运用思维导图深化概念教学，建构物理概念体系

文广州市南海中学 于萍

物理概念教学是指概念性知识的教学，包括概念、原理、规律的教学。物理公式是物理概念的简写，对掌握物理概念有重要作用，也是学好物理的关键。而学生往往只是对概念死记硬背，因而解题时生搬硬套公式，越学越困难。

一、根据教学内容，从“小图”到“大图”，学习概念进阶

1.学习基本概念

对于某一概念或公式的教学，教师在讲解完所学概念后，可指导学生画出思维导图，学习基本概念。在此过程中，引导学生对概念进行深挖，加深理解概念的内涵和外延。例如在学习库仑定律的概念时，某学生用来突出库仑力公式的适用条件和公式中各物理量的意义，比传统的笔记更一目了然。该学生从库仑定律公式中电荷量Q外延至静电场的产生、场源电荷、试探电荷等概念，从两电荷的相互作用加深了对牛顿第三定律的理解，从静电力常量k学习了扭秤实验的原理。后来学习了电场强度的概念后，又在图中补充了F=qE公式及其适用范围。在整个学习过程中，学生从一个公式出发，将零散的概念联系起来，形成了初步的概念体系。可见，这种对概念的学习，“不是被动客观地接受外部知识的过程，而是主动地以已有经验为基础，建构内部认知结构的过程”。

2.学习重要概念

对于某些综合性较强的重要概念，可指导学生将新旧知识联系起来，建构重要概念体系。如学习感应电动势时，某学生通过图将公式中的物理量与旧有概念相结合，如感应电动势中的E与闭合电路欧姆定律中的电源电动势E；切割磁感线运动的速度V与瞬时速度、平均速度；这些正是学生觉得混乱之处：同一个字母，所代表的物理意义一样么？有什么联系？弄清其根本联系后，就不会再生搬硬套了。之后学生又由欧姆定律公式中的电流I联系到感应电流方向的判定方法以及闭合电路中电流的方向，这一点老师并没有让他比较，而是他自己在之前的学习过程中存在困惑之处，在画思维导图时自然就联想到了。在这过程中，学生已经从传统教学中的被动接受者，转变为知识加工的主动建构者，成为学习的真正主人。更为精妙的是，该学生由有效长度L联想到课后所做的习题：求圆弧导线的有效长度，并把它画在思维导图中，提醒自己在日后复习中加以注意。养成这种习惯，学生在应用公式解题时能考虑周全，快速找到题目中的隐含条件，不掉进“陷阱”，提高解题速度。

虽然是新授课，但学生在画思维导图时，注重了新旧概念的联系，已从学习知识变为建构知识。认知心理学家布鲁纳等人提出了新进的概念学习理论：“概念学习就是学习者利用已有的知识和认知结构，积极主动地感知、整合、加工和记忆外部信息的过程”。学生以用思维导图构建起的概念体系为基础，使之成为后续知识的生长根基，不断地补充完善，最终形成更完整、清晰的知识网络，在日后解题时能准确快速地检束到相应知识，而不会一筹莫展。这也是建构主义所提出的“学习既是对新信息意义的建构，也是对原有知识经验的改造和重组。”

二、运用思维导图深化概念教学，建构物理概念体系的实施过程

学生以课本和笔记为基础，将知识内容进行梳理，明确要求掌握的概念。在这些概念中，选定中心词。例如《恒定电流》一章是围绕电路展开，中心词自然就选定为闭合电路的欧姆定律公式E=Ir+IR。再根据自己对公式的认识、概念的理解，找出公式中各物理量与其它概念之间的联系，作为主要分支。如E与E=U外+U内，R与电阻定律分支用曲线连接起来，按照自己的思维，把主要分支和二级分支连接起来，以此类推。学生画出了电阻的测定、串并联电路计算、电源的功率关系、闭合电路的U-I图像等知识为第二、三级分支。这样学生通过画图实现了对知识的再总结、再整合，建构出自己的知识体系。这一步可以在堂上做，也可预先布置给学生在课前完成。

完成自己的思维导图后，学生在堂上进行小组讨论。每个小组成员之间互相讲解、磋商、更正，集思广益。在分享的过程，通过将自己制作的思维导图与其他同学进行比较，能帮助学生认识到自己对概念理解的不足，反思自己的错误概念，弄清错误的来源，使原本含糊不清的概念变得清晰明朗，且记忆更深刻。这一过程能够增加学生的参与度，激发他们的学习兴趣，促使他们积极思考，增强生生互动，培养合作学习的能力。

最后，各小组选出优秀代表讲解展示，小组间评比竞争，教师点评小结。这个环节每个学生都积极参与，认真听讲自己小组讲解时，既有成就感，又怕代表讲错要及时更正；别组成员讲解时，认真地找茬，看能否找到不足之处。教师也从中分析学生对概念理解的深度和广度，及时诊断，加以补充。例如根据学生所画的闭合电路欧姆定律的U-I图，加入如何在此图像中求电源的电动势E和内阻r。又如在学生已归纳出电源的功率与输出功率、损耗功率的基础上，教师可以引导学生更进一步细化、深化，在U-I图中的用图形的面积描绘出三者的关系，就把图像的功能归纳得更完整了。

三、运用思维导图深化概念教学，建构物理概念体系的反思

1.要充分体现学生的自主性，以生为主，以师为辅

《高中物理课程标准》指出：“转变学生的学习方式是课程改革的基本要求，教师要更新教学观念，在教学中引导学生进行自主学习、探究学习与合作学习，帮助学生形成终生学习的意识和能力”。在运用思维导图构建物理概念体系过程中，学生是主动建构者,而不是被动的吸收者。要充分发挥学生的主观能动性，让学生自主学习，边学习、边思考、边总结、边创造，大胆地发散思维，提出自己的观点，独立建构出自己的知识体系。思维导图方法的运用从一开始就强调了学生学习的自主性。只有通过自己梳理、归纳、加工所获得的知识，才能真正理解运用，内化为自己的知识体系，而不是靠老师的填鸭式教学。

2.要充分发挥合作学习的作用，发挥小组讨论的优势

作为独立的个体，思维总是有一定的局限性，需要不断拓展、完善。因此，新课标强调以自主学习为基础的同时，还需要进行合作学习。在合作学习时，学生通过讨论思路得到拓展，思维潜能得到极大释放，由此而产生的学习效益将是巨大的。在共创思维导图的过程中，学生们平等交流、民主讨论、愉快合作，有利于学生之间的交流与沟通，使更多的学生乐于参与到这一过程中，有利于培养学生合作意识.而之后的组间的竞争，又有利于培养学生的团队精神。【本文系广州市教育科研“十二五”规划2015年度课题《高中物理核心概念教学策略研究》的研究成果，课题编号：1201573865】