赵博

摘 要：思维导图是指学习者对特定主题建构的知识结构的一种视觉化表征，是语义网络的可视化表示方法，是人们将某一领域内的知识元素按其内在关联建立起来的一种可视化语义网络。思维导图和传统的线性笔记不同，它能直观、形象、一目了然地描述出知识脉络及其之间的联系。利用思维导图辅助物理实验教学，可以清晰地呈现思维过程和各要素之间的逻辑关系，从而提升实验的效果。

关键词：思维导图;高中物理实验;辅助

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2020）09-037-1

物理实验教学能够发展学生科学思维能力、培养学生科学探究能力、端正学生科学研究态度。在物理教学中，由于高中学生课业繁重，学生能在实验室亲自动手实验时间有限，于是有些学生生搬硬套实验步骤以图提高实验效率，然而他们在面对新的实验情境时往往束手无策。这就说明：缺少思考的实验课悖离了发展学生科学思维能力、培养探究能力、端正科学态度的教学初衷。然而，将思维导图引入物理实验教学，则可以清晰地呈现思维过程、图形化地表达逻辑关系，以此辅助高中物理实验教学，可以有效地提高实验教学效率，并能更好地培养学生的实验能力。

一、真实践才会有效率

高中物理学生实验报告一般包含实验原理、实验器材、实验注意事项、实验步骤、实验记录、实验数据处理，实验结论等内容。在一节45分钟的高中实验课堂教学中，如果要有问题、有情境地引导学生分析实验原理;归纳理清实验步骤;分析注意事项的原因，一般会用掉大半节实验课。如果还想在学生实验后进行实验数据处理，那么，留给学生动手操作的实验时间可能就不足十分钟了。每组实验器材一般是两位学生作为一组使用，留给每个学生真正操作的时间就太少了，学生很难对这些实验仪器有充分的认识，更无法达到能熟练操作的目的。

纸上得来终觉浅，实验课堂需躬行。为了让学生能有更多的时间动手实践，教师必须提高实验原理步骤等教学的效率。在一些实验中，如果以思维导图代替传统的实验原理板书，则可以在一定程度上避免实验原理教学和实验步骤教学中的重复，减少板书字数，方便学生快速地理清实验步骤。以“油膜法测分子大小实验”为例，教师可以引导学生以形象的黄豆粒类比看成球形的分子，通过讨论得到d=V/S实验原理，进而明白选择油酸作为实验对象的原因，再引导学生分别从测V和测S两个角度思考，提出“怎样获得很小的一滴油酸”、“怎样测量它的体积”、“如何看出油膜轮廓”、“如何测量油酸膜的面积”等问题。教师在和学生一问一答的过程中逐步完成思维导图板书（如下图）。学生很容易看出最右侧一列即为实验步骤。省去了繁复的实验步骤归纳板书过程，从而为学生动手实验留下了更多的时间。

二、知其然更知所以然

在以往的实验教学中，一些学生勤奋善记，对与教材实验完全相同的实验题目能轻车熟路地正确完成，然而在遇到题目情境稍有变化时，则表现得不知所措，经常做错。这些学生其實是凭记忆记住实验步骤和内容来解题，并不理解实验操作背后隐藏的原因原理。他们知其然，却不知其所以然，当实验情境发生改变时，他们还是按照自己的记忆中的步骤解题，不能灵活地解决问题。教师在实验教学中一般都会讲明实验操作背后的原因原理，学生在上课时也都能听懂这些逻辑关系，但很多学生却没办法快速有效地在自己的笔记中记录和呈现这些原因和建立步骤与原因的逻辑关系，甚至依赖一些参考资料完成实验步骤的填空作为自己的实验笔记。一段时间后，学生逐渐遗忘了实验步骤背后的原因，开始较多地依赖自己的机械记忆解决实验题。

思维导图形式的板书和笔记，以一个初始的待解决的实验问题为核心，向四周辐射出需要解决该核心问题的下一级新问题，如此逐层逐条向外扩展，一直到最后一层即可实际操作的步骤。学生记录的不仅仅是实验步骤，还有从实验问题出发得到实验步骤的一条条逻辑线，也就是步骤背后的原因。更重要的是学生还借助思维导图记录了实验步骤和其背后的原因原理之间的联系，这些联系避免了学生的死记硬背，有助于学生灵活地应用物理知识解决多样的问题。

三、懂逻辑方能学物理

新课标要求必修阶段高中学生必做实验共有12个，选择性必修3个部分学生必做实验共9个，在如此有限的实验课中，要发展学生的探究能力、提高学生科学探究核心素养的水平，教师必须将实验教学的重点从具体的实验内容转向到解决问题的思维方法和逻辑。学生只有学会寻找逻辑建立模型，才能把千变万化的真实情境转化为可探究的物理问题;学生只有学会理顺问题间的逻辑关系，才能自己独立制定科学探究方案;学生只有学会普适的逻辑推理方法，才能依据不同的数据分析归纳出合理的结论。

法国科学家庞加莱说过，物理学是由一系列事实、公式和法则建立起来的，就像房子是用砖砌成的一样。但是，如果把一系列事实、公式和法则看成物理学，那就犹如把一堆砖看成房子一样。物理教学不仅要教会学生这些事实、公式、法则，更要教学生物理的科学方法、思维能力、逻辑魅力。高中物理实验教学也不仅是学会做了多少具体的物理实验，更要教会学生用实验解决问题、证明推理、探求新知的能力。思维导图的绘制方便快速，它可以用图形化的方法建立出物理问题的逻辑关系，因此，教师应积极利用它来辅助高中物理实验教学，帮助学生提高学习效率、理清实验逻辑、提高科学探究素养水平。

（作者单位：无锡市堰桥高级中学，江苏 无锡214000）