物理思维导图促进学生深度学习的教学探讨 论文

物理思维导图促进学生深度学习的教学探讨摘要：思维导图是一种发散思维的可视化学习工具，注重事物内在的逻辑性，中学物理是一门以实验为主的基础学科，富有很强的思维性，二者具有很强的互补性和关联性。为落实新新课程要求，重视物理学科素养的培养目标，结合教材研读课标强化深度学习，促进学生思维能力的养成和自然科学能力的培养。所以，思维导图引入中学物理课堂，可以实现思维形象化、可视化，构建中学物理知识体系。我从思维导图基本理念与绘制方法入手，结合我使用的思维导图制作软件，分析了思维导图的作用和使用，并绘制出部分特色的思维导图。关键词：思维导图，发散思维，中学物理教学，教学案例引言：近年来，教育改革的不断深入使得学生核心素养的养成和发展提上了关键日程。核心素养是指学生接受相应阶段的教育后，应当具备能适应终身和社会发展必需的品格和关键能力。物理作为一门实验为主的基础学科，对学生核心素养的提升有着至关重要的作用。目前初中物理学习阶段，学生往往很难在感性知觉和逻辑思维之间建立起联系，因而知识呈现片断化、不系统的特点，久而久之便会形成难以逾越的学习障碍。在学习中，学生遇到物理问题，往往是避开，而不是努力的寻求解决方法。思维导图是表达发散性思维有效地图形思维工具，它简单却又极其有效，它利用图文并茂的技巧，把关键词与图像颜色等建立记忆链接，有助于教师和学生创造性地思考问题，积极探索知识之间的关联，总结修正学习过程中的结论，乃至提[1]高学习效率，增强记忆力，能从改变学习方式的角度有效解决这一问题。1思维导图的基本理论1.1思维导图的理论基础思维导图是人类与生俱来的对发散性思维的表达，在使用过程中，逐步演化成了一种有效的、实用性较强的图形技术。利用思维导图进行表征的过程中，使用者可以采用层次构建法，将词语、图形和图片等各类信息工具组合运用，梳理各级概念间的顺序和逻辑关系，以一种整体和全局的视角看待问题，进而锻炼和[2-4]提升思维能力。1.2思维导图的绘制——手绘与制作软件目前，思维导图的绘制主要有纸笔手绘和智能制作软件两种形式。纸笔手绘思维导图具有开发思维的功能，富有灵活性、创造性和美观度，艺术性也较为丰富，有利于激发学生参加教学活动的热情，帮助其打破常规思维的桎梏。在实际教学中，我利用人教版初中物理教材中“声现象”、“光现象”和“压强”等内容，引导学生在理解知识的基础上结合自己的创意，课后绘制出结构完善，外观精美的思维导图。就初学者来说，绘制思维导图的工具不用十分复杂，白纸，笔（不同粗细和颜色）等简单的必需工具即可。绘制过程从模仿开始，先向学生展示并讲解一幅思维导图，接着反复练习画一张思维导图，通过“模仿—练习—分享—找茬—联想”的步骤逐渐修正和完善。思维导图内含“寻找关键词，分类再分类”的思想，合理运用思维导图，可以将知识点的归纳整理做到分层次、有条理，将思维模式由线性转变为网状，进一步提升学生的知[5]识组织能力。对于教师手绘思维导图未必有学生制作的美观。我们可以借助软件，软件制作思维导图高效便捷，更符合现代化教学的要求，便于编辑加工与传播，促进成果共享。我使用的是希沃和XMind软件，因为两个软件功能强大，可关联课件，支持手绘、投屏，云课件等，所以我在让学生预习新课和复习课上时常让学生自制手绘思维导图，这样能够直观、形象的反映出知识结构，同时也体现学生个性的张扬，既有知识的重难点，又有个体思维的多样性。1.3国内外研究现状国外方面，思维导图的研究已经到了相当成熟的阶段，应用涉及教育、工业以及商务等诸多领域。《美国国家教育技术标准》中可以看到思维导图的有效利用，哈佛大学、牛津大学等知名大学已经将思维导图作为常用工具，英国、新加坡等地将思维导图列为了中小学必修课。国内方面，2000年王功玲老师第一次于《黑龙江科技信息》详细介绍思维导图，她指出思维导图是开启大脑潜能的钥匙，可以帮助教师快速高效地完成教[7]学设计，精确地分配讲课时间，增加传授的知识量，自此以后，思维导图的研究在国内教育界就备受关注，尤其是应用方面。2思维导图下中学物理课堂教学例析2.1思维导图在中学物理教学中的应用流程思维导图的应用需侧重于课前预习阶段，我给出学生某个物理问题的同时演示思维导图的基本画法，让学生结合已有的知识经验和查阅资料进行发散式思考，小组讨论分析后，尝试合作构建思维导图并绘制出来。课堂教学中我利用思维导图创设物理情境，添加视频、图片等形式激发学生的兴趣，积极主动地参与学习或物理实验，最后指导学生检查修正，师生合作完善思维导图。课后学生根据思维导图自主复习所学内容，在充分理解的基础上发挥想象力，构建具有学科特色的思维导图。我设计的如图2：图2思维导图在中学物理课堂中的应用流程此处以初中物理教学为例，探讨思维导图在以下几种课型中的应用。2.2思维导图在中学物理教学中的应用案例2.2.1概念课物理概念课中思维导图的作用就是将概念间的逻辑关系图示化，学生面对新的抽象概念时，难免会无从下手萌生退意，利用思维导图便能找到问题之间的关联，选择相对重要的信息进行深度加工，从而找到理解物理概念的关键突破口，找到解决问题的方法。比如：在初中物理“压强”一节中，可以将教学流程大致分为三个阶段，如图3所示。图3思维导图在中学物理概念课中的应用流程原来我在教学中，基本是充分备课，认真上课，教学是重点，学生反应我在教学中渗透的不够，所以学生在学习压强知识时，往往仅停留在记忆概念的层面上，未认真思考概念的本质。在新课程标准引领下，提出的深度学习尤为重要，所以为了降低教学难度，我在新授课前，让学生去预习，模拟本节内容的两个大的知识点（压强和怎样减小或增大压强），根据课本内容和查阅资料，绘制思维导图。学生的制作让我惊叹，真的是各具特色，一方面增强了他们学习物理的兴趣，另一方面知识得到了深层次的巩固和提升。我让学生画的同时，也会利用周末自己画一画，深知创作一张精美的思维导图实属不易。在制作之前，我准备了彩笔、纸和课本，认真阅读一遍之后合上课本构思轮廓，把本章重点知识写在中心位置，再一层层展开，一节的内容跃然纸上，记忆深刻，优点是知识链接好，缺点是可读性差。所以教学中，我有了以下的教学设计：①课前自学阶段，我让学生简单介绍“压强”的概念，演示思维导图的画法，引导学生“探究影响压力作用的效果因素”“怎样减小和增大压强”的思路进行发散式思考和讨论，接着将学生划分为若干个小组布置学习任务。②课堂学习阶段，我采用思维导图创设物理情境，讲授新课的过程中穿插视频、图片以及实验等，从“压强”的概念入手，逐步提出问题，逐一解决，然后指导学生检查所绘思维导图中存在的问题进行修正和完善。③课后提升阶段，学生可以在理解物理概念的基础之上融入自己的创意和想法，绘制个人思维导图，实现良好的复习巩固效果，学生作品如图4、5所示。这种教学方式不仅发挥了思维导图的作用，没有过多地占用课堂教学时间，同时也能充分发扬学生的个性，激发学生对物理学习的兴趣。图4学生思维导图作品图5学生思维导图作品2.2.2习题课以往的习题课，我都是提前做一遍，然后按部就班的从第一题讲到最后一题，平均用力。同类型的题目在反复讲，对于优等生收获不大，而我却没有顾及到他们的感受。通过思维导图可以把习题进行归类，同类型的题目一起讲，同时还可以扩展一下。这样有利于扩散学生的思维，提高学生解题的灵活性和发散思维。物理习题课的重点在于知识点的梳理和规律的总结，思维导图的教学方式相比传统的教师单向讲授的方式更加条理化，能快速帮学生分清主次，掌握物理规律的本质后举一反三。比如：“物态变化”为例，可以将教学流程大致分为三个阶段，如图6所示。图6思维导图在中学物理习题课中的应用流程①课前自学阶段，我先向学生简单描述固、液和气三种物态和基本特征，演示思维导图的基本画法，引导学生按照“物质的三态”“温度”“物态变化”的思路进行发散式思考和讨论，接着将学生划分为若干个小组布置学习任务。②课堂学习阶段，“物态变化”这章知识点相对零散，教学中我采用放射状的思维导图，把关键词“熔化和凝固”、“液化和汽化”、“升华和凝华”等分类进行整理，由于各个关键词间具有强相关性，通过思维导图的有效整合，就可以总结出物态变化的规律，然后指导学生检查所绘思维导图中存在的问题进行修正和完善。③课后提升阶段，学生们在个人的思维导图中融入自己的想法，许多复杂概念也配有生动的插图，学生作品如图7、8所示，让学生易于理解复杂问题的同时，也能促进逻辑能力和想象能力的发展。图7学生思维导图作品图8学生思维导图作品2.2.3复习课以往的复习课上，我都是制作复习课件，把知识快速过一遍，偏重习题的讲解，旧知在学生脑海中一闪而过，达不到温故知新的目的。这种情况下，思维导图的使用就尤为重要。思维导图依据发散式思维的特有结构，有利于学生形成“长时记忆”，理清知识之间的层次，提高复习的效率。一方面可以让学生区分各个现象和物理量之间的异同，对基本概念有清晰的理解，另一方面可以加深学生对“平面镜成像”等实验现象的理解，潜移默化地引导学生形成科学思维，培养科学探究能力，学会思维方法是学习物理的重中之重，也是解决物理问题时能做到游刃有余的保证。比如：在初中物理“光现象”一章复习课中，可以将教学流程大致分为三个阶段，如图9所示。图9思维导图在中学物理复习课中的应用流程①课堂学习阶段，中学物理“光现象”一章中，“反射”“折射”等现象相对繁杂，很容易混淆，课堂复习过程中采用思维导图回顾总结的方法，引导学生主动参与思考总结过程。②课后提升阶段，学生梳理课上总结的“光现象”物理概念以及相关知识点，在充分理解知识的基础上，发挥想象力，构建融入了创意和想法的、独具特色的个人思维导图，学生作品如图10、11所示。③思维导图评价阶段，在学生完成个人思维导图后，教师可以就色彩美观度、知识完整度、结构顺畅度、思维变通度四方面对学生作品进行主观评定给出分数，促进学生不断改进与提升。图10学生思维导图作品图11学生思维导图作品3总结最近两年我也参加了不少的培训和学习，2020年和2021年的安徽省中小学教师远程继续教育培训中，多次提到教学重视实效，要做好深度学习和深度教研，我也参加了不少的县市级物理教研活动，活动中都提到新课程教育理念，重视课堂教学的真实性，也再次为我们的物理教学提出新的发展趋势和要求。所以我经常思考，通过教研组活动和自我研磨，重视学生的深度学习，进而重视思维导图的应用和实践研究逐渐深入，我认为在初中物理课堂中，将思维导图作为一种学习工具，既可以改善传统的教学模式枯燥、繁琐的问题，提升物理课堂的教学质量，又符合新课程改革的要求，实现碎片知识结构化、教学系统体系化，利用丰富生动的试听效果激发学生学习物理的兴趣，有益于认知结构的构建，培养立足于科学核心素养，全方位发展的新型复合人才。同时，要在中学课堂中真正贯彻思维导图的应用，仍然需要更多的研究和实践。参考文献：[1]张海森：2001-2010年中外思维导图教育应用研究综述[J].中国电化教育，2011（08）：120-124。[2]赵国庆，陆志坚：“概念图”与“思维导图”辨析[J].中国电化教育，2004(08)：42-45