思维导图在物理教学中的实践运用

朱耀华

在2022年版义务教育物理课程标准中明确指出，物理教学要让学生经历科学探索的过程，从实践中积累学习经验，掌握科学探索的方法，形成正确的科学意识以及积极的科学精神。思维导图的出现及其在初中物理教学中的运用，符合新课标的要求，能够促使学生在思维导图的素材以及图像的刺激下开启左右脑的功能，通过思考、记忆与分析等激发学生的学习潜能，提升学生的物理学习兴趣，帮助学生攻克物理学习的难关。

一、思维导图在初中物理教学中的运用优势

当前的教育改革指向学生的核心素养培养，要求学生在学科知识学习中不仅要做到理解与掌握基础知识，同时还要发展学生的学习能力、思维能力，找到各个知识点之间的联系，构建完整的知识体系，学会学习。思维导图的运用在这些方面有着较大的优势，具体体现在以下几点：

第一，在课堂学习过程中，教师利用色彩各异的线条勾勒思维导图，借助思维导图的形式呈现出关键的信息，可以帮助学生在物理学习中抓住重点信息，提高学生的注意力集中程度。

第二，利用思维导图将所学的知识呈现在同一个平面中，用条线将其按照一定的逻辑串联起来，有助于学生建立知识与知识之间的关系，走出零散化的知识积累误区，在增强学生对知识的理解与记忆效果的同时，促使学生建立趋于完善的知识网络。

第三，思维导图不仅是教师的辅助教学工具，还可以成为学生学习的助手，在物理学习中学生可以利用思维导图高效地做笔记，采用多重色彩、多维度的图式绘制方式，让学生的学习思路变得更加清晰。

第四，在思维导图的绘制中解放了学生的手脑，学生既需要开动脑筋，思考如何构建思维导图，如何树立各个分支信息，还需要动手实践操作完成，在手脑并用中开启学生的创新思维与动手能力，让学生的物理学习变成一种乐趣，实现从被动学习到主动学习的转变。

二、思维导图在初中物理教学中的实践运用策略

（一）思维导图在课前预习中的应用

课前预习是指学生在课堂知识学习之前的“先学”，在这个过程中需要学生回顾已经学习的知识，尤其是梳理下一节课学习的新知与本单元其他内容之间的关系，在知识回顾中认识到新知学习的必要性，另一方面在“先学”中需要学生简单地浏览知识内容，在大脑中对新知形成大概的结构印象，在预习中能够发现问题，主动思考，尝试找出本节课的知识点或者是关键信息，为学生后续的课堂学习做好准备。在以往的初中物理教学中，我们发现大部分学生的课前预习效果并不明显，很多学生处于盲目预习的状态，在预习中不知道究竟掌握了哪些内容或发现了什么问题，导致预习效果大打折扣。对此，教师可以指导学生利用思维导图快速地梳理知识重点，给学生布置预习任务，让学生的课前预习更加具有针对性与目标指向性，让学生掌握预习的方法与技巧，提高学生的自学能力。

如“测量平均速度”一课预习指导中，这一课属于“机械运动”单元的内容，在“测量平均速度”的新知学习前，学生通过本单元的学习已经掌握了机械运动的分类，了解到根据物体移动的速度可以将机械运动分为匀速运动、变速运动两种，而从机械运动的方向角度出发，则可以根据运动方向是否变化，将机械运动分为直线运动、曲线运动两种。在课前预习指导中为了帮助学生实现从“已知”到“新知”的迁移，教师可以利用信息技术给学生推送一个不完整的思维导图，此思维导图以“机械运动”为核心词，以机械运动的两种不同分类方式为枝干，并由此延伸出“机械运动的移动速度分类”，引领学生在新课预习中继续补充与完善思维导图，如填写“匀速运动速度的计算公式v=s/t”。同时，教师可以给学生布置课前预习任务，要求学生对比匀速运动速度计算公式v=s/t与平均速度计算公式，平均速度=总路程÷总时间，发现其中所表示的意义差异，提升学生的预习质量以及预习深度。

（二）思维导图在概念讲解中的应用

物理教学中的概念讲解步骤一般为：新概念导入→阐明概念本质→结合实际巩固认知→注重阶段性教学，以期达到帮助学生理解物理概念的效果。在概念教学中教师应鼓励学生提出问题，并以“问题”为切入点，引领学生探索与剖析物理概念的本质，在物理概念的探索与总结之后，教師带领学生共同完成新知识的系统化梳理与归纳，引导学生对比课前绘制的思维导图，从中选择出优秀的作品，组织学生对优秀的思维导图展开讨论，在讨论中发现不足，主动补充与完善，由此促进学生对物理概念性新知识的吸收与内化，有助于提高学生对物理概念的理解以及应用能力。

以“力”的一课教学为例，在课前教师给学生布置了有关“力”的思维导图绘制任务，发现大部分学生只是在思维导图中填写了力的概念信息，比如“力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的”“有力的存在时，有一个物体对另一个物体发生了推、拉、挤、打击、吸收、举、排斥等作用”“力用符号F表示，单位是牛顿，简称牛，符号是N”等。在学生预习学习的基础上，教师在课前导入环节中可以引导学生将目光放在生活中，结合自己的预习理解以及生活经验提出一个与“力”有关的问题，例如一名学生提出的问题是：“禾苗被风吹弯了腰，禾苗是否受到了力的作用？”“航天载体飞船升空，是在什么力的作用下实现的？”加强物理概念与生活的关系，有助于学生对抽象概念的理解。在具体的“力”的概念知识讲解中，教师可以从改变物体运动状态、运动形状两个角度入手，让学生掌握力的三要素、力的作用效果以及力的图示等知识，并且鼓励学生用思维导图的方式进一步整理这些概念知识，如下图一所示，从核心词“力”中发散出一级分支“力的作用效果”“力的三要素”“力的图示”，在各个一级分支下继续发散出二级分支，譬如“力的作用效果”下分散出的二级分支有“力可以使物体发生形状的变化”“力可以使物体的运动状态发生改变”，又如在“力的三要素”下发散出的二级分支“大小（例如踢足球时，力越大，球飞出的距离就会越远）”“方向（例如踢足球时，球总是会沿着受力的方向运动）”“作用点（例如当用同样的力推动门时，手部距离门轴的距离不同，力的作用效果会有所差异）”。

（三）思维导图在实验教学中的应用

物理是一门以实验为基础的自然学科，实验既是教师教学活动的组织部分，也是学生物理规律探索的重要途径，相较于文字性语言，实验具有真实、形象、生动且直观的特点，对于初中生而言有着较强的吸引力，能够让学生在实践活动参与中获得独特的学习体验，激发学生的动手意识以及创造思维。在以往的物理实验课教学中，许多教师采取以讲代做的教学方式，认为课堂教学时间有限，若是每一个学生都参与到实验流程的操作中会浪费许多时间，导致课堂教学进度缓慢，无法在有限的时间内完成实验教学任务，对此，教师可以组织小组合作学习活动，让学生以小组的形式完成实验探究，并且将实验教学中需要板书书写的内容通过提前制作好的思维导图课件呈现出来，这样可以减少教师的板书书写时间，给学生留有更多实验探索的时间与空间。

以“电学”的单元教学为例，在本单元教学中，教师共准备了六个电学实验：（1）使用电流表测电流实验；（2）使用电压表测电压实验；（3）滑动变阻器变换电路电流实验；（4）分析电流与电压、电阻之间的关系实验；（5）电压表、电流表测电阻实验；（6）测定小灯泡功率实验，其中（4）（5）（6）属于本单元的主要实验教学内容，在教学过程中教师可以利用思维导图梳理实验教学内容，教师绘制的思维导图以“电学实验”为核心词，发散出的分支包括“实验名称”“实验目的”“实验原理”“电路图”“操作步骤”“滑动变阻器的作用”等，在适当的时机教师展示思维导图的内容，可以帮助学生有序地完成电学实验的操作过程，掌握电学实验的操作方法与步骤。在后三个实验的操作完成之后，要求学生利用思维导图梳理出三次实验的相同点与不同点，比如学生用思维导图表示出三次实验的相同点是“测量的物体量一样”“均为多次测量”“电路接通前，开关断开，滑动变阻器移动到最大值”，三次实验各有不同，比如“分析电流与电压、电阻的关系”实验中，由电流与电压、电阻的关系，可以推导出欧姆定律，经过多次实验操作总结出规律，可以提升实验数据以及实验结果的准确性；又如在“测定小电灯泡功率”的实验中，需要求出不同电压下的小灯泡功率，在实验操作中需要调节灯泡两端的电压。在这个过程中教师利用思维导图展示关键信息，可以节省不必要的教学时间，学生利用思维导图梳理实验结果，可以加强学生对实验的理解与认识，提高实验学习效果，从中发现规律。

（四）思维导图在习题训练中的应用

习题训练是物理课教学的重要组成部分之一，其目的是巩固学生所学的物理知识与技能，让学生学会运用所学解决实际问题，获得迁移运用能力的锻炼。思维导图在习题训练中的运用可以促使学生在题目分析中将已知量和未知量逐个列出来，并且发现各个条件信息之间的关系，由此联想到与之相关的知识点、公式等，帮助学生找到问题解答的思路，顺利地解答习题，提高学生的问题解决能力。比如在习题训练中教师组织了以“密度的计算”为专题的教学活动，在习题训练开始之前，教师可以要求学生共同完成以“质量与密度”为核心的思维导图绘制任务，复习与整理知识点，为知识点在习题解答中的运用做好准备。接下來，教师出示习题：“已知每个木模的质量m木=5.6kg，木头的密度为0.7×103kg/m3，现某厂用这个木模浇铸铁铸件100个，需要熔化多少吨的铁？（铁的密度是7.9×103kg/m3）。”很多学生看到这道题的时候找不到解题的思路，对此教师可以带领学生使用思维导图绘制题目，同桌以及前后桌讨论问题，完成与题目相关的信息梳理，例如图二是一组学生绘制的思维导图，由此帮助学生找到习题解答的突破口，即用木模浇筑铁件，木模和铁件的体积相等，木模的质量与密度是已知的条件，那么算出木模的体积便可以知道铁件的体积，成功计算出铁件的质量。

总之，思维导图在初中物理教学中的运用有助于丰富教师的教学手段，让学生掌握物理学习的有效方法，引领学生在使用思维导图学习中获得学习能力、思维能力的锻炼，建构完整的知识体系；借助思维导图发现物理规律，总结出物理实验存在的相同点与不同点，利用思维导图解答习题，提升初中生的物理学习效果，为初中生的物理核心素养形成提供助力。