學科思維導圖在物理規律教學中的應用

黃承軍

中圖分類號：G4?文獻標識碼：A?文章編號：（2020）-32-261

一、物理規律的特點

物理規律反應的是一種內在聯系，可以是物質結構或者物質運動之間某種規律，人們常常用物理規律去解釋一些現象，解決一些物理問題。學生們通過物理規律解答物理題目時，可以提高智力以及能力。

（1）物理規律能夠表征物理概念之間的聯系。物理規律則描述的是物理概念之間的內在聯系，包括定律、定理、原理、公式、方程等。例如，牛頓第二定律，公式為F=ma，就是將質點、力、質量以及加速度等概念聯系在一起，并且將這三個物理量用數學邏輯關系表示出來;在熱學中，克拉珀龍方程就是探討理想氣體條件下，三個狀態參量：壓強、體積和溫度之間關系的。

（2）物理規律是觀察與實驗、思考、想象與理想化相結合的產物。物理規律的研究，離不開人們認識自然界的途徑。人們通常通過觀察、感知等方式得到信息，然后通過實驗去驗證經過初步思考得到的結論，在實驗結論的支撐下，進一步去思考、完善，最終解決問題。例如，牛頓第二定律的建立，則是通過大量的實驗，經過數學推理等思維過程，最終得出結論。無論哪一個物理規律的發現，都體現了科學家們認真、嚴謹的科學態度。

二、學科思維導圖與物理規律教學

在中學物理知識體系中，物理規律對學生的物理成績，科學方法，以及運用物理知識解決實際問題的能力都有很大的影響。所以物理規律教學是非常重要的，物理規律教學的重點在于是否能夠明確物理規律所要研究的問題，要理解物理規律的物理意義，還要掌握它的適用條件。物理規律教學的難點在于要清晰是理解物理規律與物理規律、物理概念之間的體

系關系。將學科思維導圖應用于物理規律教學中，有以下優勢：

（1）學科思維導圖幫助師生進行物理規律的演繹和歸納。

物理規律大多數都是經過反復的實驗、推理、論證后得出的，學科思維導圖能夠有條理的將物理規律的發展過程演繹出來，學生也可以自主完成學科思維導圖，對物理規律進行歸納，最后教師來完善總結。

（2）學生的思維能力提高。

學科思維導圖能夠激發學生的創造力和想象力，物理規律教學能夠讓學生樂于思考，有嚴謹的科學態度，把學科思維導圖與物理規律教學融入一起，能夠更高效的提高學生的思維能力。

三、物理規律教學中應用學科思維導圖的案例研究

物理規律教學不僅要考慮到物理規律本身的特點和教學要求，還要考慮相應的核心素養以及學生的思維習慣。因此，物理規律教學應當是學生在教師的幫助下，去發現問題、科學探究、應用規律解決問題的過程。

物理規律教學一般分為四個步驟：首先要創設物理情景，提出科學問題，其次要進行科學探究，完善知識結構，接著要總結物理規律，理解物理規律，最后要應用物理規律，解決實際問題。下面以《電流跟電壓、電阻的關系》的教學過程片段為案例進行研究。

（1）創設物理情景，提出科學問題

教師：通過前面的學習，同學們已經學習了電流，、電壓u、電阻R，那么這三者之間是否存在關系呢？下面有三個研究內容，如圖下圖所示，同學們分組討論出需要研究哪寫內容，而那些又不需要研究呢？

學生討論分析，得出結論，形成科學問題。導體的電阻本身就有阻礙電流的性質，電壓是形成電流的原因，學生猜想，電流跟電壓、電阻有關系，且導體兩端的電壓越大，導體中的電流也越大;導體的電阻越大，導體中的電流越小。

（2）科學探究，完善知識結構

學生分組討論：這節實驗課與之前學習的哪節實驗課類似？之前的實驗課又是用什么研究方法昵？

學生匯報討論結果。

明確研究電流，與電壓u的關系，應該使用控制變量法。明確在研究電壓與電流關系時，應該保持電阻不變。在研究電流與電阻關系時，應該保持電壓不變。

教師：引導學生獨立設計電路

學生：展示設計方案，最終確定研究電流與電壓關系時，在串聯電路中利用滑動變阻器來改變導體兩端的電壓，從而改變電流。在研究電流與電阻的關系時，要了解當定值電阻的阻值發生變化時，可通過滑動變阻器來控制其兩端電壓U保持不變。學生進行實驗，收集數據，分別填入下面對應表格。

根據實驗數據，進行分析論證，解決相應問題，例如：電流，與電壓u這兩個物理量，是誰隨著誰變化;根據表格得到什么結論，又是怎樣得到這個結論的等等。最終得出結論。

（4）應用物理規律，解決實際問題

教師給出本節課對應的習題，使學生熟練運用所學的物理規律。學生自主構建學科思維導圖，教師進行完善。如下圖

在本節教學案例中，能夠很好的將物理規律教學應用于學科思維導圖，在進行科學探究以及理解物理規律、運用物理規律等環節充分體現了物理規律教學，又在學習的最后完善學科思維導圖，學生能夠較好的回顧學習整個物理規律的過程，每一個步驟都能清楚記住，并且在學生進行猜想、實驗過程中能夠提出問題和發現問題，提高學生的想象力和創造力。