利用思维导图开展初中物理教学研究

2022-06-11周盼盼

中学教学参考·理科版 2022年3期

周盼盼

[摘要]初中物理复习涉及的概念、规律、公式较多，利用思维导图有助于将知识结构化和思维可视化，进而提高课堂教学效率。将思维导图应用于“从粒子到宇宙”单元复习，可以“知识串”为载体，促进单元知识的结构化;以实验“情境”为载体，助力单元复习中思维的可视化;以“问题链”为载体，促进单元复习的高效化。

[关键词]思维导图;单元复习;思维可视化

[中图分类号] G633.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2022）08-0053-03

运用文字、图片、视频、动画等方式，将物理概念、规律和公式生动形象地展示出来，并借助学生头脑中的思维逻辑和视觉信息，帮助学生主动建构所学知识，使所学知识结构化、系统化，可有效提高教学实效。在实际教学中，将人脑中隐性的知识通过节点进行链接，构建结构清晰的网状图式，从而使知识显性化和可视化，是行之有效的。在初中物理复习教学中，教师应通过绘制思维导图链接相关的物理概念，整合知识点，使物理复习更具逻辑性和系统化，从而帮助学生梳理知识脉络，形成知识体系。大量事实和研究表明，利用思维导图开展教学能极大地提高学生的学习积极性，提高教学实效。

一、绘制思维导图，开展思维可视的初中物理教学

初中物理复习时间紧、任務重，并且物理概念、规律多，知识联系紧密，因此需要学生有较强的理解、归纳、整合能力。为了减轻学生的学习负担，教师需要突出重难点，抓住主干内容。对概念性较强的教学内容，单纯地让学生死记硬背是不可取的。这样的教学，学生缺少理解过程，也无法从视觉、听觉上给学生强烈的冲击感，学生的学习效果往往不尽如人意。因此，教学中教师要为学生搭建思维框架，绘制思维导图，有条不紊地呈现学生的思维过程，帮助学生构建知识体系。思维导图在构成元素上较为全面，且逻辑性和系统性较强，相对其他教学形式更加直观，对知识的表征更有层次性。思维导图不仅便于对知识进行梳理与整合，还便于对知识进行补充与创新。

物理学科不仅概念、规律抽象丰富，更是一门以观察和实验为基础的学科。在复习教学中，教师利用图例、视频、动画等可视化教学资源是非常必要的。格式塔心理学家认为，学习就是知觉的重新组织，需要认清知识的内在联系、结构与性质。因此，教师在教学中要充分调动学生的视觉、听觉，让教学可视化，帮助学生将零散碎片化的知识联系起来，将知识结构化，让学生更有条理地掌握知识。

二、思维导图在初中物理教学中的作用

（一）可将知识结构化

应用思维导图可帮助学生有序梳理章节知识，将散乱、繁杂的知识建立联系。通过思维导图将新旧知识建立联系，有助于学生对比与区别，便于学生运用相关知识解决问题。同时，借助思维导图拓展相关课外知识也会让学生的思维得到进一步发散，有效提高学生思考问题的深度。在实际教学中，物理教师可以将学生容易混淆的概念和变式难题通过思维导图进行呈现并做递进式讲解，引导学生对相关知识进行横、纵向对比，从而发现知识间的差异性和相关性，促进学生掌握物理知识的本质，最终将知识结构化。

（二）可让思维可视化

物理学科教学目标不仅要求学生熟练掌握教材中的知识点，更要拓宽学生的思维，提高学生的科学探究能力。针对这一教学要求，在实际教学中教师在绘制思维导图时，可以插入图例、动画、视频或者通过文字描述来增强思维的可视化。视觉的冲击往往能给学生带来深刻的印象，大大激发学生探索和学习的欲望，其教学效果往往比单纯讲授知识要好。因此，教师应以思维导图为线索，借动画、视频等增强教学的可视化，引导学生主动思考和拓宽思维。

（三）可提高教学实效

应用思维导图还可以对教学内容进行高度的整合，提高教学效率。通过思维导图将教学内容呈现出来，使得学生在学习主要知识的同时，也能链接和回顾旧知识，促进新旧知识之间的相互渗透与整合。思维导图的多元整合功能不仅能让学生更系统、直观地学习知识，而且能由此及彼，链接相关知识，帮助学生建立完整的知识体系。其中可视化教学能使物理课堂教学更加清晰，更加高效。

三、思维导图在初中物理复习教学中的应用

笔者以苏科版“从粒子到宇宙”单元复习为例，尝试通过设计“知识串”、精选“实验情境”和巧设“问题链”等，促进单元知识的结构化，助力学生思维的可视化以及促进单元复习的高效化。以下是笔者借助思维导图进行初中物理单元复习的教学策略。

（一）以“知识串”为载体，促进知识结构化

奥苏贝尔的有意义学习理论认为，教师教学的基本任务是找出学生知识的生长点，建立某种支架，然后围绕生长点进行讲解，建立知识联系，形成知识体系。实际教学中，教师应以思维导图为线索，将整章知识串联起来，帮助学生厘清知识脉络，建立完整的知识体系。围绕“从粒子到宇宙”这一主题展开复习，对相关知识进行整合和发散。首先在复习引入环节，通过一段精彩视频展示微观粒子和宏观宇宙的变化，吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣。结合这段视频总结本节复习课的主要内容，即微观粒子和宏观宇宙，以此建构主框架。如图1所示，从粒子世界展开，引导学生回答有哪些微观粒子，并逐个拓展延伸知识点，包括分子动理论、原子组成、电子发现以及原子核组成等。

梳理好粒子世界的知识关系后，紧接着由微观世界转移到宏观宇宙，整理出对应的知识点，即宇宙的起源及宇宙的两个学说——中心说和结构说。在知识串的链接过程中，教师可以通过小故事将知识点串起来，在讲故事、趣事中讲解物理知识，这样不仅能吸引学生的注意力，还能丰富物理知识，让物理教学更加生动有趣。寓教于乐，让学生快乐学习一直是教育教学的根本。在这样的复习教学中，不知不觉就为学生建构了知识框架，学生理解和记忆知识点更加顺畅、高效。宏观宇宙部分的知识框架如图2所示。

设计以“知识串”为载体，紧密联系本单元的主要知识点，将零散碎片化的知识通过思维导图串在一起。这样，学生在对该资源信息加工的过程中，才能对复习内容进行梳理整合，在头脑中形成知识网络图，便于理解记忆。同时经过知识串的梳理，学生对本单元的知识体系有了基本的掌握，这样方便学生从整体上把握单元教学的重难点。

（二）以实验“情境”为载体，助力单元复习的可视化

皮亚杰认为，学习者的知识是在一定的情境下，借助他人的帮助，如人与人之间的协作、交流，利用必要的信息技术等，通过意义的建构而获得的。物理单元复习，因为复习的内容学生在新课中都已经学过，所以学生在复习时会掉以轻心，认为内容都已经掌握，不必再重复学习，从而出现课堂气氛沉闷、学习积极性不高的现象。基于此，教师应适当精选图片、动画、视频、实验等为学生的学习注入活力，激发学生的学习兴趣，同时助力单元复习的可视化，提高课堂教学效率。在复习微观粒子中的分子动理论时，通过播放二氧化氮的扩散现象（如图3）、水和酒精混合实验（如图4）以及能吊起重物的铅柱视频（如图5），充分吸引学生的注意力，让学生积极主动地参与到课堂中，并赋予学生“小老师”角色，让学生成为课堂小主人，由学生上台总结分子动理论的内容。

通过展示微观粒子的数量级（如图6），让学生比较分子、原子、原子核、电子、质子和夸克之间的大小关系以及一般分子数量级，并回忆电子的发现者、原子核式结构模型的提出者等。通过播放丝绸摩擦过的有机玻璃棒靠近毛皮摩擦过的橡胶棒的视频（如图7），让学生总结正负电荷的定义，以及电荷之间相互作用的原理。

以实验“情境”为载体，创设鲜活的教学情境，形象直观地展示教学内容，可助力单元复习的可视化，将复杂抽象的理论知识转化为易于理解的内容，增强课堂教学的趣味性，激发学生学习物理的兴趣。

（三）以“问题链”为载体，提高复习教学效率

奥苏贝尔提出，有意义的学习过程的实质，就是符号代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当观念建立非任意的和实质性的联系。单元复习的目标是促进学生运用已有的知识经验理解新知识，提高学生的迁移应用能力。在新旧知识衔接过程中，需要教师设计有效问题引导学生回答。教师需要对学生的知识储备有最基本的了解，设计符合学生认知规律的有梯度的“问题链”，并以此为载体，帮助学生将新旧知识联系起来，使学生的思维更加具有连贯性和逻辑性，让学生能将现有知识用于解决新问题。

在复习分子动理论中的“分子间有间隙”这一知识点时，教师首先播放水和酒精混合实验的视频，然后引导学生回答下列几个问题。

师：水和酒精混合后液面明显下降，说明什么问题？

生：说明分子间有间隙。

师（追问）：水和酒精混合实验，是先倒入水，还是先倒入酒精？还是不管先倒什么都对实验没有影响？

生：应该先倒入水，再倒入酒精。

师（继续追问）：为什么呢？请一位同学解释原因。

生：因为酒精的密度比水小，先倒入水，再倒入酒精，实验现象更明显;如果顺序反了，酒精在下面，水在上面，而水的密度大，就会向下渗透，液体混合后，实验现象就不明显了。

师：分子动理论除了分子间存在间隙，还有哪些内容？

生：还有分子做永不停息的无规则运动和分子间存在引力和斥力，如图9所示。

教师以“问题链”为思维载体，将问题设计成由浅入深、具有逻辑顺序的形式，不断启发学生深度思考，挖掘内在取系，揭示知识本质。应用思维导图整合和归纳学生的思考所得，使学生在主动求知中巩固知识，提升解决问题的能力，建构良好的知识结构体系。学生在迁移应用中，有效提升了认知能力和解决问题的能力。

复习教学想要精彩且有效是非常困难的。复习教学不仅要拓宽学生的知识域，让学生在复习课中有醍醐灌顶的感觉，更要突破教师自身的教学惯性和风格，使复习课也能生机勃勃、独树一帜。

本节课以苏科版物理教材“从粒子到宇宙”的单元复习为例，应用思维导图，开展可视化的初中物理复习教学，有效突破了传统的复习教学方式，大大激发了学生的学习热情，提高了学生的学习积极性。