物理思維導圖促進學生深度學習的教學探討 論文

物理思維導圖促進學生深度學習的教學探討摘要：思維導圖是一種發(fā)散思維的可視化學習工具，注重事物內(nèi)在的邏輯性，中學物理是一門以實驗為主的基礎(chǔ)學科，富有很強的思維性，二者具有很強的互補性和關(guān)聯(lián)性。為落實新新課程要求，重視物理學科素養(yǎng)的培養(yǎng)目標，結(jié)合教材研讀課標強化深度學習，促進學生思維能力的養(yǎng)成和自然科學能力的培養(yǎng)。所以，思維導圖引入中學物理課堂，可以實現(xiàn)思維形象化、可視化，構(gòu)建中學物理知識體系。我從思維導圖基本理念與繪制方法入手，結(jié)合我使用的思維導圖制作軟件，分析了思維導圖的作用和使用，并繪制出部分特色的思維導圖。關(guān)鍵詞：思維導圖，發(fā)散思維，中學物理教學，教學案例引言：近年來，教育改革的不斷深入使得學生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成和發(fā)展提上了關(guān)鍵日程。核心素養(yǎng)是指學生接受相應階段的教育后，應當具備能適應終身和社會發(fā)展必需的品格和關(guān)鍵能力。物理作為一門實驗為主的基礎(chǔ)學科，對學生核心素養(yǎng)的提升有著至關(guān)重要的作用。目前初中物理學習階段，學生往往很難在感性知覺和邏輯思維之間建立起聯(lián)系，因而知識呈現(xiàn)片斷化、不系統(tǒng)的特點，久而久之便會形成難以逾越的學習障礙。在學習中，學生遇到物理問題，往往是避開，而不是努力的尋求解決方法。思維導圖是表達發(fā)散性思維有效地圖形思維工具，它簡單卻又極其有效，它利用圖文并茂的技巧，把關(guān)鍵詞與圖像顏色等建立記憶鏈接，有助于教師和學生創(chuàng)造性地思考問題，積極探索知識之間的關(guān)聯(lián)，總結(jié)修正學習過程中的結(jié)論，乃至提[1]高學習效率，增強記憶力，能從改變學習方式的角度有效解決這一問題。1思維導圖的基本理論1.1思維導圖的理論基礎(chǔ)思維導圖是人類與生俱來的對發(fā)散性思維的表達，在使用過程中，逐步演化成了一種有效的、實用性較強的圖形技術(shù)。利用思維導圖進行表征的過程中，使用者可以采用層次構(gòu)建法，將詞語、圖形和圖片等各類信息工具組合運用，梳理各級概念間的順序和邏輯關(guān)系，以一種整體和全局的視角看待問題，進而鍛煉和[2-4]提升思維能力。1.2思維導圖的繪制——手繪與制作軟件目前，思維導圖的繪制主要有紙筆手繪和智能制作軟件兩種形式。紙筆手繪思維導圖具有開發(fā)思維的功能，富有靈活性、創(chuàng)造性和美觀度，藝術(shù)性也較為豐富，有利于激發(fā)學生參加教學活動的熱情，幫助其打破常規(guī)思維的桎梏。在實際教學中，我利用人教版初中物理教材中“聲現(xiàn)象”、“光現(xiàn)象”和“壓強”等內(nèi)容，引導學生在理解知識的基礎(chǔ)上結(jié)合自己的創(chuàng)意，課后繪制出結(jié)構(gòu)完善，外觀精美的思維導圖。就初學者來說，繪制思維導圖的工具不用十分復雜，白紙，筆（不同粗細和顏色）等簡單的必需工具即可。繪制過程從模仿開始，先向?qū)W生展示并講解一幅思維導圖，接著反復練習畫一張思維導圖，通過“模仿—練習—分享—找茬—聯(lián)想”的步驟逐漸修正和完善。思維導圖內(nèi)含“尋找關(guān)鍵詞，分類再分類”的思想，合理運用思維導圖，可以將知識點的歸納整理做到分層次、有條理，將思維模式由線性轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀，進一步提升學生的知[5]識組織能力。對于教師手繪思維導圖未必有學生制作的美觀。我們可以借助軟件，軟件制作思維導圖高效便捷，更符合現(xiàn)代化教學的要求，便于編輯加工與傳播，促進成果共享。我使用的是希沃和XMind軟件，因為兩個軟件功能強大，可關(guān)聯(lián)課件，支持手繪、投屏，云課件等，所以我在讓學生預習新課和復習課上時常讓學生自制手繪思維導圖，這樣能夠直觀、形象的反映出知識結(jié)構(gòu)，同時也體現(xiàn)學生個性的張揚，既有知識的重難點，又有個體思維的多樣性。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外方面，思維導圖的研究已經(jīng)到了相當成熟的階段，應用涉及教育、工業(yè)以及商務等諸多領(lǐng)域?！睹绹鴩医逃夹g(shù)標準》中可以看到思維導圖的有效利用，哈佛大學、牛津大學等知名大學已經(jīng)將思維導圖作為常用工具，英國、新加坡等地將思維導圖列為了中小學必修課。國內(nèi)方面，2000年王功玲老師第一次于《黑龍江科技信息》詳細介紹思維導圖，她指出思維導圖是開啟大腦潛能的鑰匙，可以幫助教師快速高效地完成教[7]學設(shè)計，精確地分配講課時間，增加傳授的知識量，自此以后，思維導圖的研究在國內(nèi)教育界就備受關(guān)注，尤其是應用方面。2思維導圖下中學物理課堂教學例析2.1思維導圖在中學物理教學中的應用流程思維導圖的應用需側(cè)重于課前預習階段，我給出學生某個物理問題的同時演示思維導圖的基本畫法，讓學生結(jié)合已有的知識經(jīng)驗和查閱資料進行發(fā)散式思考，小組討論分析后，嘗試合作構(gòu)建思維導圖并繪制出來。課堂教學中我利用思維導圖創(chuàng)設(shè)物理情境，添加視頻、圖片等形式激發(fā)學生的興趣，積極主動地參與學習或物理實驗，最后指導學生檢查修正，師生合作完善思維導圖。課后學生根據(jù)思維導圖自主復習所學內(nèi)容，在充分理解的基礎(chǔ)上發(fā)揮想象力，構(gòu)建具有學科特色的思維導圖。我設(shè)計的如圖2：圖2思維導圖在中學物理課堂中的應用流程此處以初中物理教學為例，探討思維導圖在以下幾種課型中的應用。2.2思維導圖在中學物理教學中的應用案例2.2.1概念課物理概念課中思維導圖的作用就是將概念間的邏輯關(guān)系圖示化，學生面對新的抽象概念時，難免會無從下手萌生退意，利用思維導圖便能找到問題之間的關(guān)聯(lián)，選擇相對重要的信息進行深度加工，從而找到理解物理概念的關(guān)鍵突破口，找到解決問題的方法。比如：在初中物理“壓強”一節(jié)中，可以將教學流程大致分為三個階段，如圖3所示。圖3思維導圖在中學物理概念課中的應用流程原來我在教學中，基本是充分備課，認真上課，教學是重點，學生反應我在教學中滲透的不夠，所以學生在學習壓強知識時，往往僅停留在記憶概念的層面上，未認真思考概念的本質(zhì)。在新課程標準引領(lǐng)下，提出的深度學習尤為重要，所以為了降低教學難度，我在新授課前，讓學生去預習，模擬本節(jié)內(nèi)容的兩個大的知識點（壓強和怎樣減小或增大壓強），根據(jù)課本內(nèi)容和查閱資料，繪制思維導圖。學生的制作讓我驚嘆，真的是各具特色，一方面增強了他們學習物理的興趣，另一方面知識得到了深層次的鞏固和提升。我讓學生畫的同時，也會利用周末自己畫一畫，深知創(chuàng)作一張精美的思維導圖實屬不易。在制作之前，我準備了彩筆、紙和課本，認真閱讀一遍之后合上課本構(gòu)思輪廓，把本章重點知識寫在中心位置，再一層層展開，一節(jié)的內(nèi)容躍然紙上，記憶深刻，優(yōu)點是知識鏈接好，缺點是可讀性差。所以教學中，我有了以下的教學設(shè)計：①課前自學階段，我讓學生簡單介紹“壓強”的概念，演示思維導圖的畫法，引導學生“探究影響壓力作用的效果因素”“怎樣減小和增大壓強”的思路進行發(fā)散式思考和討論，接著將學生劃分為若干個小組布置學習任務。②課堂學習階段，我采用思維導圖創(chuàng)設(shè)物理情境，講授新課的過程中穿插視頻、圖片以及實驗等，從“壓強”的概念入手，逐步提出問題，逐一解決，然后指導學生檢查所繪思維導圖中存在的問題進行修正和完善。③課后提升階段，學生可以在理解物理概念的基礎(chǔ)之上融入自己的創(chuàng)意和想法，繪制個人思維導圖，實現(xiàn)良好的復習鞏固效果，學生作品如圖4、5所示。這種教學方式不僅發(fā)揮了思維導圖的作用，沒有過多地占用課堂教學時間，同時也能充分發(fā)揚學生的個性，激發(fā)學生對物理學習的興趣。圖4學生思維導圖作品圖5學生思維導圖作品2.2.2習題課以往的習題課，我都是提前做一遍，然后按部就班的從第一題講到最后一題，平均用力。同類型的題目在反復講，對于優(yōu)等生收獲不大，而我卻沒有顧及到他們的感受。通過思維導圖可以把習題進行歸類，同類型的題目一起講，同時還可以擴展一下。這樣有利于擴散學生的思維，提高學生解題的靈活性和發(fā)散思維。物理習題課的重點在于知識點的梳理和規(guī)律的總結(jié)，思維導圖的教學方式相比傳統(tǒng)的教師單向講授的方式更加條理化，能快速幫學生分清主次，掌握物理規(guī)律的本質(zhì)后舉一反三。比如：“物態(tài)變化”為例，可以將教學流程大致分為三個階段，如圖6所示。圖6思維導圖在中學物理習題課中的應用流程①課前自學階段，我先向?qū)W生簡單描述固、液和氣三種物態(tài)和基本特征，演示思維導圖的基本畫法，引導學生按照“物質(zhì)的三態(tài)”“溫度”“物態(tài)變化”的思路進行發(fā)散式思考和討論，接著將學生劃分為若干個小組布置學習任務。②課堂學習階段，“物態(tài)變化”這章知識點相對零散，教學中我采用放射狀的思維導圖，把關(guān)鍵詞“熔化和凝固”、“液化和汽化”、“升華和凝華”等分類進行整理，由于各個關(guān)鍵詞間具有強相關(guān)性，通過思維導圖的有效整合，就可以總結(jié)出物態(tài)變化的規(guī)律，然后指導學生檢查所繪思維導圖中存在的問題進行修正和完善。③課后提升階段，學生們在個人的思維導圖中融入自己的想法，許多復雜概念也配有生動的插圖，學生作品如圖7、8所示，讓學生易于理解復雜問題的同時，也能促進邏輯能力和想象能力的發(fā)展。圖7學生思維導圖作品圖8學生思維導圖作品2.2.3復習課以往的復習課上，我都是制作復習課件，把知識快速過一遍，偏重習題的講解，舊知在學生腦海中一閃而過，達不到溫故知新的目的。這種情況下，思維導圖的使用就尤為重要。思維導圖依據(jù)發(fā)散式思維的特有結(jié)構(gòu)，有利于學生形成“長時記憶”，理清知識之間的層次，提高復習的效率。一方面可以讓學生區(qū)分各個現(xiàn)象和物理量之間的異同，對基本概念有清晰的理解，另一方面可以加深學生對“平面鏡成像”等實驗現(xiàn)象的理解，潛移默化地引導學生形成科學思維，培養(yǎng)科學探究能力，學會思維方法是學習物理的重中之重，也是解決物理問題時能做到游刃有余的保證。比如：在初中物理“光現(xiàn)象”一章復習課中，可以將教學流程大致分為三個階段，如圖9所示。圖9思維導圖在中學物理復習課中的應用流程①課堂學習階段，中學物理“光現(xiàn)象”一章中，“反射”“折射”等現(xiàn)象相對繁雜，很容易混淆，課堂復習過程中采用思維導圖回顧總結(jié)的方法，引導學生主動參與思考總結(jié)過程。②課后提升階段，學生梳理課上總結(jié)的“光現(xiàn)象”物理概念以及相關(guān)知識點，在充分理解知識的基礎(chǔ)上，發(fā)揮想象力，構(gòu)建融入了創(chuàng)意和想法的、獨具特色的個人思維導圖，學生作品如圖10、11所示。③思維導圖評價階段，在學生完成個人思維導圖后，教師可以就色彩美觀度、知識完整度、結(jié)構(gòu)順暢度、思維變通度四方面對學生作品進行主觀評定給出分數(shù)，促進學生不斷改進與提升。圖10學生思維導圖作品圖11學生思維導圖作品3總結(jié)最近兩年我也參加了不少的培訓和學習，2020年和2021年的安徽省中小學教師遠程繼續(xù)教育培訓中，多次提到教學重視實效，要做好深度學習和深度教研，我也參加了不少的縣市級物理教研活動，活動中都提到新課程教育理念，重視課堂教學的真實性，也再次為我們的物理教學提出新的發(fā)展趨勢和要求。所以我經(jīng)常思考，通過教研組活動和自我研磨，重視學生的深度學習，進而重視思維導圖的應用和實踐研究逐漸深入，我認為在初中物理課堂中，將思維導圖作為一種學習工具，既可以改善傳統(tǒng)的教學模式枯燥、繁瑣的問題，提升物理課堂的教學質(zhì)量，又符合新課程改革的要求，實現(xiàn)碎片知識結(jié)構(gòu)化、教學系統(tǒng)體系化，利用豐富生動的試聽效果激發(fā)學生學習物理的興趣，有益于認知結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，培養(yǎng)立足于科學核心素養(yǎng)，全方位發(fā)展的新型復合人才。同時，要在中學課堂中真正貫徹思維導圖的應用，仍然需要更多的研究和實踐。參考文獻：[1]張海森：2001-2010年中外思維導圖教育應用研究綜述[J].中國電化教育，2011（08）：120-124。[2]趙國慶，陸志堅：“概念圖”與“思維導圖”辨析[J].中國電化教育，2004(08)：42-45