，學生們平等交流、民主討論、愉快合作，有利于學生之間的交流與溝通，使更多的學生樂于參與到這一過程中，有利于培養學生合作意識.而之后的組間的競爭，又有利于培養學生的團隊精神。【本文系廣州市教育科研“十二五”規劃2015年度課題《高中物理核心概念教學策略研究》的研究成果，課題編號：1201573865】

責任編輯邱麗endprint