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浅析思维导图在高中物理概念教学中的应用

2021-01-04 325 上传者：管理员

关键词：
思维导图
物理教学
物理概念教学
高中物理
高中物理教学
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在高中物理教学中,大量物理概念是在对实验现象抽丝剥茧的分析中总结出来的,是建立在学生具有较强逻辑思维基础之上的。概念教学比较抽象,学生难以建立形象的概念轮廓。同时物理知识间的内在联系也抽象深刻,学生对物理概念的联系没有深刻的感知。最终导致物理概念教学方法单一,学生的课堂学习味同嚼蜡,索然无味。在物理概念教学中引入思维导图可以帮助学生理解核心概念,将抽象的知识显像,建立深层次的知识联系,形成直观的知识网络图等都具有显著地帮助。思维导图以最具认知效果的图像表征方式,将发散性的思维具体化、可视化的呈现出来,能够清晰表征各知识点间的层级关系和脉络联系。可以激发学生的学习主动性,使学生清晰的对知识进行建构,形成自主的知识网络体系。

一、思维导图在物理概念教学中的必要性

传统的高中物理概念教学常常是通过具体的物理情景引出概念的内容,通过对事物本身或者物理过程进行有意识的分析,从而在学生脑海中形成抽象的物理概念。教学过程只关注概念的内容、条件及使用,对前概念知识(即概念如何形成)和后概念知识(即概念间的深层次联系)缺乏理解,较少的概念关联知识也以死记硬背为主,这些都不能引起学生大脑的强反应,缺乏形象化的感知,学生只能形成若干孤立的概念点。

思维导图作为一种思维工具和思考方式,其突出特点是帮助人们建立一个全面立体的对事物的认知情景。它显示了所有与核心知识相关联的内容,同时展示了其层级关系和彼此间的联系,便于学生理清思维脉络,梳理思维过程。对内在联系紧密的高中物理概念教学有非常积极的作用:1.通过思维导图摆脱了传统教学法对孤立知识点的教学片面性,使教师可以脱离现有知识层面,站在更高的角度审视关联知识及其联系的教学效果,及时调整教学进度与侧重点;2.最大限度地活跃了课堂教学环境,提高了学生参与课堂学习,主动与教师互动的的学习积极性,对锻炼学生思维主动性,提高学生学习兴趣有明显效果。3.思维导图的制作过程是创造性的实践活动。创造过程中包含了学生与老师的思维碰撞,知识与知识的交汇贯通,是对学生思考力、想象力和行动力的有益锻炼。思维导图的创作过程多角度、多层次地培养了学生的合兴素养。

二、思维导图在教学中的应用策略

(一)引导学生熟悉思维导图制作过程,确定核心知识和关联知识

笔者发现,很多学生知道思维导图,但对于思维导图的特点和绘制方法并不清楚。因此,教师首先要教授学生绘制思维导图。基本遵循以下程序:1.确定课堂核心知识、2.确定子知识及其与核心知识的联系、3.根据各个知识点间的远近关系来确定思维导图的层级和线条配置、4.绘制整个思维导图。

笔者以高中物理的运动学研究为例,核心知识为运动学,引导学生发掘与之关联的知识点。学生的参与兴趣非常高,课堂学习氛围浓郁,共提出了与运动学相关的知识点十多个。例如:匀速直线运动,匀变速直线运动、匀变速曲线运动、非匀变速运动、非匀变速曲线运动、匀加速直线运动、匀减速直线运动、自由落体运动、竖直上抛运动、平抛运动、匀速圆周运动等等。很明显这些运动均包含在运动学范畴内,但他们之间存在从属关系。例如匀变速直线运动包含匀速直线运动、匀加速直线运动和匀减速直线运动,匀变速曲线运动包含平抛运动,非匀变速曲线运动包含匀速圆周运动等。如图1(运动学原始图)(使用MindMaster软件绘制)所示,各知识点如散沙般的无序分布,知识点间的逻辑关系无法体现,需要教师引导学生梳理知识结构,建立知识间的联系。

图1运动学原始图

(二)帮助学生建立知识结构,绘制思维导图

虽然多数学生掌握了相当量的知识并能够熟练应用,却感觉各知识点杂乱无序,使得学生对物理各概念间的感觉如同散沙般毫无联系。这里我们首先以城市的道路系统作为形象比喻引导学生,各个知识点就像是标志性建筑,各个建筑之间通过主干道、次干道和巷道相联系。教师此时需要帮助学生区分主要建筑和次要建筑,它们之间的联系是主路还是小路,同时梳理出更小巷道及其联系的微小建筑(小知识点),使学生在脑海中形成清晰的道路交通图,才能够绘制出脉络清晰的思维导图。

仍以运动学为例,帮助学生梳理各知识点间的层次结构,建立起分层知识节点。如核心知识:运动学;一级知识节点包含:直线运动和曲线运动;二级知识节点包含:匀速直线运动、匀变速直线运动、非匀变速直线运动和匀变速去信啊运动、非匀变速曲线运动;三级知识节点包含:匀加速直线运动和匀减速直线运动;四级知识节点包含:自由落体运动、竖直上抛运动、平抛运动、斜抛运动和匀速圆周运动。按照指示层级构建条缕清晰的思维导图,才能够有效地帮助学生掌握知识及其联系。如图2(运动学思维导图)(使用MindMaster软件绘制)所示。学生由绘制好的思维导图可以清晰的认识各个运动学基本概念间的从属关系和逻辑顺序。

图2运动学思维导图

(三)用思维导图帮助学生提升物理思维与解题能力

学生掌握思维导图后,只需要将思维导图的知识结构、逻辑关系牢记于心,就可以高效掌握物理概念及其联系并应用于题解。笔者研究发现,掌握了思维导图的学生在解决物理问题时,往往首先能够依据题干中的已知条件,凭借思维导图快速找到关键知识和关联知识,再根据思维导图寻找已知条件与结果间的逻辑关系,根据两者在导图间的层级确定解题的大体步骤和方法,从而达到快速准确解题的目的。

三、思维导图的应用效果分析

(一)为高中物理课堂教学增添了一种高效的教学方式。

笔者通过对教师使用思维导图教学法的研究发现,思维导图从全局考虑,由核心概念衍生出一级、二级概念,以此类推,形成由近及远的概念知识体系。思维导图最大限度地提高了课堂教学容量,减轻了教师对各级概念知识关联性的解释,极大提高了课堂教学效率。对物理教学提供了非常有益的帮助。

1.变传统物理教学为可视化物理教学。

思维导图制作过程即为教学过程,过程中对知识的讲解、核心知识的分类、知识层次的分布、关联知识的认定等将教师的课堂教学内容更加全面和细致的展示出来,再通过图形、颜色、线条、核心概念和分级概念等元素构成一副完整的思维导图。整个制作过程将传统的物理讲说式教学变为可视化的教学过程,对教师知识容量和掌握的熟练程度有了新的高要求。

2.由主导者变为参与者

在制作思维导图的过程中,学生的思维更加丰富和变化,往往脱离教师原有的教学范畴。教师在教学过程中刚开始还能够按照原有的计划范围进行教学,随着思维导图的拓展,教师开始适应学生的发散性思维,转变角色,由主导者变为参与者共同完成创作。但教师仍然要行使必要的职责,需要规范学生的思维广度和知识缺陷,避免出现脱离知识范畴和错误。

3.能够更加高效的组织教学过程

思维导图的引入扩大了教师原有的知识筹备范畴,学生的集体参与使教师能够更加有效的发现学生知识的不足和漏洞,在讨论和纠错的过程中强化知识基础,拓展了师生的知识范围。使教学过程不再是教师的独角戏,课堂真正变成了教与学的交流,教学过程更加高效。

(二)为学生的高效学习提供了多种帮助。

1.改变了传统的物理概念记忆方式,使物理概念不再割裂开来而是相互关联,通过对学生学习过程的研究和学习效果的对比发现,思维导图极大限度地发挥了学生的思维延展性,拓展了学生的知识容量,使学生的学习兴趣较传统教学方式有极大改观,对概念知识及其联系的掌握更加形象和牢固,对比学习效果提升明显。

2.变被动学习为主动学习

传统物理教学过程中,学生以被动接受教师传授的知识为主。思维导图的引入使学生变被动为主动,从图形到线条,从核心概念到关联知识,从知识分布到关系远近,学生都需要主动参与,极大调动了学生的学习主动性和积极性。

3.变单独学习为团队学习

原有教学过程中,每个学生都是独立学习的个体,之间缺乏交流与沟通。而思维导图的制作过程中每个学生都从不同的角度、方向和方法思考,通过合作探究的学习方式引入集体的智慧,再将结论体现在思维导图中。这对学生提高合作技巧,培养团队精神都起到了积极作用。

结语

通过思维导图在课堂教学中应用的对比研究发现,使用思维导图的教师在教学上的课堂驾驭能力明显增强,知识储备和分析能力提高显著,教学方法多变,教师与学生的关系更加融洽,课堂讨论氛围浓郁,教学效果明显。学生通过思维导图的学习,学习积极性有较大提高,主动学习意识增强,合作学习的意愿与能力显著增加。学生对于物理知识的思考更赋予逻辑性,对物理深层概念知识的领悟更加深刻,学习成绩对比提高显著。

遗憾的是思维导图的使用还需要借助专门的软件,如MindMaster等,学生需要熟悉并掌握使用方式。随着信息技术的高速发展,思维导图的制作如果能够融入常规WPS或者office软件中,使思维导图的制作更加简单和常规化,一定会使高中物理概念教学的效果得到更加显著地提高。同时,本研究只局限于思维导图与物理概念教学的研究,随着思维导图的逐步推广,将之融入到物理教学的各个方面,一定能使物理教师的教学与学生的学习效果得到显著提高。希望能有更多的一线教师和学生能够熟悉使用思维导图,将物理学习变的简单和生动,使物理教与学变得更加有趣和效果显著。

参考文献：

[1]邹鹏.信息技术环境下探究式实验教学分析.中学课程辅导,2020年2月,P14-15.

[2]邹鹏.中学物理探究式试验必要性分析.新课程,2020年3月,P34.

[3]张海燕.思维导图工具集锦.中国信息技术教育,2009年15期,P96-98.

邹鹏.浅析思维导图在高中物理概念教学中的应用[J].高考,2021(03):27-28.