用好思维导图提高高中物理课堂教学效率

赵宗宏

【摘要】高中物理是以实验为基础的自然科学学科，逻辑思维严谨、概括抽象性强，综合应用数学知识能力要求高。运用思维导图这一学习方法，可以在各类课型上让学生的思维通过文字与图形的方式显性化，培养高中生的物理学习兴趣，促使学生将物理知识系统化，提高学生的物理学科核心素养和科学思维能力。

【关键词】高中物理；教学改革；思维导图；学科素养

思维导图作为重要的思维工具，可使平时无序思维有序化，优化思维模式，起到调整思考方向、深化知识记忆的效用。可见在高中物理教学中，无论用怎样的教学模式，若用好思维导图，将有助于促进学生的思维发展、培养学生的思维品质，提高课堂各环节的效率及学生学习效率。

一、在新课学习中应用思维导图预习，提高学生的学习主动性

“预习、听课、作业、复习”等环节是学生学习的常态，但由于学生自主学习时间少，预习方式单一，预习效果不好等原因，导致为了预习而预习，缺乏任务驱动，因而预习效果不佳。

如何进行有效预习？边浏览、边简要做笔记、边思考、边前后对照，把思考过程用思维导图的形式加以呈现，再调整补充，便能看到旧知识与新知识之间的关系，知识将逐渐得到系统化。新课学习的重点、难点也可以用关键词标注出来，方便上课时候认真听课，积极提出讨论问题，学习的主动性将在课堂上体现出来。因此可以利用思维导图促进有效预习。

进入高中学习，尽快进行学习方法指导十分重要，起步阶段需要教师手把手进行指导，从模仿开始。例如《物理必修1》的“时间、位移”，这是第一周的教学内容，教师可提供本节课预习的思维导图版本供学生参考、模仿。“时间、位移”就是思维导图的两个总关键词，找到关键词“时间”的下一级关键词“时刻”“时间间隔”，再下一級就是对“时刻”“时间间隔”的理解。对每个分支进行细化的工作可以留给学生自由发挥。模仿“时间”的思维导图绘制思路，学生完成“位移”思维导图的绘制，可使学生在预习的环节，能快速找到本节课的学习要点，学生也可以将已理解和还不理解之处均加以标注，明确自己的学习方向及侧重点，听课更有针对性，达到促进高效课堂的目的。

预习不仅仅是课时预习，也有整本书预习、全套书预习。研究一本书的目录往往可以找到整本书的几个重要关键词，理清该书的编写结构及学习框架，绘制思维导图。例如学习《物理必修1》，研读目录不难发现，第一章、第二章的关键词是“运动”，第三章的关键词是“力”，第四章的关键词是“运动和力”，这便是整本书的三个主题了，再细看目录中各章标题下的二级标题，提炼出“运动”的二级关键词“概念”“匀变速直线运动”；“力”的二级关键词“三种力”“各个力之间的关系”；“运动和力”的二级关键词“牛顿运动定律”“实验与应用”。

全套书的预习，可以培养大单元学习思想。例如按“力”的主题看，《物理必修2》有“万有引力”，《物理必修3》有“电场力”，之后的教材中陆续学习“磁场力”“分子力”“核力”等。“运动”主题下，各册书分别有“匀变速直线运动”“匀变速曲线运动”“非匀变速曲线运动”“机械振动、机械波”“分子运动”等。若学生尝试对全套书总预习，思维导图便能帮助其实现。

二、在物理习题课中应用思维导图，提升解决问题的综合能力

盲目刷题对学习物理是不利的，解答物理问题就是对物理概念与物理规律的应用，其核心依然是思维第一，首先在审题时要明确各个研究对象，正确进行受力分析，理解题目描述的各种运动以及它们之间的逻辑关系。以力学综合题为例，应用思维导图的方法审题的首个关键词“研究对象”，下一级并列的关键词“受力分析”“运动分析”“能量分析”，再把各研究对象运动的关系用图示表示出来，解题的思路就跃然纸上了。这里描绘的思维导图解题法，把多个物体分开、隔离，逐个分析，把各个运动分开研究，各个突破。可见用思维导图的方法解答问题，师生之间的交流更加顺畅，也更容易抓住思维的本质而不受细枝末节干扰、纠缠不清。

组织学有余力的学生运用思维导图改编或自编题目是更好的学习方式。具体的要求是对物理教材内容的更高效梳理，结合自身的总结分析绘制思维导图，以确定编写题目的双向细目表，即“知识点的要求”“能力与方法的要求”，双向细目表也可以用思维导图的方式呈现。改编课本题目，把若干道简单题目加以合成，编出综合试题；也可以把综合的高考试题分解为若干道新课学习的简单问题，以此提高学生运用思维导图的意识，使其在往后的物理学习中，能够潜移默化地运用思维导图开展各项学习，不断提高思维能力。

另外，总复习阶段也可以指导学生应用思维导图的学习方式听课和练习。梳理各知识点形成知识网络，整合复习资料，查缺补漏、夯实知识基础。教师编写题目的过程也可以编写其思维导图，主题可以按照“金线、银线、串联线”这个思路提高理论水平：“核心价值”金线贯穿命题始终，“能力素养”银线是命题重点，“情境载体”串联线常考常新。例如在进行“电场”知识内容的复习时，教师展示思维导图的大体框架，分为三大部分，关键词分别是“力”“功与能”和“电容”。其中“电场力的性质”可以辐射出电荷守恒定律、库仑定律、电场强度、电场线等。“电场能的性质”又可以辐射出电场力做功、电势能、电势、等势面、电势差以及电势差与场强的关系。在明确思维导图框架后，具体内容交由学生负责补充完整，提高学生自学能力、进行有效的合作学习、消化吸收并内化为自己的学习能力，利用“情境载体”串联各知识点，检测学生能力。

三、在学生实验课中应用思维导图，提高学生学以致用、动手操作能力

物理学科是以实验为基础的自然科学学科，物理概念、规律都是建立在实验基础上，学习物理也离不开物理实验，它能帮助学生理解记忆，帮助学生发现新问题、思考新问题。按照实验内容绘制思维导图，物理实验包括演示实验、学生实验和课后小实验，进行实验教学过程中可以按照“基本实验仪器”“力学实验”“电学实验”“热学实验”“光学实验”等进行一级分类，再辐射更具体的内容。

按照实验报告的格式书写每个重要实验。思维导图的编写形式不是一成不变的，实验课的思维导图，可以按照“实验题目”“实验目的”“实验仪器”“实验原理”“实验步骤”“数据记录与处理”“误差分析与实验结论”等内容进行设计。运用思维导图的方式培养实验预习的习惯，培养学生实验探究能力以及嚴谨认真的实验态度，提高实验效果。使学生在以后的知识学习中也能够养成主动和认真的学习习惯，提高学习效果。例如在进行“验证机械能守恒定律”的实验时，书写预习报告、编写思维导图过程，会对实验原理、实验条件、实验设计深入思考，实验误差分析等难点也在实验前突破，使实验更顺畅。通过比较思维，学生发现实验仪器、重锤的运动、数据处理方法都是《物理必修1》的内容，有效地复习了旧知识。

四、跨学科的思维导图，促进应用数学解决物理问题的能力

物理规律常常用图像和公式表示，但是数学学习的正比例图像与自由落体运动的速度图像，不少同学就是与物理联系不起来，自变量x，应变量y，换成时间t、速度v之后，学生就不难理解了。可见鼓励学生跨学科学习，对比思维很重要。

跨学科学习的例子几乎渗透在整个物理学习过程，如天体运动规律的学习过程中按照“牛顿山”的理想实验分析，假设在山上水平抛出物体，物体运动轨迹是抛物线；水平速度增大到第一宇宙速度时，轨迹为圆；速度再大，轨迹为椭圆，水平速度大于第二、第三宇宙速度，轨迹是双曲线或抛物线。研究平抛斜抛运动，物理学科学习了伽利略的描点作图法，按照运动合成与分解思想可以这样描点：沿初速度方向的匀速直线运动，沿竖直方向的自由落体运动描点。而数学上介绍了用动点到焦点的距离与动点到准线的距离相等的方法也可以做出抛物线。同样，物理和数学上都可分别写出抛物线的方程。学生可以从两个学科的角度相互验证。

教学改革永远在路上，思维导图助力物理学习，是提升物理学习能力的途径，值得学生在各个学习阶段加以应用。师生应坚持在预习阶段、不同课型的课堂学习阶段、复习阶段和实验探究中积极运用好思维导图的学习方法提高跨学科学习的创新能力，不断提高物理学习质量及学科核心素养。

【参考文献】

[1]张庆.思维导图在高中物理教学中的应用探究[J].理科爱好者（教育教学），2021（04）.

[2]陈华艳.思维导图在高中物理教学中应用的实践研究[J].试题与研究，2021（14）.