思维导图在初中物理教学中的应用

◎福建省福州外国语学校 王洪泠

思维导图在初中物理教学中的应用

◎福建省福州外国语学校 王洪泠

思维导图是在人脑功能和人类行为模式研究基础上所获得的科学的思维模式。本文在思维导图机理和特点分析的基础上，尝试将其引入初中物理教学，具体阐述其在备课、新课教学以及复习课中的具体应用，以培养初中生的思维方式，建立良好的知识结构。

思维导图；初中物理教学；思维方式

1 思维导图概述

思维导图，也称心智图，它是基于人脑功能和人类行为模式研究所获得的一种科学的思维模式。其机理源自大脑活动的两个方面：首先，人类最自然的思考方式是发散性思维，文字、图像、节奏、气味、颜色等外来信息进入大脑形成一个中心触点，并由此中心向四周辐射形成新节点，再由此依次向外辐射呈现出立体式放射性结构；其次，根据斯佩里博士的割裂脑实验证明，人脑分为左右半脑，左半脑主管语言文字、逻辑分析等抽象逻辑思维，右半脑主管图像、色彩、空间等具体形象思维，左脑的记忆回路是低速记忆，右脑则是高速记忆。

基于以上两大研究，英国的东尼·伯赞创造性地提出了思维导图，他把这些无意识的图像、符号等与文字进行组合，变成一种有意识、有一定规则方式的组合模式，思维导图实质上是发散性思维的外部表现。

物理抽象的学科知识和初中生以形象思维为主的思维方式之间的强烈对比给学生学习带来了一定困扰，物理就像一座难以翻越的高山挡在学生心里。因此要从本质上解决问题，就要改变学生的思维方式。思维导图不仅仅是一种工具，更是一种多角度思考和收放自如的思维方式，能够在潜移默化中影响学生的思维方式。

2 思维导图的基本特点和绘制方法

思维导图有哪些特点？基于这些特性该如何来绘制思维导图？笔者以沪科版八年级物理《声现象》为例，进行详细说明。

思维导图的绘制可以采用电脑软件，也可以进行手工绘制，在教学中要注意引导学生自主地进行绘图。

首先，注意的焦点清晰地集中在中央图像上，也就是“声现象”。一般选用横放的A4纸，这是由于人眼在同一时间能够关注到的视觉范围是一个椭圆形，在纸的正中央用一个彩色图像、符号或者文字来代表中心。

图1

图2

其次，各主题作为分支从中央向四周放射。声现象包括声音的产生和传播、声音的分类、声音的基本特征以及应用四个方面的内容（如图一）。接着由声现象再发展第二分支声音的产生和传播（如图二）。分类方式并不唯一，在这个过程鼓励学生多思考，深入解读知识，从而绘制拥有个人特色的思维导图。在绘制分支的过程中，要讲究一定的对称美，由于人的短时记忆容量有限，分支5-7个为宜。

再次，分支以关键词或图像的形式呈现。（如图二）不宜把一完整的句子直接放在思维导图上，引导学生学会寻找关键词，抓住重点。

最后，更细化的分支按合乎逻辑的方式以此类推向外拓展，整体上呈现树状结构。不同的层级之间要具备逻辑性，加深学生对知识内在联系的深层次理解，培养学生的逻辑思维能力。

3 思维导图在初中物理教学中的应用

3.1 思维导图在备课中的应用

备课是教学工作顺利进行的前提，备课时主要涉及三个方面的内容:为什么教？教什么？怎么教？在这个过程中要考虑学生现有的知识能力基础、学生的认知风格和差异、教材的内容和逻辑关系，思维导图作为一个整体结构，从全局观念出发，能够多角度多方面地考虑问题。

图3

图4

图3 是关于《运动的快慢》的备课，主要分为三大块:第一、学生分析（如图四），包括学生已有的基础、学生理解的容易点和难点、学生的典型误解；第二、教学内容分析，包括内容及内部结构、横纵向联系；第三、教学策略分析。

通过一张思维导图，把所有内容融入其中，就好比一张作战地图，相应的策略可以在图上淋漓尽致的表现，无论是决策还是具体的执行都一目了然。同时还可以利用思维导图进行自我反思，在这张图上标注课堂的执行情况，不断地修改、执行、检查、以不断提高自己的教学水平。

3.2 思维导图在新课教学中的应用

思维导图本质上就是大脑的思维方式，每个人从出生开始本能地在内心形成思维导图，从每个发散中心开始，发展出一个个网络。在新授课中充分利用学生大脑的思维方式，采用思维导图的方式进行构建，把教师的教转化为师生共同学习的课堂。

首先让学生利用思维导图进行课前预习，初步理解相关概念和规律，然后画出本节内容的知识导图，并在导图上标注理解的疑难点以及自己对知识的拓展点；接着教师利用思维导图设计的教案进行教学，在教学中要着重关注学生理解的疑难点和障碍点以及学生的预习导图。同时还可以针对部分问题进行集体思维大碰撞，在黑板上绘制集体思维导图，引导学生利用发散思维和聚合思维解决问题。

另外，在教学中板书可以不再采用逐行记录的方式，而是采用中心-主题-关键点的树状结构展开，层次分明地将物理概念和规律有逻辑地呈现，使学生在听课的过程中不断地进行同化、顺应和重组，将所学的内容重点突出、难点突破。同时在潜移默化的影响下，改变学生的记笔记方式，又给学生的学习带来一定的乐趣。避免了传统的线性笔记的既耗费时间，又不能把握知识点的逻辑关系的弊端。

在探究浮力的大小与哪些因素有关时，可以从以下5个方面出发，包括：问题来源、问题猜想、实验模拟、产生质疑、得出结论。引导学生进行分组实验探究，并绘制包含这五大分支的思维导图，从而得到科学结论。以“浮力”的一个探究实验为例：（如图5）

问题来源：放入水中木块上浮而铁块却下沉

提出猜想：浮力可能与物体密度有关

实验模拟：包括三方面，1实验方法——控制变量法；2实验器材——两块外观体积相同的铜块和铁块；3实验现象——把它们浸没在水中，利用称重法测浮力，两个物体浮力大小相同，浮力与物体的密度无关。

产生质疑：为什么都是铁，铁块下沉，而船却可以浮在水面上呢?

得出结论：浮力与物体密度无关,可能与物体体积有关，引入下一个探究.

图5

设计意图:利用思维导图引导学生的思维过程，让学生的猜想不是毫无根据的瞎猜，同时实验设计也是有理有据地进行，另外鼓励学生对实验进行大胆地质疑并进行进一步探究，而不仅仅是为解决问题而解决问题。另外，利用思维导图也可以将看不见摸不着的学生的思维过程外显，使教师能进行针对性地分析和处理。

3.3 思维导图在复习课中的应用

复习的目的在于让学生把学习的物理体系内化成自己的认识，不仅要求学生对各个知识点有深入理解，更要理清知识间的关系，并能够进行重新整合和变通。如果能将思维导图这一工具巧妙地运用到复习课中，在理解知识和厘清知识间的逻辑关系的基础上，引导学生自主建立知识的思维导图，将物理知识内化成自己的理解，能够达到事半功倍的效果。

复习课要切忌教师一手包办，充分发挥学生自主性，独立建构知识网络。

首先，学生主动回忆相关内容，自主构建具有个人特色的思维导图，要注意把握知识间的逻辑关系以及存在的疑难之处。

其次，教师在组织复习时，可以有以下几种方式:教师主导，在黑板正中心画核心主题，然后师生共同讨论按顺时针的次序列出几个初级分支，再由每位学生共同完成次级各分支的知识点建构，学生最后对自己的思维导图进行补充；以同学的思维导图为教学资源，全班同学进行补缺补漏，以共同完成知识的系统化；也可采用小组合作学习的方式，组内同学们根据讨论意见以及教师建议绘制出思维导图并不断进行完善以形成小组思维导图。不管采用什么样的方式，关键要突出学生的主体性。

下面这张图是关于光的章节总结思维导图。

光学这一章知识对初学物理的学生来说，既是重点也是难点。学生普遍反映本章要记忆的知识点较多，且很多部分都是教学的重点。主要包括光的直线传播、光的反射、折射、以及颜色等知识（如图6）。颜色是第二分支（如图7）

图6

图7

最后，复习课除了注重知识结构构建，还要重视知识的灵活运用。教师要精心挑选习题，既要关注大部分同学的薄弱环节和易错知识，也要关注学生差异，设计一些有梯度的题目。初中生在学习物理中有一个明显特质：老师一讲就懂，自己一做就不会。这是因为学生只是记住当前题目的解决方式，未掌握习题的解决思路，所以一遇到新问题就束手无策，因此在讲授习题时教给学生方法显得尤为关键。在某些情况下利用思维导图作为解题辅助工具，既可以帮助学生找出已知和所求之间的关系，迅速找到解题思路，也可以提高学生多角度分析问题的能力。

下面以一道例题为例，分析如何利用思维导图进行解题。

例：有一个质量是178g的铜球，体积是30cm3，请判断此球是实心还是空心的？（ρ=8.9g/cm3）

分析：本题考察的是利用密度进行物质鉴别的知识。学生可以很直接通过测量密度来判断小球是否是空心。但是对于利用体积和质量来判断，学生存在一定困难。利用以下思维导图引导学生进行思维拓展。（如图8）

图8

引导学生分析要判断是否是空心可以把球的密度与铜的密度比较；同时密度与质量和体积也有一定的关系，假设小球是实心，利用铜的密度通过计算小球的质量和体积与小球实际质量和体积相比较。

同时利用思维导图将学生的思考过程可视化，既有利于教师发现学生的问题出现的障碍点，也有利于学生觉察自己的漏洞和思维破绽。

4 总结

思维导图不仅适用于教师的教，更适用于学生的学。它有着以下的作用：多方面、多层面、全方位思考问题，不局限在某个点面；抓住重点，理清脉络，提高效率；思考过程可视化；由一个中心主题出发，向外有机延伸、分叉，形象直观，左右脑协同工作，实现全脑并用，激发无限潜力。

不管是在教学中还是在学习中运用思维导图都是为了帮助学生提高学习能力和培养学生的思维能力，但它作为新的教学和学习的策略，教师应避免直接向学生硬灌思维导图的全新理论，需要在授课过程中进行潜移默化地指导，再抓住契机适当补充思维导图的科学理论，以使学生能够灵活运用。

（责任编辑：詹国荣）