思維導(dǎo)圖在大學(xué)物理電磁學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào):1673-7164（2025）11-0093-04

電磁學(xué)是物理學(xué)、電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息科學(xué)與技術(shù)等理工科專業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)物理學(xué)課程。[1電磁學(xué)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)規(guī)律，不僅豐富了人類(lèi)對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)知，而且推動(dòng)了近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。[2-3]如今，電磁學(xué)滲透于現(xiàn)代社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，傳授好電磁學(xué)這門(mén)課程的知識(shí)內(nèi)容，對(duì)助力培養(yǎng)國(guó)家創(chuàng)新型人才，提高國(guó)家現(xiàn)代化水平等方面均具有重要意義。電磁學(xué)的概念、物理量、公式和物理規(guī)律較多，課程主要內(nèi)容分為電學(xué)和磁學(xué)兩個(gè)部分，4這兩部分既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，學(xué)生在學(xué)習(xí)電磁學(xué)這門(mén)課程的過(guò)程中，對(duì)電學(xué)和磁學(xué)兩個(gè)部分的知識(shí)和內(nèi)容易混淆，對(duì)知識(shí)脈絡(luò)的把握具有一定的難度，這就需要老師創(chuàng)新知識(shí)傳授形式，改革教學(xué)方式，幫助學(xué)生厘清電磁學(xué)的知識(shí)體系和理論框架，使學(xué)生能夠輕松、全面地理解電磁學(xué)的相關(guān)課程內(nèi)容，為提升學(xué)生的科技創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本研究嘗試將思維導(dǎo)圖運(yùn)用到大學(xué)物理電磁學(xué)課程的教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，利用思維導(dǎo)圖將電磁學(xué)的零散概念、物理量和公式關(guān)聯(lián)起來(lái)，形成可視化的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這個(gè)方法的優(yōu)勢(shì)在于能夠使學(xué)生在課前把握學(xué)習(xí)重點(diǎn)，在課中厘清知識(shí)點(diǎn)聯(lián)絡(luò)，在課后由點(diǎn)到面聯(lián)想所學(xué)，進(jìn)而提升學(xué)生在學(xué)習(xí)、思維和邏輯推理等方面的能力。

一、思維導(dǎo)圖概述

思維導(dǎo)圖是一種將發(fā)散性思維具體化的工具。思維導(dǎo)圖運(yùn)用圖文關(guān)鍵字、層級(jí)包絡(luò)結(jié)構(gòu)以及關(guān)系鏈接等形式，將發(fā)散性思維進(jìn)行梳理整合，形成具象的脈絡(luò)和知識(shí)結(jié)構(gòu)。由于思維導(dǎo)圖能夠很好地表達(dá)人類(lèi)大腦的放射性思維，5符合人類(lèi)大腦聯(lián)想和記憶的工作方式，因此可以協(xié)助人們進(jìn)行思考和記憶，提高工作學(xué)習(xí)和創(chuàng)新創(chuàng)造效率，激發(fā)人類(lèi)大腦的無(wú)限潛能。[6-7]近年來(lái)，思維導(dǎo)圖被越來(lái)越多的教育工作者應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，[8-12]以思維導(dǎo)圖中的關(guān)鍵字、節(jié)點(diǎn)、備注和鏈接等作為知識(shí)載體，圖文并茂地向?qū)W生展示課程重難點(diǎn)和知識(shí)脈絡(luò)。思維導(dǎo)圖在實(shí)際教學(xué)中簡(jiǎn)單有效、直觀形象、操作簡(jiǎn)便，不僅是教師進(jìn)行教學(xué)方案設(shè)計(jì)的有效工具，也是學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)、知識(shí)記憶、復(fù)習(xí)思考過(guò)程的指引。特別是通過(guò)思維導(dǎo)圖可以很輕易地將發(fā)散聯(lián)想式思維與結(jié)構(gòu)化思考、邏輯思考、辯證追問(wèn)等思維模式聯(lián)合起來(lái)，有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化和理解性記憶，提升學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)效果。

二、思維導(dǎo)圖用于大學(xué)物理電磁學(xué)教學(xué)的必要性

大學(xué)課程綜合性較強(qiáng)、課程門(mén)類(lèi)較多。大學(xué)課程不僅包括公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課以及通識(shí)教育課等多種課程類(lèi)型，而且這些課程還分為必修課和選修課。這種情況下，雖然學(xué)生接觸的知識(shí)面較廣，但也會(huì)造成每門(mén)課程的學(xué)時(shí)數(shù)少、內(nèi)容多而散、不利于記憶的問(wèn)題。

思維導(dǎo)圖能夠?qū)⒍喽⒌男屡f知識(shí)整合在一起，建構(gòu)聯(lián)系，使知識(shí)點(diǎn)成為知識(shí)體系，提升教學(xué)和學(xué)習(xí)效果。一方面，思維導(dǎo)圖能夠助力教師明晰教學(xué)思路，明確教學(xué)重難點(diǎn)，厘清知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)和邏輯性。通過(guò)思維導(dǎo)圖輔助教學(xué)，可以使得教師在傳授知識(shí)時(shí)，內(nèi)容更加清晰，層次更加分明，更符合學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律。另一方面，借助思維導(dǎo)圖，學(xué)生在課前可以做針對(duì)性預(yù)習(xí)，提升學(xué)生預(yù)習(xí)的實(shí)效性；在課中，學(xué)生容易理清知識(shí)架構(gòu)和知識(shí)脈絡(luò)，可以方便學(xué)生有效跟蹤學(xué)習(xí)重難點(diǎn)；在課后，方便學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶和聯(lián)想，便于學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固知新。可見(jiàn)，將思維導(dǎo)圖應(yīng)用于大學(xué)物理電磁學(xué)教學(xué)具有一定的積極效果和現(xiàn)實(shí)必要性。

三、思維導(dǎo)圖用于大學(xué)物理電磁學(xué)教學(xué)的可行性

思維導(dǎo)圖作為一種圖形化的工具，被廣泛應(yīng)用于教育教學(xué)過(guò)程中。本研究主要探討思維導(dǎo)圖這一強(qiáng)大思維工具在大學(xué)物理電磁學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用潛力，旨在利用思維導(dǎo)圖獨(dú)特的結(jié)構(gòu)化與可視化特性，為學(xué)生搭建起一座通往電磁學(xué)知識(shí)殿堂的橋梁。從厘清電磁學(xué)發(fā)展的時(shí)間脈絡(luò)，到揭示電學(xué)與磁學(xué)之間的微妙關(guān)聯(lián)，思維導(dǎo)圖以其直觀、系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，將復(fù)雜的電磁學(xué)概念、理論和公式以樹(shù)狀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)。思維導(dǎo)圖不僅能夠幫助學(xué)生輕松構(gòu)建知識(shí)框架，方便其更好地理解電磁學(xué)知識(shí)。而且能夠激發(fā)他們對(duì)學(xué)習(xí)的興趣，大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和效果。

（一）電磁學(xué)的發(fā)展具有明確的時(shí)間線和發(fā)展脈絡(luò)，利用思維導(dǎo)圖的結(jié)構(gòu)化特點(diǎn)，可以很好地厘清電磁學(xué)的理論框架

電磁學(xué)發(fā)展的黃金時(shí)期是19世紀(jì)，這一時(shí)期電磁學(xué)理論不斷發(fā)展，各種電磁學(xué)相關(guān)的概念、規(guī)律和理論相繼建立。利用思維導(dǎo)圖可以很方便地將電磁學(xué)的發(fā)展脈絡(luò)展現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)厘清電磁學(xué)的發(fā)展脈絡(luò)和梳理電磁現(xiàn)象產(chǎn)生背后的故事，了解科學(xué)家追求真理的執(zhí)著，對(duì)于培育和弘揚(yáng)科學(xué)精神至關(guān)重要。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，電磁學(xué)早已形成了成熟的理論框架和知識(shí)體系。教師在講授電磁學(xué)課程時(shí)，對(duì)電磁學(xué)的知識(shí)傳授應(yīng)該是系統(tǒng)的。換句話說(shuō)，知識(shí)傳授的質(zhì)量取決于對(duì)理論框架和知識(shí)體系的清晰表述。在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該以合乎認(rèn)知邏輯的知識(shí)架構(gòu)向?qū)W生展示出電磁學(xué)的知識(shí)架構(gòu)。知識(shí)架構(gòu)如同大樹(shù)的樹(shù)干和枝葉，是電磁學(xué)知識(shí)的認(rèn)知基礎(chǔ)，是電磁學(xué)知識(shí)點(diǎn)的相互聯(lián)絡(luò)。思維導(dǎo)圖的結(jié)構(gòu)化特點(diǎn)使其成為構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)的理想工具。利用思維導(dǎo)圖構(gòu)建的電磁學(xué)知識(shí)架構(gòu)，可以使學(xué)生更容易更清晰地接受電磁學(xué)的內(nèi)容，能夠加深學(xué)生對(duì)知識(shí)脈絡(luò)的理解，為學(xué)生預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)提供抓手。

（二）電學(xué)和磁學(xué)具有緊密的關(guān)聯(lián)性，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的研究方法和手段具有高度的相似性，利用思維導(dǎo)圖可視化特點(diǎn)可以方便做對(duì)比研究學(xué)習(xí)

電磁學(xué)是一門(mén)內(nèi)容組織有序，各章節(jié)緊密關(guān)聯(lián)的課程。電磁學(xué)課程的內(nèi)容主要分為電學(xué)和磁學(xué)兩個(gè)部分，雖然是兩個(gè)部分的內(nèi)容，但這兩方面并不孤立。例如，從自身聯(lián)系方面，電能產(chǎn)生磁，磁亦能生成電，兩者在一定的條件下能夠互相轉(zhuǎn)換。從研究方法上，研究靜電場(chǎng)和恒定磁場(chǎng)性質(zhì)時(shí)，采用的研究方法都是旋度和散度。在研究?jī)?nèi)容方面，都會(huì)涉及場(chǎng)強(qiáng)疊加原理、高斯定理和環(huán)路定理。除了以上聯(lián)系之外，兩者之間也存在很多區(qū)別。例如，靜電場(chǎng)是有源無(wú)旋場(chǎng)，恒磁場(chǎng)是有旋無(wú)源場(chǎng)。電場(chǎng)中的物質(zhì)可以分為導(dǎo)體和電介質(zhì)，磁場(chǎng)中的物質(zhì)可以分為順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)等等。由于電學(xué)和磁學(xué)部分有如此多的相似點(diǎn)和不同點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，極容易混淆兩個(gè)部分內(nèi)容中的概念和物理規(guī)律。思維導(dǎo)圖具有可視化特點(diǎn)，利用思維導(dǎo)圖可以將電學(xué)和磁學(xué)兩部分內(nèi)容有機(jī)地整合起來(lái)。學(xué)生通過(guò)思維導(dǎo)圖給出的知識(shí)結(jié)構(gòu)，可以直觀地觀察到兩者的區(qū)別和關(guān)聯(lián)性。

四、思維導(dǎo)圖在大學(xué)物理電磁學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐

有效提升教學(xué)質(zhì)量與學(xué)習(xí)效率一直是教育者與學(xué)習(xí)者共同追求的目標(biāo)。教師可從教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，將思維導(dǎo)圖這一創(chuàng)新教學(xué)工具應(yīng)用于電磁學(xué)教學(xué)，發(fā)揮其從課前準(zhǔn)備到課中互動(dòng)，再到課后反思的全鏈條價(jià)值。通過(guò)思維導(dǎo)圖，教師能夠精準(zhǔn)提煉教學(xué)重難點(diǎn)，構(gòu)建清晰的知識(shí)脈絡(luò)。學(xué)生在課堂上則能直觀感受知識(shí)的邏輯關(guān)聯(lián)，輕松掌握復(fù)雜的電磁學(xué)概念。此外，思維導(dǎo)圖還成為課后反思與總結(jié)的得力助手，助力教師不斷優(yōu)化教學(xué)策略，方便學(xué)生深化理解、鞏固記憶。

（一）思維導(dǎo)圖在課前教學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

教學(xué)設(shè)計(jì)是保證教學(xué)質(zhì)量的前提，清晰有層次的課前教學(xué)設(shè)計(jì)對(duì)于教師把握教學(xué)節(jié)奏和教學(xué)重難點(diǎn)的至關(guān)重要。利用思維導(dǎo)圖教師可以快速地提煉出教學(xué)內(nèi)容的重難點(diǎn)，然后從關(guān)鍵點(diǎn)出發(fā)由點(diǎn)及面地整理和補(bǔ)充相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)對(duì)知識(shí)脈絡(luò)的梳理將抽象的、零散的知識(shí)變得可視化和條理化。思維導(dǎo)圖可以顯著提高教師課前的備課效率，讓教師在短時(shí)間內(nèi)厘清教學(xué)思路，合理把握重難點(diǎn)。

比如在進(jìn)行靜電場(chǎng)這一章的教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，教師首先可以利用思維導(dǎo)圖繪制出該章節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容（庫(kù)侖定律、電場(chǎng)強(qiáng)度、場(chǎng)強(qiáng)疊加原理、靜電場(chǎng)高斯定理和靜電場(chǎng)安培環(huán)路定理)，利用思維導(dǎo)圖中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和關(guān)鍵詞對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容加以呈現(xiàn)，思維導(dǎo)圖繪制的網(wǎng)狀知識(shí)結(jié)構(gòu)使重點(diǎn)內(nèi)容一目了然。然后從上述關(guān)鍵詞（節(jié)點(diǎn)）出發(fā)，對(duì)上述重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和梳理，利用思維導(dǎo)圖的層級(jí)結(jié)構(gòu)將知識(shí)脈絡(luò)繪制出來(lái)，從而將大篇幅的文字表述凝練成易于記憶和聯(lián)想的可視化圖像。這個(gè)過(guò)程可以使教師先將“厚”書(shū)本讀“薄”，然后結(jié)合自己的知識(shí)和基礎(chǔ)補(bǔ)充相關(guān)內(nèi)容，再將\"薄\"書(shū)本讀\"厚”。通過(guò)繪制思維導(dǎo)圖，教師可以在教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中將書(shū)本知識(shí)和自己理解及知識(shí)儲(chǔ)備融會(huì)貫通。這樣教師在講課過(guò)程中，就會(huì)更加從容應(yīng)對(duì)，有條不紊地將書(shū)本知識(shí)和自己的觀點(diǎn)傳達(dá)給學(xué)生，讓課堂內(nèi)容更加豐富易懂，課堂效果更佳。

（二）思維導(dǎo)圖在課中教學(xué)板書(shū)和講解中的應(yīng)用

在課堂板書(shū)中，以思維導(dǎo)圖為抓手，邊講解邊繪制思維導(dǎo)圖。利用思維導(dǎo)圖中的關(guān)鍵詞和不同字體顏色，將課程的重難點(diǎn)清晰地呈現(xiàn)出來(lái)，借助思維導(dǎo)圖的結(jié)構(gòu)層次使知識(shí)點(diǎn)的脈絡(luò)更加清晰。思維導(dǎo)圖的使用不僅能夠在零散的知識(shí)點(diǎn)間建立起聯(lián)系，讓學(xué)生清晰地理解和掌握知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)聯(lián)性，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容而理解和記憶；還可以將大篇幅的文字表述簡(jiǎn)化成易于繪制的結(jié)構(gòu)圖像，方便學(xué)生做課堂筆記，學(xué)生在課后也可以結(jié)合思維導(dǎo)圖聯(lián)想課堂所學(xué)，減輕其復(fù)習(xí)壓力。

此外，電磁學(xué)課程分為電學(xué)和磁學(xué)兩個(gè)部分，兩部分內(nèi)容的研究思想具有非常相似之處，但是實(shí)驗(yàn)規(guī)律明顯不同。學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中經(jīng)常將兩部分內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)規(guī)律混淆，如何讓學(xué)生清晰地分辨出電學(xué)和磁學(xué)的不同，掌握電學(xué)和磁學(xué)部分的基本規(guī)律，也是課堂上必須要解決的問(wèn)題。利用思維導(dǎo)圖將兩部分內(nèi)容整合起來(lái)是區(qū)分不同的一種非常好的辦法，圖1是電介質(zhì)和磁介質(zhì)的思維導(dǎo)圖，兩者既有相似也有不同。學(xué)生可以借助整合過(guò)的思維導(dǎo)圖對(duì)知識(shí)進(jìn)行對(duì)比學(xué)習(xí)，通過(guò)對(duì)比學(xué)習(xí)找到知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，激發(fā)創(chuàng)造性思維，進(jìn)而加深學(xué)生對(duì)兩部分知識(shí)體系的把握和深入理解。

舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于學(xué)生易產(chǎn)生疑問(wèn)的問(wèn)題，教師可以在思維導(dǎo)圖中添加備注、對(duì)應(yīng)關(guān)系或類(lèi)比說(shuō)明。這樣的標(biāo)注和說(shuō)明可以使思維導(dǎo)圖表達(dá)的內(nèi)容更加全面，層次結(jié)構(gòu)更加清晰，指代關(guān)系更加明確。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，學(xué)生能夠更深入地理解相關(guān)的電磁學(xué)知識(shí)，從而激發(fā)出更多的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力。總之，通過(guò)不斷更新知識(shí)思維導(dǎo)圖和問(wèn)題思維導(dǎo)圖，教師可以更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，并提供更有針對(duì)性的知識(shí)和解決問(wèn)題的方法。思維導(dǎo)圖的應(yīng)用為教學(xué)提供了一個(gè)強(qiáng)大的工具，促進(jìn)知識(shí)的傳授和學(xué)習(xí)的深化。

（三）思維導(dǎo)圖在課后反思總結(jié)方面的運(yùn)用

結(jié)合課堂和課后學(xué)生提出問(wèn)題以及自身教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化、豐富和修改。教師可以利用思維導(dǎo)圖對(duì)學(xué)生提出的零散問(wèn)題進(jìn)行梳理和分類(lèi)，也可以結(jié)合調(diào)查問(wèn)卷中的問(wèn)題，快速分析出教學(xué)過(guò)程中可能存在的問(wèn)題和瓶頸。隨著教學(xué)的不斷進(jìn)行，教師可以根據(jù)學(xué)生的反饋和問(wèn)題，持續(xù)更新知識(shí)思維導(dǎo)圖和問(wèn)題思維導(dǎo)圖。這樣可以不斷充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，涵蓋更多的細(xì)節(jié)和深入的內(nèi)容，從而滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。教師也可以通過(guò)更新思維導(dǎo)圖，改進(jìn)教學(xué)方法，改善教學(xué)技巧，提升教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

五、結(jié)語(yǔ)

本研究闡述了思維導(dǎo)圖用于大學(xué)物理電磁學(xué)教學(xué)的必要性和可行性，并從教師課前教學(xué)設(shè)計(jì)、課中板書(shū)和課后教學(xué)反思等三個(gè)角度出發(fā)，對(duì)思維導(dǎo)圖在大學(xué)物理電磁學(xué)課堂上的應(yīng)用實(shí)踐做了分析探討。將思維導(dǎo)圖運(yùn)用到大學(xué)物理電磁學(xué)的教學(xué)實(shí)踐中，可以顯著提高教師課前的備課效率，幫助教師準(zhǔn)確把握教學(xué)內(nèi)容重難點(diǎn)，有助于提升課堂教學(xué)效果。對(duì)于學(xué)生而言，有利于其對(duì)電磁學(xué)知識(shí)的理解和記憶，養(yǎng)成好的思維和思考方式，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。因此，利用思維導(dǎo)圖結(jié)構(gòu)化和可視化的功能特點(diǎn)，將思維導(dǎo)圖應(yīng)用于電磁學(xué)課程輔助教學(xué)，是一種非常值得探究的變革性教學(xué)方法。

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