利用思维导图辅助高中物理的单元复习

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王秀娟

思维导图是一种辅助性的思维工具，是促进学生深度学习的有效策略。在物理单元复习课中合理有效地利用思维导图辅助教学，不仅可以促进学生的思维发展，还有利于教师的专业发展，符合新课程标准和高考评价体系的要求。文章探讨了在高中物理单元复习课中运用思维导图实施教学的具体策略。

思维导图;单元复习;高中物理

本文为北京市中小学名师发展工程成果;北京物理学会课题“基于深度学习的章节教学研究〞，编号：WLXH202282。

一、思维导图的工具介绍

20世纪70年代，思维导图由英国的托尼·博赞提出。思维导图是表达发散性思维的有效图形思维工具，具有便利性、快捷性特点，借助可视化思维工具，将碎片化的内容整合到一起浮现出来。思维导图能够使抽象的知识、概念变得更为具象，加强人们的记忆。教师在物理教学中运用思维导图，能够帮助学生构建清楚、整体性的知识框架，整合碎片化知识，引导学生学习物理知识，协调学生左右脑之间的关系，实现对物理知识的深度学习，逐步形成物理素养。

二、物理单元复习的重要性

（一）物理学科的特点

物理课程標准指出，物理学是自然科学领域的一门基础学科，研究自然界物质的基本结构、相互作用和运动规律。物理学是基于观测与试验，建构物理模型，应用数学等工具，通过科学推理和论证，形成系统的研究方法和理论体系[1]。可以看出，物理学科是一个研究系统，知识和方法都浮现结构化的特征。因此，如何以知识和方法为载体，在教学中培养学生的结构化思维是物理学科教学的重点。

2022年，教育部推出“一核四层四翼〞的高考评价体系。在评价体系中，学科素养指标体系是指学生在实践生活中，或者在摸索问题过程中，能够对各类信息进行分析和整理的综合素养。与以往不同，在信息时代背景下，随着大量信息、新技术、新方法的出现，人们能够从多个渠道获取各类形式的信息，但并非所有信息都具有价值，这就要求我们具备筛选信息的能力。在思维导图的帮助下，学生能够快速提取新信息，并将其与已经把握的知识建立联系，有效解决实际问题，实现对各类知识的组合[2]。

（二）单元复习课的特点

单元复习是教学过程中必不可少的环节。师生共同对知识进行全面且系统的梳理和总结，能够帮助学生了解到知识与知识之间、单元与单元之间的关系，在脑海中构建知识脉络，突出核心知识点。这种方式不但能够加强学生对知识的综合运用能力，而且能够激发学生思考，不断提高学生的实践能力，提高学生的物理思维水平。

三、思维导图在教学中的意义

（一）促进了教师的专业发展

在设计单元复习的过程中，教师要立足单元，上接学科核心素养，下连知识点的目标或要求，既要站在高位上设计单元，又要落在课节上来实施教学，既要仰望整体，又要心怀具体。这对教师的专业发展有了更高的要求。利用思维导图可以高效地进行教学设计和实施，具体需要做到如下两点。

1.深入研究学科是基础。专业的物理学科教师需要对学科本身有较为深入的认识，从物理学史中挖掘哲学的起源，从物理学科中探寻规律的力量，从物理学发展中关注科技的前沿等，这些都是物理教师应具备的基本素养。没有这些，无从谈及整合与结构。教师只有对学科本身有深入的认识，才能在教学设计和实施中游刃有余，更好地利用思维导图辅助教学。

2.立足学生的学习是核心。教师在教学中不仅要关注知识规律、教学规律，还要关注学生的学习规律，基于学习规律设计教学规律。教师的一项重要工作就是研究学生，研究学生是如何认识问题、思考问题和解决问题的;研究在学习每一部分内容时学生可能会遇到哪些困难。学生的成长环境变了，特别是随着社会、经济、信息技术高速发展，人才培养的着力点从比记忆和计算转向比创新和想象。互联网、移动终端的高速发展让网络学习日趋常态化，学生中的“数字原住民〞越来越多，他们靠技术手段快速获取信息、交流信息，喜欢自己选择课程，喜欢主动学习而不是被动接受。教师在基于知识规律和学习规律设计教学规律的过程，要以学生的思维导图为素材，将学生的思维外显，有针对性地指导，这是在教学中实现以学生为主体的具体策略。

（二）加强了学生思维的结构化

将新知识纳入原有的知识体系需要分类和整合，需要教师引导重构知识体系，培养思维的结构化。在高中物理必修1的教学中，知识单元“运动〞“力〞“运动和力〞需要不断深入地学习，教师应培养学生利用思维导图，将主题词从“运动〞到“力〞，再到“运动和力〞，不断梳理学习的规律，将思维外显，进而整合所学知识的内容。

将思维导图应用于单元复习课，能使繁杂、抽象、零散的核心知识更加具体化、形象化、系统化。学生以小组为单位进行交流研讨，激发了学习的主动性、积极性、合作性，不仅培养了归纳、概括、建构框架、梳理知识的能力，还培养了合作精神，锻炼了组织能力和表达能力。教师在教学中结合学生的认知水平，引导学生建构适合各自学情的思维导图，诱发学生在认知上的矛盾冲突，引导学生通过自主学习、自主设计、合作探讨等方式去解决疑难问题，建构起再认识的脉络和新的认知结构，从而扎实地锻炼了学生的实践能力、自主学习能力，同时培养了学生的质疑精神、创新精神，提高了学生的核心素养。而且，这在一定程度上提高了教师的专业的素养，促使教师在前期备课过程中立足单元，站位更高，更好地指导和帮助学生完善单元思维导图，使学生的思维规律进一步结构化。

四、思维导图与高中物理复习课的关系

思维导图是整理思维的工具。整理思维好比整理房间。在学习中激发思维，能够获取大量思维资料，但停留在这一阶段远远不够，究其根本是琐碎的思维资料无法形成系统知识。因此，利用思维导图显得尤为必要，通过对琐碎资料的分析和整合，能够促使知识系统化，进而促使思维由“有物〞朝着“有序〞方向转变。

单元复习课是教学中较为常见并且重要的一类课型，目的在于帮助学生稳定已学知识，建立知识间的联系，从而自主形成一套完整的有规律的知识体系。在复习课中运用思维导图可以将局部的、碎片的素材整体地全景呈现，这不仅可以培养学生系统化的思维，培养学生深度整合的意识，还落实了课程标准中内容结构化的要求。

有效的学习需要把握、整理和归纳知识点，根据知识之间的关系构建完整的知识网络。获取的知识，如没有完整的结构加以支撑，不久便会遗忘，不连贯的知识在记忆中只能有短暂的寿命。学生绘制思维导图的过程，就是把新知识汇入到原有的认知结构的过程。这样就能将原本呆板的机械式学习转变成具有规律联系的有意义学习。

五、思维导图在单元复习教学中的应用例如

现以高中物理必修1的第一单元“运动的描述〞为例，分析如何在单元复习课中运用思维导图。

（一）教学分析

1.教材分析。本章与下一章的主要内容是从运动学的角度对做直线运动的物体进行描述，研究一种物理现象。从运动学的角度描述物体，就是要在确定的时刻或时间内明确机械运动的物体的位置、位移速度和加速度。而要想确切地描述这些物理量，就必需先学习质点参考系和坐标系等内容。本章学习的内容既是下一章研究匀变速直线运动的基础，也为后续整个高中力学各章的学习做好知識的准备。

本章共4节，知识线索可分为四部分：第一是关于描述物体运动的基础铺垫（第1节），明确描述的对象是什么（质点），用什么样的工具来描述（参考系）;其次是位移（第2节），从位置变化的角度认识位移这一新的物理量，包括如何描述位置、位置的变化，以及什么时刻的位置、什么时间内的位移等内容;第三是速度（第3节），从位移变化率的角度认识速度，包括大小和方向，以及如何测定速度;第四是加速度（第4节），从速度变化率的角度认识加速度，包括大小和方向[3]。

相对于初中物理而言，高中物理在理性分析、规律思维、定量要求、数学计算、概念的严密性、试验的繁杂性等方面都上了一个台阶。本章是高中物理的第一章，对后面的学习起到奠定基础的作用，学生学习高中物理需要具备的基本素养好多在本章中第一次出现。例如，第一次用较规范的理想模型的观点来思考问题;第一次体会时刻、时间、位置、位移等概念的确凿含义;第一次在物理问题中渗透极限的思想;第一次用打点计时器进行定量的试验;第一次抽象地领会物理学中“变化率〞的含义等等。因此，教师在教学中如何对待这些重要的“第一次〞很重要，既要使学生扎扎实实地从这些“第一次〞中提高基本素养，又要兼顾学生的可接受性，做到循序渐进，不一步到位，让学生在学习中感受成功的愉悦，这是在本章学习中需要特别注意的问题[3]。

基于上述的教材分析，在本单元的复习课中，引导学生对概念再深入认识是重点。因此，在本单元的复习课中教师带着学生对知识做好结构化梳理，对单元内容进行系统化整合，是后续物理学习的关键。

2.学情分析。在知识基础方面，关于运动，学生并不陌生，对于直线运动有初中学习的基础，对于速率、路程、时间等物理量有较为深入的认识，但是对于位移、速度、加速度这三个物理量的认识还是陌生的，特别对于这三个量在建立过程中的联系更是存在理解困难的问题。在思维方面，学生初接触矢量，对于矢量及其变化的理解存在困难，对于“类比〞这一学科方法在物理量定义过程中的运用，需要在教师的引导下渐渐体会。

（二）课前准备

1.软件工具拓展学生信息技术

教师给学生培训如何使用构建思维导图的电脑软件或手机app，不仅可以拓宽学生的视野，还能为规范浮现思维导图奠定了基础，并为文件展示和编辑提供了便利。因此，在高中物理单元复习课之前，对学生使用思维导图软件进行培训是有必要的。

2.小组学习培养学生合作意识

将单元知识复习以导图的形式浮现，需要学生落实知识的梳理、文案的撰写、软件的编辑、修改完善、代表汇报等相关工作。组长将小组成员分工，明确任务后，课下可以通过微信群的方式交流工作进展。这样不仅可以培养学生的合作意识，还可以培养学生的规划能力，同时使每个学生发挥所长，更好地调动学生的参与积极性。

（三）课上汇报

1.学生展示，同伴互评

学生在课前以小组为单位完成单元知识梳理后，小组选出代表在班内进行汇报，让除汇报组以外的其他小组同学进行评价打分。

在小组汇报前，教师对汇报学生和评价学生分别给出指导。首先，汇报组的学生要讲清这样几个问题：“确定的核心主题是什么，核心主题和子命题之间有什么样的规律关系，各个子命题之间存在什么规律关系？〞其次，评价的学生根据评价量表进行打分，思考这样几个问题：“导图的中心词及各子命题之间是否符合本章的物理知识规律体系，导图是否清楚简明地表达了主题，汇报的同学语言表达是否达到评价要求？〞每个小组汇报时间不超过5分钟。

2.教师点评，引领提升

教师首先确定汇报的小组初次使用软件做成的导图效果很好，基本达到要求，确定的主题和子命题符合第一章的知识体系。接着对评价组的学生进行评价，确定评价的学生能辩证地看问题，并提出改进方向。评价学生所言“没有新意〞可以理解为创新不够，更像是教材单元章节的汇总和翻版，浮现的导图虽然清楚明白，但是思维含量不够，思维深度不够，知识的整合提升不够，多为复制粘贴性工作。教师提出问题：“我们如何