思维导图在高三物理一轮复习中的应用研究

李旖旎

摘   要：学生在高三物理一轮复习中应达成两大目的：知识重构与问题解决能力的提高。思维导图因具有可视性、发散性、拓展性、独创性等特点，而有助于以上目的的提高。本文对此进行了论述及案例分析。

关键词：思维导图;高三;一轮复习;物理

引言

在高三物理一轮复习中，学生需要进行知识重构并努力提高问题解决能力。在其高密度的复习学习中，纯文字的信息输入方式不利于开发全脑功能，而可视化的思维导图则为更加高效地进行复习提供了可能。

1  思维导图的概念

思维导图是由英国人东尼·博赞在上世纪70年代提出的一种笔记学习辅助工具。一幅思维导图一般围绕着一个中心词展开，运用线条、色彩、词汇、数字和图像等多种易被大脑接受的方式，以层级图的形式表现各级主题，属于可视化描述事物的一种逻辑关系图。常见的思维导图有组织结构图、树状图、流程图、气泡图、圆形图、扇形放射图等类型。

2  思维导图运用于学习过程的比较优势

在学习中合理运用思维导图，可以直观形象地表达知识间的结构与逻辑关联性，又能优化抽象思维和记忆力，从而实现平衡左右脑机能、并激发使用者创造力。与其他学习工具相比，思维导图主要具有可视性、发散性、拓展性、独创性等四个方面的比较优势。

2.1  可视性

人脑工作思考的过程属于抽象化的肌体内部思维活动。而思维导图则是一种可视化的描述事物逻辑关系的表达工具。若学习者在大脑思考学习的过程中使用思维导图，就可使其网状逻辑结构得到视觉展现，之后也可回溯当初的思维脉络成型的过程。

2.2  发散性

发散型思考是人脑最自然、最本能的一种思考方式。而思维导图尤其是其中的树状图、扇形放射图、气泡图等（图1），天然就具备一种向外发散的属性，能很好地鼓励使用者在绘制过程中遵从大脑天性、充分展开发散性思考。

2.3  拓展性

概念和定理、定律等往往有着近乎唯一的最严谨、最标准的学术化表述，但学习者在不同的学习阶段对它们的理解却往往有所不同。随着对某个概念认知的深入，学习者可能在内心萌发了重新建立某些概念之间、或是概念与大概念之间、或是大概念与大概念之间联系的需求。此时天然具有可拓展性特点的思维导图就能很好地满足学习者这一拓展知识脉络的深度学习需要。

2.4  独创性

某个个体的思维天然具有着独一性。因此虽然学科知识往往系统固化，但学习者对其中细节的理解和把握却并不完全相同。怎样在集体化的学习过程中，更好地保留学习者的这种个性化发展的属性呢？让学习者在学习的过程中，尝试绘制思维导图是一种值得尝试的方法。在初学、以及复习的过程中，甚至是某一天突有灵感，学习者都可以通过思维导图的绘制，来形象化地展示其个人理解角度的概念之间的逻辑情形。

3  高三学生通过物理一轮复习应达成的学习目的

高三学生通过之前历年的学习，已经对物理学各部分分支领域有了一定了解，但由于前期学习多是分模块进行的，因而其对物理学科知识体系的整体把握水平、以及运用物理知识解决实际问题的能力仍较为欠缺。在这种情况下，高三学生通过物理一轮复习首先应达成的学习目的应有两个：重构知识框架以及提高问题解决能力。

3.1  重構知识框架

学生需要在一轮复习中对整个高中三年的学科学习进行重新梳理，其中既包括对具体的某个概念的内涵、外延的深入理解，也包括对知识单元内相关的几个概念之间的关联性的把握，还包括对整个高中阶段所认识到的物理世界的总体理解，也就是物理观念的形成。学生需要串珠成线、集线成面地全面提高对高中物理的认知，完备知识体系，完成知识拓展，提升关键能力。

3.2  提高问题解决能力

学生物理情境下问题解决能力的高低是学生物理学科学业质量水平高低的一个重要衡量参考，它标志着学生是否能够正确地从物理学的视角认识自然、理解自然，是否能够正确建构关于自然界的物理图景。

一轮复习中除了知识体系重构，学生还经常需要以习题为载体，检验自身建构的物理框架是否全面、在习题中进一步加深对相关概念理论的理解、在错题复习中反思自己的思维盲区。因而学生切实地提高问题解决能力，本质上也就是一个深度进行的再学习的过程，是一轮复习中需要提高的不可或缺的一种能力。

4  思维导图在高三物理一轮复习中的应用

得益于前述思维导图的可视性、发散性、拓展性和独创性等比较优势，在高三物理一轮复习中合理地穿插思维导图的应用可以有助于学生达成知识框架重构与提高问题解决能力这两大学习目的。

4.1  将思维导图应用于知识重构

4.1.1  思维导图应用于知识重构的比较优势

首先，思维导图因其具有可视性和发散性而有利于学生的知识重构。一方面，课堂上，比起一条条的知识点罗列，学生更需要的是在教师的引导下对这些概念和定理、定律进行解构和再重构，由小概念生成大概念，进而生成知识网络和物理观念。思维导图模式下教师的板书能够更好地强调和突出某一概念的内涵和外延，以及体现概念之间的内在关联，从而有利于提高学生的理解能力。另一方面，课堂外，学生在利用思维导图归纳梳理概念时，头脑中的思维天然是发散的，这与思维导图的发散性的特质相吻合;其逻辑延展的过程又可以通过思维导图的可视性来实现回溯与追踪，有利于学生提高其推理论证能力[ 1 ]。

其次，思维导图因其具有良好的拓展性而能够很好地契合学生在一轮复习中对知识的解构再重构的需求，使得学生能够将原有网状思维进行打破、再重新构建联系，从而进一步完善知识框架，完成深度学习。

此外，思维导图因其具有独创性而有利于学生思维的个性化发展。在一轮复习阶段，不同的学生因其元认识的不同而往往对同一概念有着不同的理解、对不同的概念之间的联系与区别也有着不同认知。在这种情况下，单纯的文字表述往往是过于抽象精炼而难以体现出这种细微差别，但思维导图正可以因其独创性而使得学生能在复习中避免千篇一律，以自己擅长和独有的认知角度去完成高中阶段物理学科知识体系的再建构，从而有利于新课程背景下促进学生个性化发展的教学目标的实现。

4.1.2  例析：将思维导图应用于“万有引力定律”一章的复习

例如“万有引力定律”这一章的复习。本章涵盖了很多内容，物理量多，公式也多，同时各部分之间互有交叉关联，如果学生复习时只依赖于大脑的抽象理解，那就很可能遇到学习困扰。

原本学生脑中知识元素是孤立存在的，但在画思维导图的时候，学生将对某一个知识元素要放在哪里、笔要下在哪里进行思考，从而在不知不觉中完成对脑中大量知识点的归纳分类（如图2）。

从图中我们可以强烈地感受到这名学生的发散性思维，他以“万有引力定律”为中心词，将自己联想到的所有问题都围绕在中心词的周围。其中，他在梳理“卫星变轨问题”这一块时，采用了图片来辅助进行过程分析。另外可以惊喜地發现，在图片下方他写了一行字“卢瑟福的核式结构模型”。这说明这名学生已经成功地在思维导图的绘制过程中，经由自己的发散性思维，实现了物理思维方法里面的类比法思维。

另外，在思维导图初步成型后，学生可以进行再回顾，看看各个元素之间除了并列层级的关系以外，是否还存在着同层级、不同分支之间的联系，或者若干元素之间的潜在联系。

4.2  将思维导图应用于问题解决[ 2 ]

4.2.1  思维导图应用于问题解决的比较优势

首先，思维导图因其具有可视性而便于在复杂情境下的问题解决中提取已知信息。几年来高考题中的阅读量有增加的趋势，其旨在考察学生的阅读能力与分析、处理信息的能力。我们发现题目所描述的物理情境有日益复杂的趋势，所涉研究对象的个数也往往不止一个。在所给的已知条件愈加纷繁复杂的情况下，在审题环节运用思维导图可以有效地帮助学生对所给信息进行分类归纳，有利于提高学生的分析处理信息的能力。

其次，思维导图因其具有拓展性和独有的网状思维结构而利于复杂情境下的物理模型的构建和物理过程的分析。学生在面对物理问题时能否建构合适的物理模型是其最终能否合理地解决物理问题的关键，而题中所涉可研究对象的增多、对象运动过程数的增多都无疑增大了学生分析、解决问题的难度。学生在分析研究的同时利用思维导图，可以依照对象的不同、或是按照时间维度等来对可研究对象的各个运动过程进行重新梳理，从而明晰事物发展的线索，有利于最终问题的解决。

再次，思维导图因其发散性而使问题的解决具有了更加多元化的可能。思维导图天然的发散性特质使学生在分析解决问题时更容易拓展思路，更容易发现研究对象间的潜在联系或是同一对象多个过程间的关联性。

4.2.2  例析利用思维导图进行复杂情境下的问题解决

下面利用2021年高考全国1卷第25题进行问题解决中应用思维导图的尝试。

利用思维导图的可视性，便于对已知条件进行分类梳理，适合于多研究对象问题。如图3所示，可以按照研究对象的不同绘制已知条件的思维导图（图3左），也可以连带着将未知量也一并分析、添加进来（图3右）。

利用思维导图的拓展性便于直观分析研究对象的运动过程，适合于分析多过程问题。如图4中央虚框部分所示，可按照研究对象的不同，以共同的时间轴作为主线索，对不同对象各阶段的运动类型进行定性分析梳理。之后再对各阶段进行动力学、运动学等维度的定量分析，拓展该思维导图（如图4完整部分所示）。

此外，由于思维导图的独创性特征，不同的学生可能站在自己的理解角度创造出不同的思维导图，从而使问题的解决具有了多种可能。

参考文献：

[1] 程力，李勇. 基于高考评价体系的物理科考试内容改革实施路径[J]. 中国考试， 2019， 332（12）： 38-44.

[2] 葛为民. 思维导图在高中物理习题教学中的应用[J]. 物理之友， 2019， 35（11）： 21-27.