“思维导图”在物理课堂“讲题中的应用探究”瑞安二等、温州三等 2017.4

2017年瑞安市中小学教师评选论文【论文类别编号：19 】（务必填写）

学段：□普高□职高□初中□小学□幼教

“思维导图”在高中物理课堂“讲题”中的应用探究

［摘要］高中物理教学中教师讲题的存在一些不足之处。利用“思维导图”具有的直观化、结构化的知识表征方式，和发散性思维和创造性思维的特征。将“思维导图”应用于课堂讲题，对物理问题解决的思维过程的直观呈现有很大帮助。

［关键词］思维导图物理讲题

在复习课和习题课中，我们通过对题目的讲解，引导学生回顾所学到的知识、联想运用这些知识所涉及的物理规律和物理模型，突出对解题思路的探索、解题方法的归纳和解题经验的总结。使学生能够内化知识，收获思想，领悟方法，为学生以后的工作学习提升素养与能力。但常规课堂讲题中存在着许多不尽如人意的地方。

一、常规课堂讲题的不足之处：

1．学生不会“审题”，教师代替学生审题。

审题是解题的第一步，它是解题全过程中一个十分重要的环节。波利亚在《怎样解题》一书中指出，在解题活动中，“第一，你必须弄清问题”，他还指出“回答一个你尚未弄清楚的问题是愚蠢的。在解题中出现的最糟糕的情况是：学生并没有理解问题就进行演算和作图”。

我们先来看看学生是怎样审题的，以下是2012年浙江理综物理题24题，如图1为学生审题后留下的痕迹。

图1

从痕迹，我们可以看出，该学生审题时，在觉得重要的地方作了一下标记。在图中也添加了一些标记。但不能将题目的意思，完全在图上表达出来。碰到阅读量较大的题目往往是看到后面的时候，把前面给忘记了，又要回头重新读。不仅浪费时间，也引起心理紧张。

教师讲题也往往不注重学生审题能力的培养。教师时常未等学生进行思考，便急于提示．或重音明确的读题，或抽出题中的关键语句，边讲边画图，或提供适合本题的思路和方法，使题目很快得以解决。教师习惯于这种一帆风顺的处理方式，既节约了时间又避免了偏差．但是，这样讲题，扼杀了学生的独立思考能力。

2．直线讲解多，讲学生思路的少

老师讲题注重正确的思路，不注重学生的思路及思维的发散性。老师讲题，往往是这样的:“大家看!这道题的思路是这样的:从这个点出发，这样推、这样推、这样推……就把答案算出来了。”至于这个关键点是怎么找到的，推理过程为什么是这样而不是那样，则很少去讲。这也是造成平时我们常说的“物理题一听就懂，一做就错”的一个原因。

3．就题论题多，方法指导少

讲题时，教师得出正确结果之后，讲题便结束。没有必要的总结归纳，只停留在这个习题怎样解而不能升华为这一类问题怎样解，与其他问题怎样联系渗透。没有形成某一类题的解题方法的系统网络图。

二、思维导图及应用价值：

思维导图由英国心理学家、教育学家托尼·巴赞(Tony Buzan)在20世纪60年代所创，思维导图是一种高效的表达思维轨迹的思维工具。具体地说，思维导图是一种将放射性思考具体化的方法。能有效地呈现思考的过程及知识的关联。运用思维导图进行教学已逐渐成为深受广大教师欢迎的一种教学思维工具。它在解题教学中应用价值有：

1．主动性

绘制思维导图的过程，是我们主动思考、主动创造的过程，思维导图所画的内容是对所阅读内容的提炼、梳理和思考的结晶。关键词之间的连接线也会引导我们进行积极主动思考。

2．整体性

理科解题就像走迷宫。在迷宫中行走，心中没数，若想走出迷宫，就得靠碰运气或坚持贴同一侧行进，原因是在你眼前的道路景物都只是其局部特征。而看思维导图就像是站在高台上俯视整个迷宫一样，对复杂的道路也是一目了然。思维导图让我们能够在所有时间内保持对知识“图景”的整体展望，对所解答的问题有整体的了解。

3．开放性

采用思维导图来研究分析问题时，随着问题的发展，我们可以在原有的基础上对问题加以延伸，不管涉及哪一级别的分支。利用思维导图的发散性，我们可以找到解决问题的思路，其意义远高于解题本身。解题的关键是要全面、准确地理解题干，尤其是要善于找出题干中的已知条件和所学知识之间的对应关系。

4．突出性

画思维导图的过程，尤其是选择关键词的过程，就是抓重点、抓关键，突出主题的过程。就是从一段话、一节课、一个单元甚至一本书中挑选出最重要的关键词来。

5．省时性

把学习者的主要精力集中在问题关键点上。不需要浪费时间在那些无关紧要的内容上。避免了题目阅读量大时，需要不断回读的问题，节省了宝贵的时间。

6．实效性

使用思维导图进行学习，可以成倍提高学习效率，增进理解能力。通过使用关键字强迫我们在学习或做笔记的时候就要思考句子的要点到底是什么，促使我们积极地思考或倾听。从心理学角度看，人脑对图象的记忆效果最佳，因此，思维导图便于记忆，有效地增强了记忆能力。

7．联想性

思维导图可以理解为思维导航图。思维导图会帮助我们在大脑中构建一个知识

网络图，使用思维导图可以让我们在复习和做题时轻松地调用这个知识网络图中的相关内容，引导我们对问题进行横向拓展或纵向延伸，从而提高我们的教与学效率。

8．灵活性

画思维导图的时候，人会处在不断有新发现的边缘，鼓励思想不间断地流动。思维导图以放射性思考模式为基础的收放自如方式，运用在问题解决与分析等方面，往往能促使产生多种不同的方法。

三、常规课堂讲题中的思维导图策略：

1、应用思维导图审题策略

（1）为什么要借助画图来审题？

①跟物理学科的特点有关。物理学研究的是小至基本粒子的一切物质最基本的运动形式。研究对象的运动状态和过程，及对应过程中的受力情况都可以通过图呈现出来。在高考理综试卷物理题中，几乎每道题都有配图。

②将题目的内容转变成一张图，使解答问题所必须的条件同时呈现在视野里，有掌握全局的感觉，睹图凝思实际上是视觉化思维参与了解题过程，问题就可以解决得比不能同时看见条件要容易，失误也少。

③通过读题想象的细节图形可能会忘记，但画在纸上的可以保留记忆。特别是碰到阅读量较大的题目往往是看到后面的时候，把前面给忘记了，又要回头重新读。而且图的信息量大，有一图胜千字的讲法。特别是通过画图，能将隐含条件显性化。

④通过让学生画图来审题，可避免用老师的审题行为代替学生审题行为，让学生学会审题，同时也可以让教师通过观察学生画的图，了解学生审题和做题情况，使老师的讲解更有针对性。

（2）用画图来审题的操作过程。

第一步，看题所配插图，并粗读题目。确认该题所涉是哪部分的知识，是力学、电学还是光学、热学等，了解题目描述的是什么物理现象、物理过程。

例如：解答上题时，由该题的配图，便可知该题是有关带电粒子在磁场和电场的混和场中运动的问题，涉及匀速直线运动和带电粒子在磁场中运动问题。

第二步，细读题目，边读题边将题目

中的关键词作标记，并补充题图内容（或

自己重新画图）。在图上相应位置上，标出

题中所给出的已知条件、已知量和待求量，

并用相应物理量的符号来表示。有运动过

程的画出运动过程示意图。

如图2为例题审题后，画出的该题已知

条件、已知量和待求量的图。

2．应用思维导图拟定解题计划

（1）拟定解题计划的传统线性思维方法及不足

如图3是传统物理解题“建构”过程中一般解题者所采取的方法．即在问题的条件和目标之间罗列出解题所需的中间状态的有关公式。这种物理解题的“建构”过程只是公式简单的提取，孤立地处理各个知识“要素”，忽视了解题过程中知识相互联系的复杂性，实际上是一种传统“线性”解题的思维方法，即将解题过程组织成Eq=mg

E=U/d

F向＝F洛

F向＝mv02/r F洛=Bqv0 r=d

……

图2

图3

一个“线性”系列。若采用这种解题的思维方法．解题者容易模仿相同的步骤进行死记硬背的机械学习。

（2）应用“思维导图”拟定解题计划的思维方法及优点

从思维方式上看，“思维导图”有两种最基本的创造性思维类型．即发散思维和收敛思维。在物理解题“拟定计划”过程中。应该运用思维导图的“发散思维”再现物理解题者的知识结构。

拟定解题计划的过程就是要再现与问题相关的物理知识，运用“发散思维”就是要尽可能地再现与解题有关的物理知识。许多研究表明，我们的大脑是按层级架构来组织知识的，而“思维导图”恰与之相似。“思维导图”的“层级结构”不仅可以较好地激活原有的知识结构．而且有利于解题者思考和表达知识结构．美国问题解决研究专家F·瑞夫指出：“人的知识若能按照等级次序组织起来，就可大大增强解题能力。”

运用思维导图拟定解题计划，就是将审题时所画的图作为思维导图的中心图，由图中的关键点（研究对象、状态、过程、物理量）展开联想，找出相应的关系式（物理规律和定义式），建立已知量和未知量的关系式。

其联想和推理过程如图4所示。

图4

例如：由平行板电容器，联想到E＝U/d，C＝Q/U等。由墨滴在电场中匀速直线运动，推知应该考虑墨滴所受的重力，且所受电场力和重力平衡；位移公式x=vt等3．运用思维导图实施解题计划

运用思维导图实施解题计划就是运用思维导图的“收敛思维”搜索物理解题的途径。如在该例题的解题过程中．通过收敛思维发现：带电墨滴作圆周运动所需的

向心力是由洛仑兹力提供的，即F

洛 =F

向

；圆周运动半径等于两板宽度d。收敛思维可

以帮我们省略一些冗余信息，以简明的思维方式帮助解题者从复杂的知识关系中，找到解题时所需的“中间状态”。

思维导图拟定的解题计划图就是我们解题所打的草稿。接下来，书写解题过程就是将思维导图中的内容，变为普通条列式文本形式。

以下为本题的标准答案：

4．用思维导图进行题后反思策略

（1）反思的意义

题后反思，即解题回顾，是解题的最后一个环节，它在解题中具有特殊的重要意义。波利亚在《怎样解题》一书中指出：“通过回顾完成的解答，通过重新考虑与重新检查这个结果和得出这一结果的路子，学生们可以巩固他们的知识和发展他们的解题能力。一个好的教师应当懂得并且传授给学生下述看法：没有任何问题是可以解决得十全十美的，总剩下些工作要做。经过充分的探讨与钻研，我们能够改进这个解答，而且在任何情况下，我们总能提高自己对这个解答的理解水平”。那么如何指导学生进行解题后的反思？

（2）“反思”的内容：

①用思维导图反思解题思维过程

学生参照老师用思维导图画出的的解题思维过程图，和自己的思维过程进行对比，取长补短。哪里是自己没想到的，为什么自己没想到，是哪方面的知识或方法欠缺。例如本题中，“墨滴进入磁场后是做匀速圆周运动，且半径等于d”这个隐含

方向垂直速度方向的关系，条件，学生没有挖掘出，就是图画不出来，即不会用F

洛

来确定圆心的位置。

通过这张图来反思解题思维过程比起传统的条例式的标准答案有以下优点：

●思维的起点和过程更清晰；

●将物理图景与物理关系式溶为一体；

●反思所需时间更短。

②用思维导图反思一题多解

多解是指在原正解基础上。启发学生开阔思路，运用不同的规律、不同的方法处理同一习题，训练学生思维的发散性，也利于学生对各种方法进行比较，好中选优、提炼解题技巧。思维导图具有的发散性思维的特点，能为产生多种解法提供思维导引。

③用思维导图反思一题多变： 对于一道题不局限于就题论题，而要进行适当变化引申，一题变多题，拓宽思路，提高应变能力，防止思维定势的负面影响。利用思维导图的发散思维，启发我们可以试着改变以下条件，如图5所示。 ④用思维导图总结一类题的常规解题方法：

通过一题多解和多题归一，总结出解决某一类题的常规思路。如图为用思维导图总结的“解决带电粒子在磁场中圆周运动”的常规思路及题型。学生通过这张图，可以了解高考对“带电粒子在磁场中圆周运动”的考查要求。可将平时所做题目融入这张图中，建立自己的知识、方法系统图。教师通过这张图，也可启发对题目展开变式和出题的思路。

粒子磁场圆周运动

情形

只受F 洛

不计重力F 洛＝F 向

还受电场力、重力

F 洛＝F 向

＋电场力，重力不计

匀强电场mg=Eq 抵消

F 洛±kQq/r2＝F 向

点电荷电场分析方法

定圆心

求半径求时间

知出射方向

知出射位置F 洛⊥v

中垂线

几何关系r=mv/Bq t=θT/2∏t=θ/w t=弧长/v

T=2∏m/Bq

有界磁场问题

矩形磁场

圆形磁场

组合

未知磁场边界

正对圆心入射非正对圆心

B

B

E L d O

图9-24

C

A B

v 0

轨迹圆磁场圆

动态圆问题

V 大小不变，方向变

v 大小变，方向不变

v 大小方向均变

F 洛＝Bqv F 向＝mv2/r

图6

图5

四、结束语

实际上，每一位优秀的物理教师都非常重视解题时画图，而思维导图将图和关键词完美结合，不仅能很好的概括题目的意思，更重要的是清晰展现了解题时的思维脉络。“思维导图”在高中物理课堂“讲题”中的应用，为教师讲题增加了一种有效的表达工具。

参考文献：

[1]G．波利亚著，《怎样解题》，科学出版社，1982.1

[2] 郑青岳著，《物理解题理论》，大象出版社，2006.12

[3] 李福安，怎样给学生讲题, 《教学与管理》, 2000年第9期

[4]托尼·巴赞（英）著，《思维导图》，中信出版社，2009.4