思维导图在高中物理教学中的实践研究

蔡德辉

（甘肃省武威第七中学，甘肃武威 733000）

高中物理知识内容紧凑、概念抽象，给学生的学习带来了一定的难度。高中物理教师在开展教学活动的过程中应充分认识到思维导图对发散思维的引导作用，依据物理学科素养的要求在培养学生理解物理知识、梳理知识结构的同时帮助学生拓展思维空间，实现学生的全面发展。在高中物理教学过程中，受到传统应试教学模式的影响以及高考带来的压力，教师大多采用题海战术的模式进行教学，致使学生始终束缚在“被动”学习的模式下，不仅抑制了学生培养逻辑思维，也违背了新课程改革对培养物理学科核心素养的初心。思维导图是一种思维可视化、知识表征的教学工具，将其融入物理课堂教学中可以充分发挥思维导图的辅助价值，引导学生在理解和掌握知识的同时促进思维能力的发展。

一、学科素养视域下高中物理课堂教学现状分析

随着新课程改革的不断深入，其对物理学科素养提出更加明确的要求，也给教学工作带来巨大的挑战。但在教学实践中发现，当前高中物理课堂教学呈现出明显的“低效化”，致使教师和学生浪费了大量的精力和时间，教学效果却不尽如人意。在分析中发现，导致高中物理课堂教学现状的原因主要有以下三个方面：

第一，从“点”的维度上来说。当前物理教学重点关注学生对物理知识点的掌握情况，并引导学生围绕重难点开展教学。但是在具体教学的过程中，教师受到传统教学方式的束缚，只是将教学的主要精力都集中在物理知识点的教学上，忽视了学生在物理学习过程中能力以及思维的发展，难以落实物理核心素养下的教学目标；同时，部分教师在开展课堂教学时依然沿用传统的“讲解式”教学模式，仅仅在公开课上选择新的教学手段。这种单一、滞后的教学模式也在很大程度上制约了课堂教学质量的提高。

第二，从“量”的维度上来说。经过调查和走访发现，一些物理教师在开展课堂教学时十分关注理论知识并且习题训练的量非常大，学生出现疲劳迎战高考的情况。教师在教学中忽视学生的思维发展、探究能力的训练量；同时，在高中物理教学过程中，实验教学的量还存在明显的不足，甚至为了省时省力，选择口头、PPT 讲解的方式进行实验教学。这种物理实验教学模式不仅导致学生的实验动手操作量不足，也制约了学生的探究、观察、思维发展，严重阻碍了物理核心素养的落实。

第三，从“度”的维度上来说。当前高中物理课堂教学还面临着学生参与度不够、教学进度设计不科学等现象。从学生的课堂参与度来说，受到应试教学模式的束缚，教师并没有充分发挥学生在教学工作中的主体地位，师生互动、生生互动成为一种口号或形式，严重制约了课堂教学质量的提高。另外，从物理课堂教学进度来说，教师基本上是凭借自己的经验安排教学进度，忽视了学生的接受能力，致使课堂教学出现了教学进度不均衡的现象，难以真正提高物理课堂教学质量。

二、思维导图在高中物理教学中的应用策略

（一）思维导图与教学设计

在高中物理课堂教学中，教学设计是整个教学活动开展的基础，直接决定了教师的教学活动以及课堂教学结果。教学设计是一项十分复杂的工程，教师必须站在全局的角度上对物理核心素养、物理教材内容、学情进行全面分析，精准把握新旧知识点之间的关系。在此基础上，结合教学设计的内容和学生对物理知识掌握情况开展设计教学工作。针对当前物理教学设计中存在的诸多问题，为了真正提升高中物理教学设计的科学性、有效性，教师可以充分融入思维导图这一工具，借助其层级性、直观性、整体性等优势将教师头脑中的所思、所想呈现出来。在思维导图的辅助下，高中物理教师可以将“教学设计流程”作为思维导图的中心关键词汇。接着，根据教学设计的内容确定出六个部分，即：教学目标、学情分析、教材分析、教学重难点、教学方法、教学过程，将其作为思维导图的一级知识点，并运用流畅的线条将其联系起来；之后，以一级知识点作为中心再次进行延伸。以“教学目标”为例，教师结合高中物理核心素养的内容，分别从知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观三个维度对其进行细化，使其成为“教学目标”下的次级知识点。之后，再结合具体的教学内容明确每一个维度的目标。如此一来，经过思维导图的辅助，教师就可形成一份系统化、清晰的教学计划，为后续的高效教学奠定坚实的基础。

（二）思维导图与课前预习

课前预习是学生进行学习的第一个环节。通过有效的课前预习，学生可掌握基本的知识点，明确自己在预习中存在的疑惑点等。如此，在课前学生能够大致了解教学内容，并收集在预习过程中不理解的知识点，带着问题去学习，真正提高高中物理课堂教学质量。此外，学生在自主预习的过程中也逐渐掌握了自主学习方法，循序渐进提高了自主学习能力。但在调查中发现，当前高中学生在进行课前预习的时候，由于没有掌握基本的预习方法，常常误认为课前预习就是按照教材上的内容浏览一遍即可。如此不仅浪费了学生的学习时间，也无法实现预习的预期目的。为此，为了提升物理学科预习实效性，教师要积极地引入思维导图辅助教学，引导学生在预习的过程中一边预习一边绘制思维导图，将知识点整合起来。同时，学生要将自己在预习中存在的疑惑点、难点标注出来，以便在课堂学习的过程中更有针对性地学习知识。例如，在“万有引力定律”的教学中，教师在指导学生进行预习的时候就借助了思维导图这一工具，指导学生在预习的过程中明确本课的核心知识点、次级知识点以及次次级知识点等，最终形成一个系统化的思维导图。在这个过程中，部分学生在预习的过程中以“万有引力”作为思维导图的关键词汇，以圆周运动、牛顿第三定律、开普勒三大定律作为第一个分支；第二个分支以万有引力思路的分析和过程着手分析，解析天体和重物下落原理；第三个分支以万有引力定律的公式、含义为主，旨在解决简单的问题；以万有引力常量测定的方法作为第四个分支。由此，在思维导图的辅助下，学生在预习的过程中形成了系统化的知识体系，初步掌握了本课的知识点。此外，学生在课前预习的过程中受到知识、能力等多种因素的影响，常常会遇到一些疑惑点、难点，这时就可以在思维导图上进行标注，以便于课堂上进行针对性的学习。

（三）思维导图与课堂教学

在传统高中物理教学模式下，教师基本上都是课堂上灌输知识、课下采用题海战术。但这种单一、滞后的教学模式难以真正满足物理核心素养下的教学目标，制约了学生核心素养的发展。为此，教师在教学过程中结合物理学科特点运用思维导图辅助教学，旨在利用思维导图对学生思维逻辑培养的有效性尝试更多研究方法，以此提高学生的学习效率和质量。

第一，应用到物理概念教学中。物理概念是物理教学的基础，也是学生学好物理的关键。基于物理概念的特点，在物理概念教学中教师应引导学生明白为何引入概念、概念的物理意义和本质属性等，使得学生在学习中了解概念的形成过程、生成理解性记忆。基于此，教师在开展教学时就可充分发挥思维导图的辅助价值，强化物理概念教学效果。以“平均速度、平均速率”教学为例，教师在引导学生对这两个物理概念进行学习的时候就以“描述物体运动快慢”作为思维导图的中心，给学生展示了物体在匀速运动、变速运动中的运动状态，使得学生对其产生初步的认识。之后对思维导图进行延伸，使其成为匀速运动、变速运动两个知识点并分别对其进行细化，明确匀速运动、变速运动的基本内涵。在此基础上，教师要指导学生进行总结，得出速度、平均速度、平均速率等概念，进而通过思维导图的辅助真正提升物理概念的学习效果。

第二，应用到物理规律教学中。在物理教学中，物理规律主要揭示物质的结构、物质运动中所遵守的规律，是学生学好物理的基础和关键。基于传统物理课堂教学，教师对物理规律归纳、演绎重视程度不够，忽视了学生分析、推理和想象能力的培养。基于此，教师可以融入思维导图教学方式辅助教学，引导学生构建知识框架，完成物理规律的分析和推理，最终促使学生在物理规律分析中逐渐提升自身的物理综合素养。例如，在“牛顿第二运动定律”的教学中，教师就采用了这一教学手段：首先，以实际生活中火箭发射视频、赛车比赛视频等作为教学情境，提出“物体加速度的大小跟作用力之间的关系以及在设计实验时如何体现力的瞬时作用规律”等问题；接着，引导学生对“研究滑动摩擦力与哪些因素有关”的物理实验进行回忆，明确“控制变量法”，以此作为物理规律探究学习的关键点。与此同时，教师要引导学生结合牛顿第二运动定律中所学的知识充分发挥自己的联想，经过类比最终得出加速度和质量、作用力之间的关系；接着，教师带领学生在试探探究的过程中通过改变合外力确定a 和F 的关系，并引导学生自主尝试在改变质量的情况下对加速度进行测定，最终形成完整的思维导图。由此可见，运用思维导图开展教学活动真正提高了高中物理教学质量，促使学生在物理规律探究的过程中提升自身的物理核心素养。

第三，应用到物理实验中。实验教学是高中物理教学的重中之重。物理实验教学真正实现了理论与实践的完美统一。在开展物理实验教学的过程中，教师要鼓励学生积极观察探索，并强化操作、发现问题、分析问题和解决问题等多种能力，真正促进物理学科素养的落实。基于当前物理实验教学中存在的诸多问题，高中物理教师在优化实验教学时应灵活运用思维导图这一工具，引导学生一边实验、一边绘制思维导图，最终在思维导图的辅助下真正提升物理实验教学的有效性。例如，在“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，教师就提前给学生准备了相关的实验器材并借助思维导图对滑动摩擦力相关知识进行了复习，分别从定义、产生条件、作用点、方向四个方面进行了复习，形成了系统化的知识体系。接着，教师要引导学生以小组的形式做实验，并在实验的过程中绘制物理实验思维导图，以“影响滑动摩擦力大小的因素”作为关键点，以“接触面粗糙程度、压力、运动速度、接触面面积”作为四个分支，分别以每一个分支作为中心，改变不同的因素进行物理实验，最终在思维导图的辅助下强化物理实验学习效果。

（四）思维导图与课堂复习

物理知识点繁杂、难度比较大，学生在学习的过程中常常面临着无法掌握的现象。基于此，教师要积极地开展物理课堂复习教学，引导学生在有效的复习中查漏补缺、强化知识理解，促使学生在复习的过程中内化所学的知识，最终形成系统化的知识网络体系。在传统的高中物理复习中，教师往往仅依赖教材上的内容对所有的知识点进行简单的堆砌罗列，之后便引导学生进行针对性的练习。面对传统复习中产生的诸多弊端，教师可深入挖掘思维导图的教学价值，借助思维导图的递进性和层次性特点锁定思维导图的关键词汇，对其进行层层延伸和拓展，促使学生逐渐形成系统化的网络知识体系。以“牛顿运动定律”复习为例，为了强化课堂复习效果，教师可将此作为思维导图的中心点，以牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律、物理学史、实际问题作为一级知识点；接着，分别以每一个一级知识点为中心，从“内容、理解、应用、实验”等方面对牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律进行拓展和延伸。针对“物理史”这一知识点的复习，教师可以对亚里士多德、伽利略、笛卡尔、牛顿四个人的物理学成就进行延伸，并结合常见的“连接体问题、传送带问题、板块、超重和失重、思想方法”等知识点进行分析。如此，我们通过拓展和细化思维导图真正提升了高中物理课堂复习效果，也促使学生在复习物理知识的过程中逐渐形成系统化的知识体系。

三、结语

综上所述，面对高中物理核心素养下的教学目标，教师必须从传统的教学理念和模式下解放出来，结合物理教学的需要以及思维导图的特点将思维导图灵活融入课堂教学中并借助思维导图优化教学设计、课前预习、课堂教学、课后复习等环节，真正提升高中物理课堂教学的有效性，促使学生在学习高中物理知识的过程中提升自身的核心素养。