思维导图在初中物理教学中的应用

思维导图以直观、形象的点线方式进行表达和思考，不仅易于教师备课，学生记笔记、整理复习等，还可以巧妙地用在新授课上，使新课内容更有层次感、更有深度性，逐层打开学生的大脑思维，提升学生的自主探究能力，提高课堂教学效率。本文以“欧姆定律”为例，阐述深度学习理念下高效课堂的建设，在培养学生核心素养的同时，提高学生的综合实践能力。

一、教材分析

欧姆定律虽然表述简洁，却是电学领域的基石，对学生进一步探索电学知识和分析电路具有重要意义。实验方法的学习和掌握是本次教学的重点和难点。由于实验难度较大，学生在数据记录和分析方面容易出错，因此评估和交流环节在课程中占据重要地位。为了帮助学生更好地学习欧姆定律，教师采用思维导图与启发式综合教学法相结合的方式进行引导和协助。这种教学方法有助于提高学生的学习效率，培养他们在电学方面的创新能力。

二、学情分析

学生在小学科学课上已经对“电”有了一定的认知。在此基础上，通过学习，学生对简单电路的构成、电流、电压以及电阻的概念有了深入的理解，对串联和并联电路的连接方式也有了较好的掌握。不仅如此，学生之前还进行过两个探究实验：第一个实验是探究串联和并联电路中的电流规律，第二个实验则是研究电路中的电压规律。这两个实验使学生对电路连接、电流和电压规律的探究方法与步骤有了深刻的认识。这为他们后续通过探究得出欧姆定律，进而运用欧姆定律进行计算，解决生活中的实际问题奠定了坚实的基础。在这个阶段，学生不仅积累了丰富的理论知识，还培养了实践操作能力。他们学会了如何运用科学方法与步骤去探索电路的奥秘，从而在日常生活中遇到相关问题时，能够灵活运用所学知识解决实际问题。

三、教学目标

1.理解欧姆定律的基本原理和表达形式，能够应用欧姆定律解决实际问题。

2.能够通过实验验证欧姆定律，培养科学态度和创新精神。

3.增强团队合作和沟通能力，培养实际运用电学知识的能力。

四、教学重难点

重点：能够掌握物理实验的基本步骤，明确欧姆定律。

难点：在教师的引导下明确实验步骤，记录数据并进行分析。

五、教学过程

课前，教师先通过WPS软件制作好本节课的思维导图。

（一）课题引入

教师：电学相关知识你们还能回想起哪些？

学生A：电流是电荷在单位时间内通过导体截面的数量，用安培（A）表示。

学生B：电压是电势差，表示电源对电荷做的功，单位为伏特（V）。

学生C：电阻是导体对电流的阻碍程度，用欧姆（Ω）表示。

教师：作为电学重要知识点，这三者之间有着紧密的联系。如果我在一个导体上施加电压，那么电压增高的同时，电流会产生什么变化呢？我在一个电路中安装一块电阻，电阻增大，通过它的电流会有什么变化呢？

学生回答……

教师：基于以往学习的知识点和常识，同学们会出现不同的答案，那么哪些同学说得对呢？我们可以运用一个电路实验验证上述猜想。例如：在一个10 Ω的电阻上施加5 V的电压，电流是多少？把电压增加到15 V，电流又会怎么样变化？

（在课堂上，有提前预习的学生说出了答案，此时教师要及时给予鼓hmLpIEDq95jb+8f3r0D8zw==励，随后让学生明确学习目标。接下来的课程就是去验证这个猜想的对错。）

教师：我们能根据导体上施加的电阻和电压来计算通过导体的电流吗？这是我们本节课的重要内容，如果我们能够计算出电流的准确数值，那么我们不但可以确定电流和电压之间的关系，而且能精确地量化这种增加的幅度。今天，就让我们来探讨一下这三个物理量之间的关系，这就是著名的欧姆定律。

（设计意图：通过带领学生温故，明确物理量的具体定义，以确保他们对这些概念有更深入的理解，并从中得到新的体会，达到知新的目的。）

教师出示思维导图（见图1）。

（二）探究课题

教师：既然大家都已经明确了电流、电压和电阻之间存在密不可分的关联，那么大家看一下老师做的这个实验。

教师选用一个2.5 V、 0.25 A的小灯泡，将其接在电压为3 V的电池组上，闭合开关，引导学生观察实验现象，并让学生加以描述。

学生：小灯泡亮了。

教师：若小灯泡一直亮着，时间长了，会怎么样呢？我们又该如何调控让小灯泡保持正常发光呢？

学生：如果小灯泡一直亮，时间长了，小灯泡就会坏。

学生：在电路中增加一个电阻，就可以让小灯泡正常发光了。

教师：那同学们知道在电路中串联多大的电阻呢？如何确定电阻、电流以及电阻三者之间的定量关系，就是咱们本节课要学习的内容——欧姆定律。

教师：根据刚刚的实验，同学们猜想电压、电流以及电阻间存在怎样的关系，并阐述你猜想的依据。

学生：导体两端的电压与通过的电流成正比，即电压越大，电流越大。所以，将2.5 V的小灯泡接入电压为3 V的电池组中，小灯泡所发出的光更亮。

学生：在电池组两端接入电阻，接入的电阻越大，通过导体的电流越小，所以小灯泡会变暗。

教师：同学们说得都对，但你们所说的都是一种猜想，我们可以利用物理实验验证猜想。在验证上述猜想时，我们应该运用什么方法呢？

学生异口同声回答：控制变量法。

（设计意图：以学生为课堂主体，改变传统“填鸭式”教育，让学生自己推算结果，提出猜想，并鼓励学生通过实验验证猜想，得到实验结论，这有助于学生扎实掌握物理学科知识。）

教师组织学生划分学习小组，鼓励小组进行自主实验，并详细记录实验现象，总结实验结论。（教师为学生准备电源、小灯泡、开关、导线、电阻、电流表和电压表）

教师：测量实验如何进行呢？实验设计思路是什么？

学生：可以控制一个量，也就是电阻值，观察在不同电阻值下电压、电流的变化。

教师：你们得到的结论会不会是因为使用的这个电阻特殊而导致的偶然现象呢？换作其他电阻，可能就无法得出这个规律。

学生：在实验过程中要多换几个电阻值，这样得出来的结论就不会具有偶然性了。

教师：好的，同学们，老师也为你们准备了5 Ω、10 Ω和15 Ω三个不同的电阻供你们选择。接下来，我们思考一下如何改变电压。

（教师引导学生从电源和电路组成结构两个方面思考）

学生回答猜想：（1）增加或减少干电池的个数。（2）调整输出电压。（3）使用滑动变阻器。

教师：哪种方法更加简便呢？

学生：滑动变阻器。

教师：接下来，大家就可以根据老师出示的思维导图检查你桌面上的材料是否完整。（出示图2）

教师：现在我们已经了解了所需的实验器材。接下来，需要大家绘制一个简易电路图，这个电路图能让我们同时测量电压和电流。老师为大家提供了不同的电阻，所以你们在画电路图的时候要注意如何连接电流表和电压表。还有我们的好帮手——滑动变阻器，也要把它正确地连接在电路图中。接下来请同学们以小组为单位，讨论自己的电路图应当怎么画才能进行实验。

（教师巡视指导）

教师小结：同学们的电路图都各不相同，但能满足实验的电路图一定会具备两个要点。第一，在电路图中，只有一个器材是需要并联的，那就是电压表，我们要把它并联在电阻两端。第二，其他的器材我们要串联连接。这样一来我们的电路图就是正确且完整的了。

教师：怎么才能清楚地反映实验结果呢？

学生：记录数据。

教师：我们在明确了这一点之后就可以马上进入试验了。为了帮助我们更好地观察实验结果，同学们需要制作一个整理数据的表格，来记录电阻一定时，电压和电流的变化，这样我们就能从数据的变化中找到规律，最终验证我们的猜想。接下来，请大家自行设计表格。

（学生进行小组讨论自制表格）

教师引导学生在逐步揭示答案的过程中绘制如下表格。（见表1、表2、表3）

教师进行引导后出示思维导图。（见图3）

（设计意图：引导学生明确实验步骤以及注意事项，为以后的实验课程奠定基础。）

教师：掌握以上几点后，同学们就可以根据老师在思维导图上出示的步骤进行试验了。

（学生以小组为单位，教师在班内指导巡视）

实验结束，各小组积极展示试验表格。

教师：各位同学都非常棒，向老师积极展示了你们的成果，虽然各小组数据并不完全一样，往往会存在一定的误差，但这并不会影响我们的结果。请大家观察表格，进行头脑风暴，告诉我你们发现了什么规律。

学生：当电阻为5 Ω时，电阻两端的电压变为原来的3倍，同时通过电阻的电流也变成原来的三倍。当电阻分别为10 Ω和15 Ω时，电流和电压的关系也是这样的。在电阻固定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。

教师追问：改变电压会产生什么情况呢？

学生：当电压为1 V，电阻从5 Ω换成10 Ω时，通过电阻的电流减小了一半。对于2 V和3 V的情况，电流和电阻的关系同样如此。在电压固定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。

教师：根据课本知识，我们可以用以下公式表示电流、电压和电阻之间的关系：V=IR。（见图4）

（设计意图：为了提高课堂效率，笔者巧妙运用思维导图这一工具将复杂的物理概念和公式以直观、条理清晰的方式呈现给学生，帮助学生梳理知识结构，进一步明确课堂任务，让学生能够迅速抓住重点，形成系统的知识网络。在这种教学模式下，学生不再是被动地接受知识，而是通过自己的努力和思考，推算出实验结果，这一过程不仅加深了他们对知识的印象，还培养了他们的逻辑思维和问题解决能力。通过教师的引导和思维导图的辅助，学生能够在课堂上更加专注地学习，有效地吸收和内化知识。）

（三）课堂总结

教师出示完整思维导图（见图5）。

教师：请同学们根据老师出示的思维导图说说本堂课我们学习了哪些内容，哪些内容让你印象深刻。

学生：我们回顾了电流、电阻、电压等知识点，知道了如何做实验；学习了欧姆定律，并对欧姆定律相关知识进行了梳理，形成了系统的知识体系。

（设计意图：通过让学生归纳这节课学到的知识，回顾实验的设计和操作过程，既强化了知识，又让学生意识到课堂回顾的重要性，并培养了学生归纳整理的能力，对提高学生的自学能力有重要作用。）

（四）作业设计

本节课在作业设计上力求使作业能够发挥思维导图优势，让学生联系社会、联系生活、联系环境，甚至跳出物理学科本位，同时通过问题设计引导学生有目的地进行自主学习。

1.自主学习：欧姆定律在日常生活中有哪些应用？（至少找出三点）

2.拓展研究：课堂实验数据的再研究。

3.自主总结课堂内容，独立画出思维导图。

（设计意图：作业中引入生活实例，让学生意识到物理知识并非遥不可及，而是与日常生活紧密相连；鼓励学生思考如何将欧姆定律应用于解决实际问题，引导学生牢固掌握欧姆定律，将所学知识灵活运用到实际生活中，发现课堂知识在现实世界的广泛应用，从而增强他们学习物理的兴趣和动力，为未来的学习和职业发展打下坚实的基础。）

（作者单位：1.甘肃省天水市甘谷县西关中学；2.甘肃省天水市模范中学）

编辑：张俐丽