学科思维导图在初中物理教学中的应用研究＊

赵彤彤，韩海生

（佳木斯大学理学院，黑龙江 佳木斯 154007）

0 引言

物理的抽象性导致部分学生不知所云，学科思维导图因其特征和优势把生活化物理融入教学，把科研精神与科学探究过程呈现在学生面前，不仅可以引发学生学习兴趣，提升学生的思维能力和创新能力，更能促进师生间的交流与互动，提升学习质量，优化学习效果。

1 学科思维导图的特征和优点

1.1 学科思维导图的特征

学科思维导图（Subject Mind Map）是由华东师范大学的刘濯源教授在2011 年提出的[1]。20 世纪80 年代思维导图在传入中国后，发现思维导图在教育方面不能得到推广。经研究发现，思维导图在教学中存有瑕疵，不能被教师直接运用。于是，刘濯源教授提出了学科思维导图，以思维导图为根基，增添了可提高教学功效的部分，如记忆技术以及学科知识结构、学科内在思维发展规律、考试规律等[2]。学科思维导图是建立在脑科学与建构主义的基础上，可以将学科“内在的知识结构”与“清楚的逻辑关系”表现出来[2]。从思维导图到学科的发展过程中，它的侧重点由注重辐射式的思维转移到注重结构式的思考，使它更适合于教育，从而使其在国内的应用得以实现。

1.2 学科思维导图的优点

（1）促进学生思维发展：学科思维导图包含了图像和文字，当学生在绘制或者学习学科思维导图时会同时调动左右脑。学生在自己绘制学科思维导图时需要考虑图像、逻辑、文字等，左脑思维偏重逻辑、文字和分析等，右脑思维偏重于图像，所以当学生绘制完成后左右脑都得到了使用。初中阶段是学生大脑发育和能力增强的发展期和关键期，学科思维导图的使用符合学生脑力发展情况，锻炼了学生的左右脑，能推动学生抽象思维的发展，开发大脑潜在能力。

（2）有助于梳理知识：初中与小学时期不同，增加了众多科目，知识点也更加丰富。这些改变，给学生带来了巨大的压力，学生可能会因为知识点难度的增加和无法适应新环境的变化而出现不良的学习状态，长时间情况下会打击学生向上的心态，使学生丧失学习兴趣。学科思维导图对庞大的知识进行分类、整合后，能够清晰、明了地呈现知识逻辑体系，帮助学生梳理知识，了解知识间的联系，加深对知识概念的理解。

（3）提高学生的记忆力：学科思维导图是一种思考的工具，也是一种记忆的方法。学科思维导图在绘制时，上一层级与下一层级之间遵循了知识逻辑关系，学生在记忆学科知识时可直接背诵学科思维导图。学科思维导图的关键词简单、明确，图形醒目，学生可借助图像记忆和语义记忆两种方法来背诵知识点，相比单独运用语义记忆方法来背诵知识，思维导图更节省时间。

2 初中物理教学中学科思维导图的应用现状

2.1 部分物理教师对学科思维导图的重视不足

在传授物理知识环节，教师大多缺乏在教学过程中应用学科思维导图的意识，忽视了学生正处于脑力思维发展关键期。在巩固物理学科知识和布置作业时，让学生做大量的练习题，以学生的分数为标准判断学生的学习情况。着重发展学生的做题能力，没有深入了解过学生是否真正理解、掌握物理知识，学生的思维能力、逻辑推理能力、和空间想象力等能力得不到发展，潜在能力得不到发掘。

2.2 教学方法单一

虽然现代教学理念强调促进学生全面发展，但任课教师习惯采用传统的教学手段，教学方法单一。教师在物理课堂教学过程中，通常是一边讲解概念和规律，一边在黑板上罗列出所讲的内容，教学内容照搬教科书，教学过程寡趣无味，无法调动学生学习动机。长时间以后，容易造成恶性循环，学生在教学过程中没有取得好成绩，对学习兴趣下降，学习成绩会越来越差，教学质量越来越低。

2.3 小学到初中的知识跨度大

小学的教材与初中教材相比，初中教材增加了众多科目，知识点也更加丰富，对学生的理解、动手操作技能要求更高。由小学生升至初中生，小学生仍保留初中生的观念与习性。因为物理课程的抽象与变化多端，使得学生很难理解物理学的实质与规律。在做题过程中，逻辑推理能力不够，无法灵活使用物理知识解决问题，面对创新题型，更是让学生无从下手[3]。

3 学科思维导图在物理教学中的应用

在教学中，教师和学生是教育的两个主体，教师是教育过程教的主体，学生是教育过程学的主体。因此，从教师教和学生学两个方面对学科思维导图在初中物理教学中的应用进行研究。

3.1 学科思维导图在教师教方面的应用

3.1.1 学科思维导图辅助教师完成教学工作

学科思维导图可帮助老师制定教案。在备课环节，学科思维导图能帮助教师快速浏览物理知识点，准确找出教科书的重难点知识，提高工作效率。在上课环节，教师在传授知识过程中，若讲授的内容难以掌握并且新旧知识间存在联系，可运用学科思维导图传授知识，在绘制同时让学生回忆讲授的内容和关联的旧知识，帮助学生形成完整知识结构，加深学生对知识的认知，便于学生掌握、运用。教师可通过学科思维导图检查学生对物理知识的理解掌握状况。教师可根据结果的反馈及时更改课时计划，使物理教学进度更加符合学生的学习进度。教师同时能够从反馈中看到自己在教学方面的不足，提升教师自身教学能力。

例如，教师在准备“阿基米德原理”一节的教学计划时，通过学科思维导图能迅速找到“浮力大小跟排开液体所受的重力间存在的关系”是本节的重点。教师可围绕该重点设计教学。教师理顺知识逻辑后，由浅到深，从王冠的故事导入，引导学生理解本节重点知识，帮助学生形成自己的学科思维导图。

3.1.2 学科思维导图有助于教师梳理教材

教师只有对教材足够熟悉后，才能设计出合适的教学计划。大部分教师都缺乏对教科书知识体系的研究，对教科书内容编排顺序不求甚解。没有探究过每一章的章节数量的多少、教学重难点的安排与教学前后顺序的原因。学科思维导图能够将几本物理教材内容浓缩提炼。教师可以快速了解物理教材中包含的重难点分布，掌握知识点的来源以及发展方向，梳理知识点之间的逻辑关系，帮助教师尤其是刚入职的新教师形成完整的知识体系。

例如，初中物理教材中，十五章至十九章都与电有关，因此可将这五个章节绘制成一幅学科思维导图。因为串、并联电路的连接方式、电流规律、电压规律和电阻的使用等知识点是欧姆定律和焦耳定律的基础，所以可以分成基础、提升和生活用电三部分，基础包含“电流和电路”“电阻、电压”和“电功率”，提升包含“欧姆定律”和“焦耳定律”，一个导图就能概括五章有关电方面的内容，帮助教师快速梳理物理教材。

3.1.3 学科思维导图有助于教师了解学生学习情况

学科思维导图能够作为一种检测方式帮助教师了解学生学习情况。教师可在上课前要求学生以学科思维导图的方式做课堂笔记，以防学生不了解学科思维导图，对学生进行指导。在下课前，随机抽查部分学生的笔记。通过笔记的完成情况，查看学生的学习效率和对重难点的掌握情况。教师在讲解完一整章的教材后，可将学科思维导图作为一次测试，检测学生对整个章节的学习情况，反映出同学们对于物理的性质与定律的认识情况。

例如，教师讲完第三章第二节“熔化和凝固”后，可以让学生自己设计本节的学科思维导图。教师可提醒学生根据课本内容分布划分为三部分，在学生绘制完成后，查看学生的学科思维导图上熔化和凝固的定义、随时间变化的温度规律以及晶体和非晶体的熔点与凝固点的知识是否完整，理解是否正确。教师可设计例题，考查学生熔化和凝固的掌握和运用能力，帮助学生加深对知识的理解，快速掌握重难点。

3.2 学科思维导图在学生学方面的应用

激发学生学习兴趣：好奇心是探索事物的起点，只有激发了学生对物理学科的兴趣，才会积极学习物理知识，全身心地投入到物理课堂当中。教师可在物理教学过程中让学生独自绘制学科思维导图，在绘制过程中可运用彩笔、蜡笔、记号笔等，使学科思维导图变得五彩缤纷。还可以让学生尝试绘制物理知识相同图形不同的学科思维导图，如概念图、鱼骨刺图、树状图等等。图形比文字更吸引学生的注意力，学科思维导图是图像与文字结合，比物理教材上的大段的文字更加清晰、有吸引力。学生在轻松愉快的氛围中就能巩固物理知识，深化对物理概念的认知，激发学生的学习兴趣。

帮助学生复习知识点：绘制学科思维导图的过程，就是对学习材料进行精细加工的过程，通过提炼关键词，将物理知识进行组块化，方便学生记忆知识点，节省时间，提高复习效率。考试前夕，对学生来说物理知识体系是复杂的，而且学生还要顾及其他几门学科，不可能将大部分时间用来复习物理知识。借助学科思维导图，将三本物理教材提炼为学科思维导图，导图替代长篇文字，使知识更加清晰明确。物理知识经过组块化后，在大脑需要记忆储存的空间就会变小，方便学生记忆。导图能帮助学生快速梳理大脑中混杂的知识点。学生也可以把自己错过的习题进行归纳整理，绘制成学科思维导图，考试前进行复习，避免错误重复出现。

例如，复习第九章的知识点，根据知识点之间的联系，把“压强”分成五个方面：“压力”“固体压强”“液体压强”“大气压强”以及“流体压强”，每一个关键词包括定义、公式、应用等知识。对第九章的知识点精细加工，把压强的知识点组块化，方便学生理解记忆。在绘制的过程，学生的心、眼和手必须一致，相当于学生再次学习了一遍，帮助学生加深对压强相关知识的理解。

4 结语

结果表明，该方法不仅适用于物理，而且适用于其他学科。学科思维导图的应用丰富了教学方法，教学内容更加清晰、简洁、有趣，提高教师教学质量，为学生提供了良好的学习方法，增强学生学习兴趣，促进学生思维能力的发展，帮助学生获得良好的学习效果。在本文中，对学科思维导图的应用研究还不够深入，需要更加深入地研究学科思维导图的应用方式，挖掘学科思维导图的潜在优势，促进教师和学生的共同发展。