用好思維導圖提高高中物理課堂教學效率

趙宗宏

【摘要】高中物理是以實驗為基礎的自然科學學科，邏輯思維嚴謹、概括抽象性強，綜合應用數學知識能力要求高。運用思維導圖這一學習方法，可以在各類課型上讓學生的思維通過文字與圖形的方式顯性化，培養高中生的物理學習興趣，促使學生將物理知識系統化，提高學生的物理學科核心素養和科學思維能力。

【關鍵詞】高中物理；教學改革；思維導圖；學科素養

思維導圖作為重要的思維工具，可使平時無序思維有序化，優化思維模式，起到調整思考方向、深化知識記憶的效用。可見在高中物理教學中，無論用怎樣的教學模式，若用好思維導圖，將有助于促進學生的思維發展、培養學生的思維品質，提高課堂各環節的效率及學生學習效率。

一、在新課學習中應用思維導圖預習，提高學生的學習主動性

“預習、聽課、作業、復習”等環節是學生學習的常態，但由于學生自主學習時間少，預習方式單一，預習效果不好等原因，導致為了預習而預習，缺乏任務驅動，因而預習效果不佳。

如何進行有效預習？邊瀏覽、邊簡要做筆記、邊思考、邊前后對照，把思考過程用思維導圖的形式加以呈現，再調整補充，便能看到舊知識與新知識之間的關系，知識將逐漸得到系統化。新課學習的重點、難點也可以用關鍵詞標注出來，方便上課時候認真聽課，積極提出討論問題，學習的主動性將在課堂上體現出來。因此可以利用思維導圖促進有效預習。

進入高中學習，盡快進行學習方法指導十分重要，起步階段需要教師手把手進行指導，從模仿開始。例如《物理必修1》的“時間、位移”，這是第一周的教學內容，教師可提供本節課預習的思維導圖版本供學生參考、模仿。“時間、位移”就是思維導圖的兩個總關鍵詞，找到關鍵詞“時間”的下一級關鍵詞“時刻”“時間間隔”，再下一級就是對“時刻”“時間間隔”的理解。對每個分支進行細化的工作可以留給學生自由發揮。模仿“時間”的思維導圖繪制思路，學生完成“位移”思維導圖的繪制，可使學生在預習的環節，能快速找到本節課的學習要點，學生也可以將已理解和還不理解之處均加以標注，明確自己的學習方向及側重點，聽課更有針對性，達到促進高效課堂的目的。

預習不僅僅是課時預習，也有整本書預習、全套書預習。研究一本書的目錄往往可以找到整本書的幾個重要關鍵詞，理清該書的編寫結構及學習框架，繪制思維導圖。例如學習《物理必修1》，研讀目錄不難發現，第一章、第二章的關鍵詞是“運動”，第三章的關鍵詞是“力”，第四章的關鍵詞是“運動和力”，這便是整本書的三個主題了，再細看目錄中各章標題下的二級標題，提煉出“運動”的二級關鍵詞“概念”“勻變速直線運動”；“力”的二級關鍵詞“三種力”“各個力之間的關系”；“運動和力”的二級關鍵詞“牛頓運動定律”“實驗與應用”。

全套書的預習，可以培養大單元學習思想。例如按“力”的主題看，《物理必修2》有“萬有引力”，《物理必修3》有“電場力”，之后的教材中陸續學習“磁場力”“分子力”“核力”等。“運動”主題下，各冊書分別有“勻變速直線運動”“勻變速曲線運動”“非勻變速曲線運動”“機械振動、機械波”“分子運動”等。若學生嘗試對全套書總預習，思維導圖便能幫助其實現。

二、在物理習題課中應用思維導圖，提升解決問題的綜合能力

盲目刷題對學習物理是不利的，解答物理問題就是對物理概念與物理規律的應用，其核心依然是思維第一，首先在審題時要明確各個研究對象，正確進行受力分析，理解題目描述的各種運動以及它們之間的邏輯關系。以力學綜合題為例，應用思維導圖的方法審題的首個關鍵詞“研究對象”，下一級并列的關鍵詞“受力分析”“運動分析”“能量分析”，再把各研究對象運動的關系用圖示表示出來，解題的思路就躍然紙上了。這里描繪的思維導圖解題法，把多個物體分開、隔離，逐個分析，把各個運動分開研究，各個突破。可見用思維導圖的方法解答問題，師生之間的交流更加順暢，也更容易抓住思維的本質而不受細枝末節干擾、糾纏不清。

組織學有余力的學生運用思維導圖改編或自編題目是更好的學習方式。具體的要求是對物理教材內容的更高效梳理，結合自身的總結分析繪制思維導圖，以確定編寫題目的雙向細目表，即“知識點的要求”“能力與方法的要求”，雙向細目表也可以用思維導圖的方式呈現。改編課本題目，把若干道簡單題目加以合成，編出綜合試題；也可以把綜合的高考試題分解為若干道新課學習的簡單問題，以此提高學生運用思維導圖的意識，使其在往后的物理學習中，能夠潛移默化地運用思維導圖開展各項學習，不斷提高思維能力。

另外，總復習階段也可以指導學生應用思維導圖的學習方式聽課和練習。梳理各知識點形成知識網絡，整合復習資料，查缺補漏、夯實知識基礎。教師編寫題目的過程也可以編寫其思維導圖，主題可以按照“金線、銀線、串聯線”這個思路提高理論水平：“核心價值”金線貫穿命題始終，“能力素養”銀線是命題重點，“情境載體”串聯線常考常新。例如在進行“電場”知識內容的復習時，教師展示思維導圖的大體框架，分為三大部分，關鍵詞分別是“力”“功與能”和“電容”。其中“電場力的性質”可以輻射出電荷守恒定律、庫侖定律、電場強度、電場線等。“電場能的性質”又可以輻射出電場力做功、電勢能、電勢、等勢面、電勢差以及電勢差與場強的關系。在明確思維導圖框架后，具體內容交由學生負責補充完整，提高學生自學能力、進行有效的合作學習、消化吸收并內化為自己的學習能力，利用“情境載體”串聯各知識點，檢測學生能力。

三、在學生實驗課中應用思維導圖，提高學生學以致用、動手操作能力

物理學科是以實驗為基礎的自然科學學科，物理概念、規律都是建立在實驗基礎上，學習物理也離不開物理實驗，它能幫助學生理解記憶，幫助學生發現新問題、思考新問題。按照實驗內容繪制思維導圖，物理實驗包括演示實驗、學生實驗和課后小實驗，進行實驗教學過程中可以按照“基本實驗儀器”“力學實驗”“電學實驗”“熱學實驗”“光學實驗”等進行一級分類，再輻射更具體的內容。

按照實驗報告的格式書寫每個重要實驗。思維導圖的編寫形式不是一成不變的，實驗課的思維導圖，可以按照“實驗題目”“實驗目的”“實驗儀器”“實驗原理”“實驗步驟”“數據記錄與處理”“誤差分析與實驗結論”等內容進行設計。運用思維導圖的方式培養實驗預習的習慣，培養學生實驗探究能力以及嚴謹認真的實驗態度，提高實驗效果。使學生在以后的知識學習中也能夠養成主動和認真的學習習慣，提高學習效果。例如在進行“驗證機械能守恒定律”的實驗時，書寫預習報告、編寫思維導圖過程，會對實驗原理、實驗條件、實驗設計深入思考，實驗誤差分析等難點也在實驗前突破，使實驗更順暢。通過比較思維，學生發現實驗儀器、重錘的運動、數據處理方法都是《物理必修1》的內容，有效地復習了舊知識。

四、跨學科的思維導圖，促進應用數學解決物理問題的能力

物理規律常常用圖像和公式表示，但是數學學習的正比例圖像與自由落體運動的速度圖像，不少同學就是與物理聯系不起來，自變量x，應變量y，換成時間t、速度v之后，學生就不難理解了。可見鼓勵學生跨學科學習，對比思維很重要。

跨學科學習的例子幾乎滲透在整個物理學習過程，如天體運動規律的學習過程中按照“牛頓山”的理想實驗分析，假設在山上水平拋出物體，物體運動軌跡是拋物線；水平速度增大到第一宇宙速度時，軌跡為圓；速度再大，軌跡為橢圓，水平速度大于第二、第三宇宙速度，軌跡是雙曲線或拋物線。研究平拋斜拋運動，物理學科學習了伽利略的描點作圖法，按照運動合成與分解思想可以這樣描點：沿初速度方向的勻速直線運動，沿豎直方向的自由落體運動描點。而數學上介紹了用動點到焦點的距離與動點到準線的距離相等的方法也可以做出拋物線。同樣，物理和數學上都可分別寫出拋物線的方程。學生可以從兩個學科的角度相互驗證。

教學改革永遠在路上，思維導圖助力物理學習，是提升物理學習能力的途徑，值得學生在各個學習階段加以應用。師生應堅持在預習階段、不同課型的課堂學習階段、復習階段和實驗探究中積極運用好思維導圖的學習方法提高跨學科學習的創新能力，不斷提高物理學習質量及學科核心素養。

【參考文獻】

[1]張慶.思維導圖在高中物理教學中的應用探究[J].理科愛好者（教育教學），2021（04）.

[2]陳華艷.思維導圖在高中物理教學中應用的實踐研究[J].試題與研究，2021（14）.