運用思維導圖提升高三課堂效率

■天津市咸水沽一中 吳景冬

近些年的高考物理試題命題以“能力立意”為主導，著重考查考生的物理基礎(chǔ)知識、基本技能和科學素養(yǎng)。高考不再是應試能力的培養(yǎng)，高三復習遠遠不是對付一張試卷那么簡單，在復習中更需要培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，進而才能更有效地備戰(zhàn)高考。而運用物理思維的思維導圖是提升高考復習的重要途徑。

一、抓住課堂主陣地，運用思維導圖提升高三課堂效率

思維導圖是表達發(fā)散性思維的有效的圖形思維工具，它簡單卻又極其有效，是一種革命性的思維工具。學生使用思維導圖進行學習，可以成倍地提高學習效率，增進理解和記憶能力。在物理思維方面，高中階段要求學生具備的一個重要的能力是綜合分析能力。它要求考生能夠獨立地對所遇到的問題進行具體分析，弄清其中的物理狀態(tài)、物理過程和物理情境，找出其中起重要作用的因素及有關(guān)條件；能夠把一個較復雜問題分解為若干較簡單的問題，找出它們之間的聯(lián)系。簡單地說，物理是研究“物體”“運動規(guī)律”的“道理”。這就說明了物理的科學思維首先是研究“物質(zhì)”，即我們常說的研究對象；其次要研究物質(zhì)的“最一般的運動規(guī)律”，即我們所說的物理過程；最終我們要研究他的規(guī)律，即科學的物理規(guī)律。筆者在高三復習教學中將這種思維細化，形成一種思維流程。這種思維流程簡單地說就是“對確定的研究對象進行物理過程分析，從而確定物理規(guī)律，最后列出方程”。由于研究對象不同，可以將思想方法細化成兩大部分。簡明的思維導圖如下：

二、研究對象是單體

研究對象如果是一個物體，分析這樣的物理過程，一般是有明確的運動狀態(tài)。如平衡狀態(tài)、勻變速直線運動、勻變速曲線運動（平拋或類平拋）、圓周運動（勻速圓周運動或者圓周運動的一個位置）。每一種運動狀態(tài)都有相應的物理規(guī)律解決。如果沒有明確的運動狀態(tài)，則依據(jù)力在時間、空間的累積效果來確定規(guī)律，如動能定理、動量定理、能量守恒規(guī)律。

基本的思維導圖是：

（一）在純力學中的應用

例1.一個固定的半徑R的光滑半圓環(huán)軌道處于豎直平面內(nèi)，半圓環(huán)AB 與粗糙的水平地面相切于圓環(huán)的端點A。一個質(zhì)量為m 的小球開始靜止于C點，后獲得一瞬時沖量I0，在水平地面上向右做勻減速運動，經(jīng)過A 點時對軌道的壓力為其重力的k 倍，已知水平軌道CA 段長為nR，取g=10m/s2，求解相關(guān)物理問題。

本題是一個單體問題，通過上述的思維導圖進行物理思維分析，我們可以得出小球的物理過程：先是明確的運動狀態(tài)勻減速直線運動，再是一般的圓周運動，最高點B是圓周運動的一個位置，最后是平拋，當分析準確運動狀態(tài)后，每種狀態(tài)都有特定的規(guī)律解決問題，應用相應的物理規(guī)律列出正確方程。

這種思維方法不只是解決純力學問題，這是一種思維習慣，是解決力學問題的思想，電磁學中的力學問題同樣可以解決。

（二）在電磁場中的應用

例2.一帶電粒子質(zhì)量為m帶電量為+q，從電場中坐標為(-2L,-L)的點以速度v0沿+x方向射出，恰好經(jīng)過坐標原點O處后射入磁場區(qū)域，最后帶電粒子能再次回到坐標原點O（粒子的重力忽略不計）。求解相關(guān)物理問題。

通過審題，確定研究對象是帶電粒子，接著研究帶電粒子的運動狀態(tài)。我們會發(fā)現(xiàn)，粒子先是在電場中做類平拋運動，后在真空中做勻速直線運動，最后在磁場中做勻速圓周運動。應用相應的物理規(guī)律又順利解決了。

三、研究對象是兩個物體

（一）當研究問題出現(xiàn)兩個物體時，首先引導學生分析這兩個物體的狀態(tài)是否相同，如果狀態(tài)相同，考慮整體與隔離。

基本的思維導圖是：

例3.如圖1，若F緩慢增大而整個裝置仍保持靜止，求解此過程中各力變化。如圖2，整個裝置處于靜止狀態(tài)，若把A向右移動少許后，它們?nèi)蕴幱陟o止狀態(tài)。求解此過程中各力變化。如圖3，緩慢轉(zhuǎn)動擋板至其與斜面垂直，求解此過程中各力變化。諸如此類問題，A、B 兩個物體均處于平衡狀態(tài)或者處于動態(tài)平衡狀態(tài)，都屬于平衡狀態(tài)，所以可以看成一個整體分析平衡，也可以分別研究平衡問題，針對不同研究問題合理選擇研究對象。

（二）當研究問題出現(xiàn)兩個物體時，若這兩個物體的狀態(tài)不相同，則考慮相互作用，看是否動量守恒，滿足守恒條件，即守恒。

例4.如子彈打木塊的一系列模型題：

如：一個質(zhì)量為m 的子彈以v0的水平速度擊中靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為M 的木塊，留在其中或者穿出，分析整個過程的相關(guān)物理問題。再如：若將子彈和木塊的作用時間變長，變成板塊作用。給出相應條件，求解相關(guān)物理問題。

以上相關(guān)問題，兩個物體的狀態(tài)不相同，依據(jù)動量守恒的條件分析判斷是否動量守恒，滿足守恒條件，即可用動量守恒。

這種分析思維流程在電場、磁場中同樣分析的思維方法。

例5.如在電場環(huán)境下和在磁場環(huán)境下的分析：

當然，本文僅就物理部分問題予以討論、研究，這種自然科學博大精深，還有很多問題有待更有效、更科學的方法去探究，這僅是筆者多年教學實踐的一些體會，以使在科學思維引領(lǐng)下，考試不再是應試，而是在復習中培養(yǎng)學生科學的思維與素養(yǎng)。