思維導(dǎo)圖助力學(xué)習(xí)和教學(xué)方式的重構(gòu)與優(yōu)化-2019年精選文檔

1、思維導(dǎo)圖助力學(xué)習(xí)和教學(xué)方式的重構(gòu)與優(yōu)化高中物理新課程倡導(dǎo)教學(xué)規(guī)范轉(zhuǎn)型與學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變， 旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與思維能力。 對第一線的教育工作者而言， 要求既做探究者， 也做踐行者。 筆者通過研究“思維導(dǎo)圖”的功能，運(yùn)用“學(xué)與教”策略，落實(shí)新課程教學(xué)理念，收效良好。1 “學(xué)與教”策略思維導(dǎo)圖 思維導(dǎo)圖是英國心理學(xué)家 Tony Buxen 于 1970 年提出的， 是基于對腦神經(jīng)生理科學(xué)與心理學(xué)的研究， 類比自然萬物放射情形而形成的關(guān)于放射性思維及其圖形表達(dá)的成果。 思維導(dǎo)圖運(yùn)用線條、符號、數(shù)字、邏輯、節(jié)律、色彩、詞匯和圖像，按照一套簡單、自然、基本、易被大腦接受的規(guī)則，運(yùn)用從中心發(fā)散出來的結(jié)構(gòu)，

2、 把一些枯燥無味的信息變成容易記憶的、 有高度組織的圖形。理論和實(shí)踐都表明： 恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用“思維導(dǎo)圖”， 能提高學(xué)習(xí)效率， 促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建構(gòu)與優(yōu)化， 有利于學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式； 同時(shí)， 恰當(dāng)運(yùn)用思維導(dǎo)圖， 能促進(jìn)學(xué)生多向聯(lián)想、 縱橫遷移，有效改變線性思維， 促進(jìn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)； 再就是運(yùn)用思維導(dǎo)圖能有效促進(jìn)課堂合作交流， 提高教學(xué)效益， 并能有效促進(jìn)現(xiàn)代教育技術(shù)特別是“大數(shù)據(jù)”在教學(xué)中的運(yùn)用，促進(jìn)教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變?？梢暬δ?）直觀化、結(jié)構(gòu)化：運(yùn)用思維導(dǎo)圖可以使抽象的知識與思維過程變得直觀形象， 同時(shí)又呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)化的特點(diǎn)， 并揭示它們 之間的本質(zhì)聯(lián)系。2）深度化、本質(zhì)化：運(yùn)用思維導(dǎo)圖使不可見的知

3、識與思維甚至隱性的知識與思維顯性化， 將顯性知識與思維生動(dòng)化， 可以幫助學(xué)習(xí)者深度發(fā)掘知識與思維的內(nèi)涵，展現(xiàn)本質(zhì)特征。3）高效化、優(yōu)質(zhì)化：運(yùn)用思維導(dǎo)圖可以對知識與思維進(jìn)行優(yōu)化， 并高效獲取與習(xí)得， 重要的是還可以用來習(xí)得新的知識和發(fā)展能力?！皩W(xué)與教”策略這里稱為“學(xué)與教”， 而不是“教與學(xué)”，是由于“學(xué)與教”構(gòu)建的邏輯順序。 首先， 基于認(rèn)知心理學(xué)的研究成果， 確定學(xué)生學(xué)習(xí)某一類型知識的認(rèn)知心理過程； 再確定為了實(shí)現(xiàn)學(xué)生認(rèn)知心理過程而需要開展的學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)； 最后確定為了使學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)順利達(dá)成所需要的教學(xué)活動(dòng)。 是基于對學(xué)生學(xué)習(xí)心理過程分析而得出的，有著鮮明的特征，是基于學(xué)的教，而不是為了教的

4、學(xué)。1）思維導(dǎo)圖作為學(xué)習(xí)策略，能幫助學(xué)生從“學(xué)會”到“會學(xué)”，有效促進(jìn)學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變。首先，通過引導(dǎo)學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖，包括概念形成過程、物理規(guī)律建立過程、物理問題求解過程以及物理實(shí)驗(yàn)等，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)；其次，通過思維導(dǎo)圖，激活原有知識、同化新知識，使學(xué)生獲取知識、存貯知識、提取知識更便捷高效，促進(jìn)有效學(xué)習(xí)；同時(shí)，運(yùn)用思維導(dǎo)圖，促進(jìn)學(xué)生建立知識的內(nèi)在聯(lián)系，促進(jìn)知識的組塊、形成整體，促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建和優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)；再就是運(yùn)用思維導(dǎo)圖，能有效幫助學(xué)生，管理監(jiān)控學(xué)習(xí)信息與學(xué)習(xí)過程，促進(jìn)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。2）思維導(dǎo)圖作為教學(xué)策略，能促進(jìn)教學(xué)方式轉(zhuǎn)變與提高教學(xué)效益。 正如 Mayer 所說： “學(xué)生從文字和圖片中

5、學(xué)習(xí)比單獨(dú)從文字中學(xué)習(xí)效果更好。 ”教學(xué)中運(yùn)用思維導(dǎo)圖， 通過教學(xué)內(nèi)容與方式的可視化，有效促進(jìn)知識的同化與遷移、應(yīng)用，激發(fā)教學(xué)方式的創(chuàng)新；能有效促進(jìn)交流與合作，包括師生之間、生生之間、師生與教學(xué)內(nèi)容之間的交流與合作； 能有效監(jiān)控教學(xué)過程， 有利于“學(xué)與教”的反饋和生成， 有效促進(jìn)教學(xué)方式轉(zhuǎn)變； 有利于發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)對“學(xué)與教”的作用， 特別是發(fā)揮“大數(shù)據(jù)”對教育教學(xué)的功能，促進(jìn)教學(xué)規(guī)范轉(zhuǎn)型。2 策略實(shí)施優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu) 思維導(dǎo)圖的高度組織化、網(wǎng)絡(luò)化與結(jié)構(gòu)化特征， 能有效促進(jìn)學(xué)生的知識概括水平與包容范圍的發(fā)展。 反過來，知識的概括水平越高， 包容范圍越廣， 越有利于認(rèn)知識結(jié)構(gòu)的建立與優(yōu)化。在教學(xué)實(shí)

6、踐中，筆者運(yùn)用思維導(dǎo)圖，通過知識的“聯(lián)系與區(qū)分”“聯(lián)系與區(qū)別”“關(guān)聯(lián)與提升”等來提高學(xué)生的知識概括水平與包容范圍，來建構(gòu)與優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。1）促進(jìn)“聯(lián)系與區(qū)分”，就是運(yùn)用思維導(dǎo)圖幫助學(xué)生對一個(gè)單元或一章節(jié)物理知識進(jìn)行聯(lián)系與區(qū)分、 比較與整理， 使其成為清晰、 穩(wěn)定的“認(rèn)知結(jié)構(gòu)”。 如“曲線運(yùn)動(dòng)”單元涉及的物理 概念多， 物理關(guān)系比較復(fù)雜， 大多數(shù)學(xué)生很難把握知識的內(nèi)在聯(lián) 系， 也難以建立相應(yīng)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。 為此， 筆者和學(xué)生一起繪制“曲線運(yùn)動(dòng)”一章的思維導(dǎo)圖（圖 1），幫助學(xué)生建立“曲線運(yùn)動(dòng)”的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。2）促進(jìn)“聯(lián)系與區(qū)別”，就是運(yùn)用思維導(dǎo)圖搞清本章與前面相關(guān)知識之間的聯(lián)系與區(qū)別。 以曲線

7、運(yùn)動(dòng)為例， 通過繪制曲線運(yùn)動(dòng)與以前所學(xué)知識之間的思維導(dǎo)圖， 包括直線運(yùn)動(dòng)與曲線運(yùn)動(dòng)的不同點(diǎn)、直線運(yùn)動(dòng)公式的適用條件、曲線運(yùn)動(dòng)的研究方法。從受力分析、力的合成與分解的角度理解合力、分力提供向心力，從牛頓運(yùn)動(dòng)定律角度理解向心力與向心加速度之間的關(guān)系， 將圓周運(yùn)動(dòng)問題解決納入運(yùn)動(dòng)定律的范疇， 進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)圖的優(yōu)化。3）促進(jìn)“關(guān)聯(lián)與提升”（主要用于期末復(fù)習(xí)或高三復(fù)習(xí)階段），就是通過思維促進(jìn)應(yīng)用“認(rèn)知結(jié)構(gòu)”解決實(shí)際問題，使學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到更深層次的整理與提升。 以曲線運(yùn)動(dòng)為例， 在前面兩個(gè)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上， 通過思維導(dǎo)圖再建立“曲線運(yùn)動(dòng)”與“機(jī)械能守恒”“帶電粒子運(yùn)動(dòng)”“磁場中粒子”的關(guān)聯(lián)， 并進(jìn)

8、一步指導(dǎo)學(xué)生習(xí)得區(qū)分“電場中粒子的運(yùn)動(dòng)”和“磁場中粒子的運(yùn)動(dòng)”的方法，達(dá)成認(rèn)知結(jié)構(gòu)的拓展與優(yōu)化。促進(jìn)創(chuàng)新思維1）“學(xué)與教”過程中促進(jìn)創(chuàng)新思維。由于思維導(dǎo)圖是一種圍繞某一主題組織起來的知識表征和貯存方式， 又是一種樹冠狀網(wǎng)絡(luò)式的發(fā)散結(jié)構(gòu)， 而產(chǎn)生創(chuàng)新思維的重要條件就是建立合適的因此， 在“學(xué)與教”過程中運(yùn)用思維導(dǎo)圖能激活學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，使學(xué)生產(chǎn)生多向聯(lián)想，發(fā)散思維，促進(jìn)創(chuàng)新思維?！景咐?1 】 進(jìn)行“閉合電路歐姆定律”的“學(xué)與教”時(shí)， 通過“部分電路歐姆定律”思維導(dǎo)圖激活原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)， 在組織與優(yōu)化原認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上構(gòu)建新的思維導(dǎo)圖， 引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新思維， 使學(xué)生習(xí)得閉合電路歐姆定律并建立新

9、的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。如圖 2 所示，在整個(gè)過程中，電源是一個(gè)橋梁。從能量角度講，電源是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置， 把其他形式能轉(zhuǎn)換為電能， 這種本領(lǐng)用電動(dòng)勢來表征， 電源電動(dòng)勢是路端電壓的提供者， 它的大小等于開路時(shí)的外電路兩端的電壓；電源又有自身的電阻（內(nèi)阻），因此，順著電流方向通過一個(gè)電源，電勢升高E,由于電源內(nèi)阻的存在，電勢又降低 Ir 。通過舊新思維導(dǎo)圖的激活，互相促進(jìn)，幫助學(xué)生完成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建立。2）物理問題求解過程中促進(jìn)創(chuàng)新思維?，F(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，任何一個(gè)問題求解都可以分為三種狀態(tài)，即初態(tài)、終態(tài)和中間過程。 初態(tài)是解題的已知條件， 終態(tài)是解題所要達(dá)到的終極目標(biāo)。求解物理問題，實(shí)質(zhì)上就是人或系

10、統(tǒng)尋找一個(gè)狀態(tài)系統(tǒng)，使問題從初態(tài)順利地到達(dá)終態(tài)的過程。 從另一方面來說， 就是分析問題-制訂方案-實(shí)施求解。但無論如何，思維導(dǎo)圖對于求解物理問題都有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。分析物理問題時(shí)， 運(yùn)用思維導(dǎo)圖， 能引導(dǎo)學(xué)生從問題最初狀態(tài)出發(fā)， 生成思路， 確定子目標(biāo)， 架起從初態(tài)到終態(tài)的“橋梁”，激發(fā)創(chuàng)新構(gòu)想，促進(jìn)創(chuàng)新思維。制訂解決方案時(shí)， 運(yùn)用思維導(dǎo)圖， 更容易發(fā)現(xiàn)為達(dá)成從每個(gè)子目標(biāo)到下一子目標(biāo)， 需要增加哪些輔助手段， 需要建立哪些聯(lián)系，從而更快地推進(jìn)問題求解與探索過程。實(shí)施求解方案時(shí)， 運(yùn)用思維導(dǎo)圖可以不斷地發(fā)現(xiàn)問題、 提出問題、解決問題，步步推進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)解題思路的導(dǎo)通與實(shí)施。同時(shí)， 運(yùn)用思維導(dǎo)圖還

11、有助于對求解過程的監(jiān)控， 隨時(shí)做出調(diào)整與糾正，并發(fā)現(xiàn)新的思路與解法?！景咐?2 】 （ 2009 年上海高考題）小球由地面豎直上拋，上升最大高度為H,設(shè)所受阻力大小恒定，地面為零勢能面。在上升到離地面高度為 h 時(shí)， 小球動(dòng)能是所在處勢能的 2 倍； 到達(dá)最高點(diǎn)后再下落至離地面高度為 h 處時(shí)， 小球的勢能是動(dòng)能的 2 倍，則 h 等于多少？【解答此題】首先，在理解題意的基礎(chǔ)上，確定題目的目標(biāo)與條件。此題的目標(biāo)是上升過程中，小球動(dòng)能是所在處勢能的 2倍的高度；下落到同位置時(shí)，小球的勢能是動(dòng)能的 2 倍時(shí)，則 h等于多少？運(yùn)用思維導(dǎo)圖， 依據(jù)條件， 確定達(dá)成總目標(biāo)需要建立幾個(gè)子目標(biāo)， 需要確定幾

12、個(gè)物理狀態(tài)及物理過程。 運(yùn)用思維導(dǎo)圖能清晰表達(dá)題目所述物理情境。 如圖 3 所示， 從拋出點(diǎn) （狀態(tài) I ）到高度為 h 處（狀態(tài) II ），再到最高點(diǎn)（狀態(tài)III ），又返回到高度為 h 處（狀態(tài) IV ），并把受力分析與狀態(tài)物理量簡明標(biāo)在思維導(dǎo)圖上。 繪制好的思維導(dǎo)圖增強(qiáng)了題意的理解與解決問題方案的選擇與調(diào)控。上述思維導(dǎo)圖所呈現(xiàn)的過程， 如果只用文字來表述， 不只是顯得冗長，難以理解，還影響解決策略與方案等。而運(yùn)用思維導(dǎo)圖很快可以得到：狀態(tài) I 至狀態(tài) II 時(shí)： 2mgh=1/2mv12狀態(tài) II 至狀態(tài) III ： - （mg+f）（H-h） =0-1/2mv12狀態(tài) III 到狀態(tài)

13、IV ：（ mg-f ）（ H-h） =1/2mv22已知條件：mgh=2< 1/2mv22聯(lián)立求解，就可得到答案： 4H/9同時(shí)， 本題目還可以在上述思維導(dǎo)圖的基礎(chǔ)上， 選用牛頓第二定律結(jié)合V-t 圖來求解。更重要的是， 運(yùn)用思維導(dǎo)圖， 有利于構(gòu)建生態(tài)型“學(xué)與教”的情境， 促進(jìn)“學(xué)與教”創(chuàng)新思維。 就是師生一起在原思維導(dǎo)圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)行變式設(shè)計(jì)，呈現(xiàn)新的情境，從而激發(fā)學(xué)生去尋找原圖式為何不能解決的原因，修正或提升原有思維導(dǎo)圖，使其適應(yīng)層次變化。 變式可以是遞進(jìn)式或反遞進(jìn)式的， 一方面促進(jìn)學(xué)生對思維導(dǎo)圖運(yùn)用的養(yǎng)成訓(xùn)練，把繪制與運(yùn)用思維導(dǎo)圖的鑰匙交給學(xué)生；另一方面促進(jìn)創(chuàng)新思維能力的提高。比如，改進(jìn)的題目情境為：1）如果本題中，上升到 H/2時(shí)，重力勢能為mgh/2,動(dòng)能為多大？2）上升過程中，小球的重力勢能與動(dòng)能相等的位置離地面高度比H/2 大還是?。窟€是一樣？3）下降過程中，小球的重力勢能與動(dòng)能相等的位置離地面高度比H/2 大還是??？還是一樣？4）把小球在豎直方向有阻力上拋改為沿有摩擦力的斜面上滑，問題又會怎么樣？如此實(shí)現(xiàn)情境的變化，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。由此可見，運(yùn)用思維導(dǎo)圖不僅可以拓展思維的廣度和深度，提高思維的效率， 更重要的是促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新思維， 優(yōu)化思維品質(zhì)。思維導(dǎo)圖把思維過程直觀化、可視化、顯性化，使學(xué)生的思維關(guān)注焦點(diǎn)問題后進(jìn)行發(fā)散和延伸，從而突破思維