基于思維導圖的物理教學及解題策略研究

摘 要：文章以“豎直平面圓周運動模型”為例，研究思維導圖在物理概念教學、規(guī)律教學、習題教學過程所體現(xiàn)出的優(yōu)勢，分析其在構建知識體系和解決物理問題過程的作用，以期在學生形成分析和解決問題的能力上有一定的指導作用。

關鍵詞：思維導圖;物理教學;解題策略

眾所周知，物理學習需建立在一定的知識儲備上，但單純的知識記憶僅是“學會”的淺層表現(xiàn)，所以教導學生時不僅講求“知其然”，還要“知其所以然”。當前物理教學現(xiàn)狀是就單個物理問題可提出多種解題方法，但對于問題處理過程中的思維活動探索上卻很少，導致學生在物理解題過程中對研究的問題缺乏導向性和針對性，不能形成清晰的思路構建物理模型，將其轉化為符合物理規(guī)律的場景。特別是在創(chuàng)立情境，建立模型過程中知識點的運用，物理方程的選取，以及在解題過程中進行相關知識聯(lián)動，思維發(fā)散的能力有所欠缺。而思維導圖在構建知識框架，將抽象思維可視化等方面的優(yōu)勢，能結合到物理圖像建模、畫圖解題等學科特性上，在知識點應用和解題思路的突破上，能起到很大作用。

1.思維導圖在概念教學的應用

物理概念是觀測、實驗、科學推理的產物，反映現(xiàn)象與過程的本質。它本身具有一定的抽象性，一個問題的描述可能涉及多個物理概念。根據(jù)其特點，在構建知識脈絡時，學生應注意概念的形成過程，在感性認知基礎上理解其實質。如圓周運動一節(jié)，從一維直線運動到平面拋體運動，再由簡單的曲線運動過渡到物體圍繞某點的既運動又旋轉的特殊方式。講解時除了其空間上的環(huán)繞運動，還應點出在時間上的周期性特點，解決學生感性上的認識障礙。知識脈絡構建前應理清新授知識和類似知識的關系，構圖須嚴謹，不同類型的物理概念可應用不同的知識框架。

2.思維導圖在物理規(guī)律教學的應用

（1）常規(guī)教學中，物理教師容易側重于概念、公式和使用條件上，實際學生不一定能夠充分理解并靈活運用。教學過程中教師應避免被動型的知識灌輸，著重培養(yǎng)學生理解物理規(guī)律，同時應培養(yǎng)學生分析能力和綜合應用能力。

（2）應用思維發(fā)散圖應注意幾點：思維發(fā)散圖應由簡入繁，主干內容要清晰易記。不同類型的物理情境應注意歸納不同類或兼容性的基礎思維發(fā)散圖。注意概念與規(guī)律間的聯(lián)系，思維導圖的引入是為了幫助學生物理學習。因此由學生團體制作繪圖，再由師生共同完善的方式能加深學生對于物理規(guī)律的把握，發(fā)揮思維發(fā)散圖的作用。

（3）應用案例：解決豎直平面內圓周運動的臨界條件

步驟一：創(chuàng)設情境，明確問題

情境與問題：豎直平面內由輕繩綁住一實心小球，讓其做圓周運動。教師讓學生動手實驗并思考得出小球通過最高點需要符合什么條件？學生雖然對圓周運動有一定認識，但短時間內不一定能將教師直接拋出的問題解決，教師要給予一定的引導。

步驟二：展示舊圖，思維發(fā)散

教師可以通過思維導圖來引導學生發(fā)散思維，學生通過對已學知識進行回顧思考圓周運動的處理方法。

步驟三：收集資料，自主構圖

學生借助豎直平面圓周運動的實驗思考小球整個過程中的運動狀態(tài)，分析最高點需要滿足什么條件，一步步剖析問題的關鍵所在，并由整個思維過程作出思維導圖。

步驟四：交流合作，協(xié)同構圖

教師將小球連接在輕桿上，同樣使小球在豎直平面內做圓周運動，請學生思考此時最高點又需滿足的條件？讓學生以小組協(xié)同繪制思維導圖，教師給予適當指導。

步驟五：師生交流，完善構圖

師生交流討論，展示完善后的思維導圖（如圖2.1），學生總結經驗。

3.思維導圖在物理習題教學的應用

解題是考察學生分析和處理能力的重要手段，學生如何通過習題掌握已學知識，并能舉一反三，形成“它山之石可以攻玉”的能力是中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)的外化要求。將思維導圖應用到習題教學中能有效促進學生鞏固物理概念和規(guī)律，促進學生分析和解決物理問題，培養(yǎng)學生抽象思維能力和創(chuàng)造力。

（1）思維導圖有助于知識脈絡的構建。學生通過思維導圖從習題知識點考點的分析過程建立起有邏輯，有層次的知識體系，它將作為未來解決類似問題的經驗。

（2）習題教學的關鍵還是學生能理解處理問題的思路，使學生消除思維上的障礙。

（3）習題教學中學生運用解題流程圖時應注意：學生要以考點涉及知識為基礎，根據(jù)建立的物理情境分析運動狀態(tài)和對應關系后引入物理方程，尋找各方程之間的關聯(lián)。因此習題教學前要對解題流程圖框架結構有一定把握。

4.結語

思維導圖有助于學生優(yōu)化知識系統(tǒng)，形成可調取的知識庫，可即時檢索調取知識點去攻克教學專題難題，形成一定的解決策略。其圖形支撐功能結合多維問題表征模式的運動，能很大程度上發(fā)散學生思維，構建出解決問題的靈活模式。

作者簡介：華偉昌（1990—），男，漢族，福建龍巖。中學二級，碩士研究生，中學物理，龍巖學院附屬中學，福建省龍巖市，364000