思维导图在高中物理微课中的应用①

崔北元 孙梅芳

(1. 安徽省蚌埠市第三中学,安徽 蚌埠 233010；2. 安徽省蚌埠市田家炳中学,安徽 蚌埠 233010)

1 引言

随着信息技术的发展,微课逐渐受到广大师生的推崇。微课和传统教学方式相比,学习的时间和空间比较灵活,使学生的物理学习变得生动有趣。微课多是针对某个知识模块进行专门设计的,相当于原本逻辑性强的物理知识体系中的一小部分,但从知识的系统性和连贯性看,微课显然将知识碎片化了,往往不利于学生系统掌握知识体系。思维导图是以核心概念为中心，进行层层分解,采用图文并茂的形式，把各个知识点的层级逻辑关系明确地表现出来,可弥补微课的知识比较零散的不足。将思维导图融合在微课教学中,既能发挥微课的灵活的优势,又能借助思维导图在各知识点之间建立联系，帮助学生建构良好的知识结构。

思维导图融于微课的教学模式在大学英语、资源环境实验课程中应用已有先例,取得了较好的教学效果与反馈。本文探讨高中物理教学中思维导图与微课融合的教学模式,旨在进一步提高物理教学效率,培养学生的科学思维能力和创新能力。

2 思维导图在高中物理微课中的应用探索及案例分析

高中物理教学环节通常分为四个环节：课前预习、课堂教学、课后复习、习题教学,笔者针对以上四个环节逐一探讨思维导图与微课相融合的教学模式及其应用。

2.1 思维导图在课前预习微课中的应用及案例

从教师的角度来看,课前准备环节包括分析学情、设计教学和制作微课等，首先,教师需要对学生的实际情况进行了解、分析,再结合教学目标确定教学内容、选择教学方式,制作包括微视频、文本、音频等在内的教学材料；其次,在制作微课时要考虑物理学系统性、逻辑性强的特点,比如在学习“交变电流”一章之前,可以给出本章预习的思维导图(图1)，帮助学生提前了解本章要探究的问题，针对问题查找资料、收集素材、设计实验，从而为课堂探究做好准备。最后,探究实验结束时还可以再次采用思维导图，呈现本章的具体内容网络结构图,做好相关探究过程的记录,帮助学生理解各个知识点之间的内在联系。

图1

从学生的角度来看,课前准备包括预习微课,明确学习的重难点。对于自己预习过程中的疑问和理解不清的知识,可以在课前想好要提出的问题,并在思维导图上标注提问要点,还可以在上课前先进行小组讨论,集思广益。

2.2 思维导图在概念教学微课中的应用及案例

高中物理涉及很多概念,这些概念既有区别又有联系,如果应用思维导图进行概念教学就能清晰呈现众多概念之间的关系。比如运动学是高中物理课程的重要组成部分,厘清运动学的概念及其内涵,掌握运动学知识本质,对于提高学生的自主学习能力、培养学生的创新思维有着重要作用。在运动学的教学中，把思维导图应用到微课中,可以发散学生的思维,让学生更易于理解相关概念和概念之间的关系。如在“时间 位移”一节的教学中,教师可以先引导学生分别针对“时刻和时间间隔”“路程和位移”“直线运动的位置和位移”“矢量和标量”等概念绘制思维导图(图2),要求学生说明几组概念之间的相关性和区别,然后围绕思维导图开展各项教学活动,这有利于学生清晰地掌握“时间和位移”这节课所涉及的几组概念之间的联系。此后在复习的时候，让学生将这几组概念和动力学其它概念放到一起,制作完整的力学思维导图,这样更易于学生全面掌握知识。

图2

2.3 思维导图在单元复习微课中的应用及案例

复习与反思是学习的重要环节，高中物理各模块教材的内容比较多,这就需要教师认真加以总结、提炼,可以将知识体系精炼成几张思维导图,使其重点内容可以较为直观地呈现给学生,学生利用思维导图进行复习,可以加深知识的记忆和理解,达到良好的复习效果。

在物理教学中,很多学生常常出现在课上能听懂,课后遇到问题不会解决的情况，导致这种现象的主要原因是学生在课后没有及时总结、反思,没有在脑海中构建完整的知识框架,要想达到更好的复习效果,学生可以在课后尝试通过绘制思维导图，检测自己对知识的掌握情况。如图3所示,在“相互作用——力”的学习中,不仅所涉及的概念较多,而且物理公式也较多。学生可以自行尝试把重力、弹力、摩擦力、一对平衡力与一对相互作用力的区别、力的合成与分解法则等，利用思维导图进行总结。事实上在这个过程中也培养了学生的逻辑思维和创新能力,通过梳理知识体系，厘清知识脉络，加深对知识的理解，并维持长期记忆。

图3

2.4 思维导图在习题教学微课中的应用及案例

习题教学是高中物理教学的必要组成部分，习题教学不能采用“题海”战术,关键是要培养学生分析、解决问题的能力。许多学生都有这样的困惑:“为什么老师讲的一听就懂,考试时却一做就错呢?”其根本原因在于学生只记住了物理公式,对老师的分析过程、分析方法并没有掌握,所以自己去分析问题时会感到茫然无措。运用思维导图进行习题教学是训练学生分析、解决问题的有效途径，在解题之前，学生先要弄清其中的物理状态、过程和情境,找出起重要作用的因素及相关条件,再应用思维导图把一个复杂的问题分解为若干较简单的问题,找出它们之间的联系,最后运用物理知识综合解决问题。

例：如图4所示,倾角θ=45°的粗糙平直导轨AB与半径为R的光滑圆环轨道在B处相切,整个轨道处在竖直平面内。一质量为m的小滑块(可以看作质点)从导轨上离地面高为h=3R的D处无初速度下滑进入圆环轨道。接着小滑块从圆环最高点C水平飞出,恰好击中导轨上与圆心O等高的P点,不计空气阻力,求:

图4

(1) 滑块运动到圆环最高点C时的速度大小。

(2) 滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小。

(3) 滑块在斜面轨道BD间运动的过程中克服摩擦力做的功。

在该题的教学中可以引导学生根据运动过程逐步进行分析,绘制运动过程和受力分析的思维导图(图5),再据此选择适当的物理模型,这样将复杂的问题利用思维导图进行简化，使得问题迎刃而解。

图5

将思维导图融于微课中的教学模式可以帮助学生更好地巩固基础知识,加深对物理概念之间关系的理解,提高复习的质量和效率,提升学生分析问题和解决问题的能力。