思維導(dǎo)圖在高中物理教學(xué)中的作用

付彪

思維導(dǎo)圖又叫“心智圖”，是一種重要的教學(xué)輔助工具和學(xué)習(xí)方法。大家雖然知道思維導(dǎo)圖有用，但是很多人并不清楚思維導(dǎo)圖可以在物理教學(xué)中的哪些方面運(yùn)用，如何運(yùn)用？本文筆者嘗試從教師和學(xué)生兩個(gè)角度分析思維導(dǎo)圖的作用，以期讓思維導(dǎo)圖更好地服務(wù)于高中物理教學(xué)。文章從四個(gè)方面舉例說明思維導(dǎo)圖在物理教學(xué)中的應(yīng)用，對(duì)物理教師使用思維導(dǎo)圖進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生使用思維導(dǎo)圖進(jìn)行學(xué)習(xí)提供一定的參考借鑒作用。

一、思維導(dǎo)圖可以幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系，將所學(xué)知識(shí)由工作記憶轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)時(shí)記憶

根據(jù)認(rèn)知負(fù)荷理論，人類的記憶結(jié)構(gòu)包含瞬時(shí)記憶、工作記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶，瞬時(shí)記憶（又稱感覺記憶）是一種極為短暫的記憶，特點(diǎn)是記憶時(shí)間短、容量大、記憶的信息很容易消失，能夠留存的記憶便成為工作記憶，工作記憶（短時(shí)記憶）是指人腦通過注意力控制將瞬時(shí)記憶進(jìn)行整合編碼，使信息在頭腦中儲(chǔ)存的時(shí)間更長(zhǎng)一些，工作記憶的容量是有限的，知識(shí)長(zhǎng)時(shí)間不從頭腦中提取很容易忘記，思維導(dǎo)圖可以通過圖形等方式構(gòu)建知識(shí)間的邏輯關(guān)系，刪減零散信息，將重點(diǎn)信息形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，就可以將工作記憶變?yōu)殚L(zhǎng)時(shí)記憶，而長(zhǎng)時(shí)記憶的空間幾乎是無限的。這樣就可以解決高三復(fù)習(xí)階段很多學(xué)生會(huì)出現(xiàn)將高一、高二學(xué)過的知識(shí)完全遺忘的問題。學(xué)生即使一時(shí)遺忘了知識(shí)的細(xì)節(jié)，由于在之前形成了知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，也會(huì)從記憶中慢慢提取出相關(guān)信息，從而不斷補(bǔ)充自己的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，有助于形成更完善的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。思維導(dǎo)圖能夠幫助學(xué)生更好地掌握知識(shí)點(diǎn)，完善學(xué)生的學(xué)習(xí)體系。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以通過制作思維導(dǎo)圖來更好地記錄和總結(jié)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，從而形成一個(gè)完整的知識(shí)框架。這個(gè)框架將有助于鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容，使學(xué)生更好地理解、記憶和掌握知識(shí)點(diǎn)，從而為今后的學(xué)習(xí)提供更為系統(tǒng)化的結(jié)構(gòu)。如圖1的思維導(dǎo)圖，即是將光和電磁波相關(guān)知識(shí)通過思維導(dǎo)圖的方式進(jìn)行整合、梳理，可以幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)記憶的目的。

思維導(dǎo)圖能夠幫助學(xué)生更好地展示自己的學(xué)習(xí)成果。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以利用思維導(dǎo)圖的形式，將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行串聯(lián)和整合，使其更加契合主題，清晰地呈現(xiàn)出層次章節(jié)結(jié)構(gòu)，這樣更容易引起聽眾的興趣和關(guān)注。同時(shí)，學(xué)生利用思維導(dǎo)圖的方式進(jìn)行展示，還可以通過互動(dòng)的方式和聽眾進(jìn)行更有意義的交流。

二、思維導(dǎo)圖可以幫助學(xué)生檢查對(duì)物理知識(shí)體系和知識(shí)間邏輯關(guān)系的掌握情況

在傳統(tǒng)物理教學(xué)中，我們習(xí)慣通過試卷檢查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，但試卷往往檢測(cè)的是學(xué)生對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或某種解題方法的掌握情況，并不能反映學(xué)生對(duì)物理知識(shí)體系和知識(shí)間的邏輯關(guān)系的掌握情況，而思維導(dǎo)圖可以在這個(gè)方面做很好的補(bǔ)充。知識(shí)在學(xué)生的頭腦中實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)到面再到知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解并實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)記憶。

這里分享一個(gè)制作思維導(dǎo)圖的好工具——“XMind”，我們用“XMind”制作完思維導(dǎo)圖后可以將思維導(dǎo)圖保存在系統(tǒng)中，學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)后可以將思維導(dǎo)圖展開，根據(jù)現(xiàn)有認(rèn)知將思維導(dǎo)圖進(jìn)行重新梳理和整合，整合過程就是對(duì)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行復(fù)習(xí)和再記憶的過程。“XMind”軟件還具有“關(guān)閉功能”，學(xué)生可以將某一分支處于關(guān)閉狀態(tài)，先通過主干知識(shí)在頭腦中回憶分支的每個(gè)知識(shí)點(diǎn)，再點(diǎn)開檢查自己對(duì)物理知識(shí)的掌握情況，進(jìn)而檢查自己對(duì)物理知識(shí)體系和知識(shí)間的邏輯關(guān)系的掌握情況，從而提高學(xué)習(xí)效率（見圖2）。

三、思維導(dǎo)圖可以幫助學(xué)生提升解題效率

大多數(shù)學(xué)生頭腦中的物理知識(shí)都是零散的，或者只是一些物理公式，在讀取物理問題中頭腦飛速旋轉(zhuǎn)，查找與題中相符的物理知識(shí)或物理公式，遇到簡(jiǎn)單問題或者基礎(chǔ)年級(jí)時(shí)還比較奏效，但遇到涉及很多物理知識(shí)點(diǎn)的大型綜合題或者到了高三階段，往往無法找到知識(shí)間的關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致無從下手。而如果學(xué)生養(yǎng)成繪制思維導(dǎo)圖的習(xí)慣，就能夠很快通過知識(shí)間的邏輯關(guān)系找到解題關(guān)鍵，通過嚴(yán)密的邏輯推理形成解題思路，大大提高解題速度和準(zhǔn)確度。以下面習(xí)題為例進(jìn)行闡述。

例題：粗細(xì)均勻的一根木筷，下端繞幾圈鐵絲，豎直浮在較大的裝有水的杯中（見圖3）。把木筷往上提起一段距離后放手，木筷就在水中上下振動(dòng)，判斷木筷的振動(dòng)是不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，并陳述求證的思路。

本題源于初中生學(xué)過的自制“密度計(jì)”情境，是學(xué)生熟悉的情境，但是之前學(xué)生只研究其靜止的狀態(tài)。我們?cè)谏钪须m然也會(huì)見到類似的實(shí)際情境，如湖面上漂浮物的運(yùn)動(dòng)，但是如何將木筷的上下振動(dòng)與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)建立聯(lián)系？很多學(xué)生看到本題都會(huì)感覺無從下手。這時(shí)學(xué)生如果能用思維導(dǎo)圖的方式思考問題，問題就會(huì)迎刃而解。教師提到“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”，讓學(xué)生圍繞這一關(guān)鍵詞進(jìn)行拓展，一系列關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的知識(shí)點(diǎn)便會(huì)以思維導(dǎo)圖的形式在學(xué)生頭腦中涌現(xiàn)出來，幫助學(xué)生找到解決問題的思路，然后運(yùn)用動(dòng)力學(xué)的觀念，結(jié)合初中浮力的知識(shí)基礎(chǔ)解決該問題（見圖4）。

思維導(dǎo)圖能夠激發(fā)學(xué)生的思考和創(chuàng)造力，使學(xué)生更加主動(dòng)地參與課堂教學(xué)。在課堂中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖，幫助學(xué)生從線性思維向網(wǎng)狀思維轉(zhuǎn)變，從而更加靈活地理解知識(shí)點(diǎn)，并將知識(shí)點(diǎn)有機(jī)地組合在一起。這樣不但能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能夠提高學(xué)生的創(chuàng)造力，從而更好地挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力。

四、思維導(dǎo)圖有利于教師高效備課

思維導(dǎo)圖不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也可以服務(wù)于教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，尤其是高三復(fù)習(xí)階段。高三的綜合復(fù)習(xí)階段每節(jié)課的內(nèi)容多、難度大，對(duì)教師來說，備課的工作量是非常大的。高三教師常常需要用大量的時(shí)間進(jìn)行備課，課堂上需要花費(fèi)大量的時(shí)間復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)和講解習(xí)題，雖然用了很多時(shí)間，但是學(xué)生仍然不會(huì)自己分析問題。教師如果能夠在課前將授課內(nèi)容繪制成思維導(dǎo)圖，教學(xué)目標(biāo)將會(huì)變得更明確，授課內(nèi)容也會(huì)更豐富有趣，學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解形成了知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，將有益于學(xué)生對(duì)知識(shí)的復(fù)習(xí)和歸納整理，也有助于學(xué)生解決復(fù)雜的物理問題，大大提高了教師的備課效率和教學(xué)效果。

本文以“力”的概念為例，“力”既是高中最為重要的基本物理概念之一，也是物理學(xué)的基礎(chǔ)。但究竟什么是力？力如何進(jìn)行分類？很多學(xué)生頭腦中是混亂的，導(dǎo)致研究問題時(shí)不能正確地進(jìn)行受力分析，出現(xiàn)漏掉某個(gè)力或重復(fù)分析的情況。由于力的知識(shí)點(diǎn)比較復(fù)雜，教師在授課前如果能夠提前繪制“力”的思維導(dǎo)圖（見圖5），就能夠讓講授更富有邏輯性，學(xué)生也可以很清晰地知道高中階段學(xué)習(xí)過哪些力，這些力的區(qū)別和聯(lián)系，再分析受力物體時(shí)的先后順序，以及這些力的作用效果，最終知道需要分析哪些力。可見，思維導(dǎo)圖可以幫助學(xué)生建立思維體系，提高學(xué)習(xí)效率。

思維導(dǎo)圖能夠幫助教師更好地組織教材，并更好地向?qū)W生講解教材。教師可以將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)歸納在一起，清晰地呈現(xiàn)給學(xué)生，這樣可以讓學(xué)生更容易理解知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)涵和外延。同時(shí)，教師可以利用思維導(dǎo)圖的形式，讓學(xué)生更加深入地理解知識(shí)點(diǎn)。

五、結(jié)語

思維導(dǎo)圖作為一種重要的教學(xué)輔助工具，其作用不僅在于工具本身，重在幫助教師更有邏輯地教、學(xué)生更高效地學(xué)。本文從四個(gè)方面嘗試分析如何將思維導(dǎo)圖應(yīng)用于物理教與學(xué)中去，每一部分筆者均舉例進(jìn)行了闡述。筆者經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，思維導(dǎo)圖確實(shí)能幫助教師和學(xué)生梳理知識(shí)間的邏輯關(guān)系，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。但在實(shí)際教學(xué)中，很多教師與學(xué)生疲于應(yīng)付教學(xué)進(jìn)度和考試，很少花時(shí)間去研究思維導(dǎo)圖的應(yīng)用，筆者希望通過本文的研究，能夠加深大家對(duì)思維導(dǎo)圖的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)對(duì)思維導(dǎo)圖的運(yùn)用。

（作者單位：北京市延慶區(qū)第一中學(xué)）

編輯：陳鮮艷