基于可视化工具突破疑难物理的研究——Mind mapping新思维工具*

王素云

(福建师范大学物理与能源学院 福建 福州 350007)

1 问题提出的背景

1.1 新课程改革引出新理念

2001年《基础教育课程改革纲要(试行)》提出了基础教育课程改革的具体目标，指出“改变课程实施过于强调接受学习、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手、培养学生收集和处理信息、分析和解决问题及交流与合作的能力．”

1.2 为学生引入新方法的必要性

物理是描述自然规律的现代学科，涉及的内容极为宽广，不同的知识点之间有的相互独立而有的却又互相关联，需要初学者具有较好的思维水平．对于刚接触物理的初中生而言，在建立知识点间的关联、解决综合性题目，以及建立物理图像和多角度思考问题的能力比较薄弱．在物理教学中，教师很有必要为学生引入便捷、高效的思维工具，有针对性地解决学生在这些方面的困难．

2 思维导图

英国著名的心理学家、教育学家东尼·博赞(Tony Buzan)是思维导图的创始人，他从大学时代开始潜心钻研大脑神经生理学等方面的知识，并努力探索达·芬奇等伟人的笔记[2]．

图1 达·芬奇手稿笔记

在研究伟人们留下的手稿和文本资料时(如图1)，发现他们都存在着共同点：喜欢采用较少的文字配合图像的方式来做笔记．科学家单纯地列条式的笔记内容则非常少见．在对成功人士的笔记规则研究基础上，东尼·博赞发明了让人的左、右脑彼此协作不分离，充分发挥左脑的文字、线性、逻辑功能，也发挥右脑的图像、色彩、空间功能的思考和笔记方式——思维导图(Mind Mapping)．思维导图能够充分调动左、右脑一起工作，顺应大脑自然的思考方式．

思维导图是建立在脑科学理论的基础上．1961年诺贝尔生理学奖获得者——斯佩里教授通过对裂脑人的研究，在肯定大脑的左半球对逻辑、数学、推理等占有优势的同时，提出了右脑主要负责图画、音乐、想象等形象思维的观点，在全世界范围内掀起了“右脑革命”的热潮[3]．大部分人侧重使用左脑的逻辑分析、复杂计算、抽象思维，往往忽略了右脑的形象思维、音乐、图像、艺术等方面的功能．而绘制思维导图时用到了色彩、图画等，激发右脑积极参与工作，实现全脑并用，大大提高了记忆能力和激发大脑的创造力．

图2 人脑神经细胞

3 初中物理课堂笔记的记录情况调查分析

笔者在福州市某中学初中部进行初中物理学习课堂笔记的记录及效用调查．对两个班级97位同学发放问卷，回收97份，有效问卷97份，有效率为 100% ．

该问卷共设置9道针对性较强的选择题，内容主要涉及以下的4大方面：笔记的效用；笔记的内容；记笔记是否会影响听课效率；笔记的形式．从这项调查可以获取如下信息.

(1)课堂笔记是学生学习的重要策略

记录课堂笔记已成为学生普遍使用的精加工策略．在调查中，有54.6%的学生反映课堂笔记对他们起到很大的帮助．调查中，还获知有81.4%的同学有准备专门的笔记本来记录笔记；

(2)笔记既能帮助学习，也可能影响听课效率

笔记能帮助学生记录重要的核心知识，方便学生在课后进一步巩固学习．但在课堂中，没有掌握好适当的做笔记方式，往往也会在某种程度上影响听课效率．有53.6%的同学反映，边听课边记录笔记，会有一点影响听课效率．这表明若能引入新的笔记方式：记录的文字较少，且能击中重点，抓住关键信息，并让学生跟上教师讲课的步伐．这种新方式将切合学生学习的实际要求．

(3)图文并茂的笔记方式更利于学习

笔记的方式多种多样，传统学习中学生习惯使用文本笔记，但若能在笔记中适当加入形象的图示，将会提高学习效率．调查过程中，有高达59.8%的学生认为采用文字和图像符号结合的笔记方式远比列纲要的笔记形式效果来得好．

(4)乐于接受新鲜事物

在调查过程中，笔者特设问题：介绍一种新的高效的笔记方式，你会接受并应用吗？有84.5%选择尝试后，真的好用会积极使用；而有15.5%选择不喜欢尝试新事物．这说明初中学生的好奇心比较强，对新鲜事物保持开放、接受的心态．

在问卷调查过程中，笔者随机抽取5位学生进行访谈，结果如下：

“都用文字记录，复习的时候看着就累了，而且觉得量很大．在期末总复习，各科笔记都有，翻开笔记才看没几页就犯困．但有时候对于老师强调的一些重点，例如力的图示的易错点等，我画几个图在旁边作为范例，注意的地方再用红笔圈圈点点，一目了然，要不然写文字要写很多行！”

“文字和图像肯定各有优缺点啊，没有文字当然也不行，自己会看不懂．但是有适当的关键字提示，然后再加一些物理图像，复习的时候效率最高了．有时候老师讲一大段文字的时候，懒得记就画图示，这样才可以跟上老师讲课的步伐！”

“我的反应比较慢，一般记录和听课的效率也比较低．经常老师强调重点的时候，我记得也慢．这个知识点都讲过了，我还没记完，就要急着找同桌补，很影响自己听课的效率．如果像老师您介绍的，思维导图的笔记方式只要记录主要的关键信息，其他不重要的语言可适当省略，那我们在复习过程中也不用多看很多不必要的文字，一下子击中知识的重点，那种方式确实效率高多了！”

4 在初中物理教学中应用思维导图的实施原则

4.1 以专题讲座引入的原则

考虑到直接向师生介绍思维导图的优点，他们一开始会产生排斥和怀疑的心理．在实施过程中，以专题讲座引入的方式，特设实际的情境让师生共同参与，亲历思维导图的优点及适用范围．通过实际事例向师生展现思维导图的魅力，并介绍思维导图的绘图方法．在讲座过程中，可采取8人为小组，讲座教师在课中布置任务，让听众现场合作绘图，并上台进行展示和分享．

福建师范大学物理与能源学院建立物理新思维梦工场，在福州大学城中以部分高校学生为试点进行思维导图培训．采取的策略即为4个专题讲座引入，专题为“初始思维导图”、“思维导图与生活”、“思维导图与学习”、“思维导图与物理”．

“初始思维导图”：主要从思维导图的历史、科学基础、绘图方法及其在国内外知名企业已带来极大成效的成功案例等方面进行讲座．该讲座旨在激发学习者的兴趣，让他们初步认识和掌握思维导图；

“思维导图与生活”：主要介绍其在生活中，包括演讲、自我介绍、人生规划等生活方面的应用．该讲座旨在让学习者掌握思维导图的精髓，让其明白在运用思维导图时，不是简单套用它的图形格式，而是要掌握发散性的思考方式，拓展问题解决的方案，最终选择最佳方案等精髓；

“思维导图与学习”：主要介绍其在英语原文背诵、语文写作中的寻找话题和段落安排、各科笔记、章节小结等的应用方法，该讲座对学生的学习起到很大的实际帮助作用；

“思维导图与物理”：主要介绍其在帮助学生建立物理图像、解决抽象的物理题目等方面的应用．

希望这4个思维导图专题讲座的主要内容对在初中教学中推广应用思维导图有借鉴作用．

4.2 在课堂中渗透的原则

教师在上课过程中，应避免直接向学生硬灌思维导图的全新理论，且不能在一开始便一直强调它是好的思维工具．新的理论对学生而言，与他们之前的学习方式有所相悖．在授课过程中，应当采用潜移默化的方式让学生体会成就感后，再抓住契机适当补充思维导图的科学理论，不断规范学生的绘图[7]．

教师是学生最好的榜样，教师在分析问题时采取的思维策略在很大程度上会潜移默化地影响学生．在实际教学中，教师应做到主动示范．在教学中，有意识地把问题以思维导图方式简单地画几笔曲线呈现在黑板上，激发学生发散思维．在思考过程中，把学生提出的想法都标注在下一级分支．通过笔者的亲历教学感受到，引导学生利用思维导图进行思考，展示思维碰撞，把抽象的思维过程可视化．课堂上积极发言的人增多，整个物理课堂的参与度提高许多．图3是新课教学中的思维导图．

图3 “大气的‘力量’”知识思维导图

4.3 在课后巩固的原则

图4 “多彩的光”知识总结图

经过多次课堂学习和训练后，学生潜移默化地进入利用思维导图学习的状态．教师可布置学生利用思维导图预习、做章节小结等(如图4)．但初中生自控能力较弱，对于布置的任务有要求检查和没有要求检查达到的效果完全不一样．教师应养成课后检查的习惯，也可采用学生合作讨论批改的形式．在小组互相交换批改中，学生既能明确自己的薄弱的地方，还能学习其他同学的优点，互相取长补短．

5 结论

思维导图是改变人思考、学习、工作、生活的高效学习方法，迄今为止在全世界的各个行业得到广泛的应用．相对国外的发展，思维导图在国内仍处于刚起步阶段．在中国的教育领域中推广思维导图是一项任重道远的系统工程．它不仅对初中物理教学有帮助，在各个学科均有切入的应用点．笔者只是做了一些尝试性的工作，还需要广大的教育工作者和研究者积极的实践探索，以进一步提高教学质量，更好促进学生综合能力的发展．

1 教育部.基础教育课程改革纲要(试行) ，2001

2 东尼·博赞.Mind Map Book.中信出版集团股份有限公司，2009

3 沈政.脑科学与素质教育明.教育研究，1999(8)

4 彭耽龄.普通心理学.北京：北京师范大学出版社，2004

5 百度图片.手绘思维导图.http://image.baidu.com/

6 赵国庆.“运用思维导图引导学生写议论文”案例研究.信息技术教育，2005(10):51

7 闫宇.高中思维导图策略下的教学实践研究.内蒙古师范大学，2009