学科思维导图在物理规律教学中的应用

黄承军

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2020）-32-261

一、物理规律的特点

物理规律反应的是一种内在联系，可以是物质结构或者物质运动之间某种规律，人们常常用物理规律去解释一些现象，解决一些物理问题。学生们通过物理规律解答物理题目时，可以提高智力以及能力。

（1）物理规律能够表征物理概念之间的联系。物理规律则描述的是物理概念之间的内在联系，包括定律、定理、原理、公式、方程等。例如，牛顿第二定律，公式为F=ma，就是将质点、力、质量以及加速度等概念联系在一起，并且将这三个物理量用数学逻辑关系表示出来;在热学中，克拉珀龙方程就是探讨理想气体条件下，三个状态参量：压强、体积和温度之间关系的。

（2）物理规律是观察与实验、思考、想象与理想化相结合的产物。物理规律的研究，离不开人们认识自然界的途径。人们通常通过观察、感知等方式得到信息，然后通过实验去验证经过初步思考得到的结论，在实验结论的支撑下，进一步去思考、完善，最终解决问题。例如，牛顿第二定律的建立，则是通过大量的实验，经过数学推理等思维过程，最终得出结论。无论哪一个物理规律的发现，都体现了科学家们认真、严谨的科学态度。

二、学科思维导图与物理规律教学

在中学物理知识体系中，物理规律对学生的物理成绩，科学方法，以及运用物理知识解决实际问题的能力都有很大的影响。所以物理规律教学是非常重要的，物理规律教学的重点在于是否能够明确物理规律所要研究的问题，要理解物理规律的物理意义，还要掌握它的适用条件。物理规律教学的难点在于要清晰是理解物理规律与物理规律、物理概念之间的体

系关系。将学科思维导图应用于物理规律教学中，有以下优势：

（1）学科思维导图帮助师生进行物理规律的演绎和归纳。

物理规律大多数都是经过反复的实验、推理、论证后得出的，学科思维导图能够有条理的将物理规律的发展过程演绎出来，学生也可以自主完成学科思维导图，对物理规律进行归纳，最后教师来完善总结。

（2）学生的思维能力提高。

学科思维导图能够激发学生的创造力和想象力，物理规律教学能够让学生乐于思考，有严谨的科学态度，把学科思维导图与物理规律教学融入一起，能够更高效的提高学生的思维能力。

三、物理规律教学中应用学科思维导图的案例研究

物理规律教学不仅要考虑到物理规律本身的特点和教学要求，还要考虑相应的核心素养以及学生的思维习惯。因此，物理规律教学应当是学生在教师的帮助下，去发现问题、科学探究、应用规律解决问题的过程。

物理规律教学一般分为四个步骤：首先要创设物理情景，提出科学问题，其次要进行科学探究，完善知识结构，接着要总结物理规律，理解物理規律，最后要应用物理规律，解决实际问题。下面以《电流跟电压、电阻的关系》的教学过程片段为案例进行研究。

（1）创设物理情景，提出科学问题

教师：通过前面的学习，同学们已经学习了电流，、电压u、电阻R，那么这三者之间是否存在关系呢？下面有三个研究内容，如图下图所示，同学们分组讨论出需要研究哪写内容，而那些又不需要研究呢？

学生讨论分析，得出结论，形成科学问题。导体的电阻本身就有阻碍电流的性质，电压是形成电流的原因，学生猜想，电流跟电压、电阻有关系，且导体两端的电压越大，导体中的电流也越大;导体的电阻越大，导体中的电流越小。

（2）科学探究，完善知识结构

学生分组讨论：这节实验课与之前学习的哪节实验课类似？之前的实验课又是用什么研究方法昵？

学生汇报讨论结果。

明确研究电流，与电压u的关系，应该使用控制变量法。明确在研究电压与电流关系时，应该保持电阻不变。在研究电流与电阻关系时，应该保持电压不变。

教师：引导学生独立设计电路

学生：展示设计方案，最终确定研究电流与电压关系时，在串联电路中利用滑动变阻器来改变导体两端的电压，从而改变电流。在研究电流与电阻的关系时，要了解当定值电阻的阻值发生变化时，可通过滑动变阻器来控制其两端电压U保持不变。学生进行实验，收集数据，分别填入下面对应表格。

根据实验数据，进行分析论证，解决相应问题，例如：电流，与电压u这两个物理量，是谁随着谁变化;根据表格得到什么结论，又是怎样得到这个结论的等等。最终得出结论。

（4）应用物理规律，解决实际问题

教师给出本节课对应的习题，使学生熟练运用所学的物理规律。学生自主构建学科思维导图，教师进行完善。如下图

在本节教学案例中，能够很好的将物理规律教学应用于学科思维导图，在进行科学探究以及理解物理规律、运用物理规律等环节充分体现了物理规律教学，又在学习的最后完善学科思维导图，学生能够较好的回顾学习整个物理规律的过程，每一个步骤都能清楚记住，并且在学生进行猜想、实验过程中能够提出问题和发现问题，提高学生的想象力和创造力。