用思维图辅助高中物理课堂教学_思维导图论文

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      有效的课堂教学应是一种师生互动、生生互动的课堂模式。但传统的课堂教学中,教师总是扮演“演讲者”的角色,学生总是乖乖地做“沉默的羔羊”,这样的课堂教学就似一潭死水,毫无生气。在这种氛围下,学生就不会主动思考问题,只能被动地按着教师预先设定的程序行动,没有自己独立的见解和主张,缺乏对学习作出自主选择的能力,导致课堂教学效率低下。结合多年的教学实践经验,笔者认为,在高中物理课堂教学中,适切应用思维导图,能引导、唤醒教育的主体,使学生勤于思考,乐于探究,提高学生构建知识的能力和物理思维能力,实现课堂教学的有效性。

      一、思维导图的涵义及其作用

      思维导图又叫心智图,是英国“记忆之父”托尼·巴赞开发出来的一种组织性思维工具,是从一个中心主题出发的自然结构,通过符号、关键词、图像、线条和颜色,遵循一套基本、简单、自然、易被大脑接受的规则,逐渐建立一个有序的发散的树状图,它是对思维过程的导向和记录。从定义上看,思维导图实际上是一种用图形来表示思维的工具。它是运用图文并重的方式,由一个中心出发,将某一模块内的知识点按其内在的关联建立起来的一种具有可视化、简单化、形象化、系统化、显性化的图形。

      我们知道人的大脑分为左右脑,且各有分工。记忆主要由右脑负责,而右脑对图形的记忆力要比对普通文字的记忆强很多。思维导图正是基于对人脑的模拟,它的整个画面与大脑细胞的结构有着惊人的相似,与大脑处理事物的自然方式非常吻合。思维导图将知识通过图形的方式来表现,能够揭示出知识点之间的关联,使单调的知识形象化,抽象的知识具体化,零散的知识系统化,复杂的知识简单化,隐性的知识显性化。因此,形象直观的思维导图有助于学生对所学知识进行归纳整理,从而使知识得以内化、活化。同时,在学习的过程中,学生的思维品质得到提升,学习能力得到加强。

      二、思维导图在高中物理课堂教学中的应用

      1.思维导图在课堂小结的运用

      案例1 教科版《电阻的串联、并联及其应用》

      本节课共包含四个小标题,分别是电阻的串并联,电压表和电流表的改装,限流电路和分压电路,伏安法测电阻的两种电路。由于知识点较多,一堂课下来学生很难将这些知识点贯穿起来,形成体系。其实这些知识点具有内在的联系,可以利用思维导图的方式将这些具有内在联系的知识串起来,将这些知识点网络化、系统化、形象化、简单化的呈现给学生,促使学生对所学知识有较全面的认识,加深对知识的理解。因此,设计基于思维导图的课堂小结,效果会更好。

      从下页图1可以看出,本节课包含电表的改装,测量电路的选择,误差的类型及减小的方法,控制电路的选择共四个模块。通过该思维导图,学生不仅可以清楚地知道本节课的重点内容,还知道了知识点之间的联系,建立了从表头出发的知识体系。这种基于思维导图的课堂小结既能有效呈现思考过程及知识的关联,又能培养学生的知识建构能力。

      2.思维导图在专题复习中的运用

      学生在学完一章后,总感觉每一章的知识点头绪既多又乱,难以把握哪些是主干知识,从而影响学习的效率。基于思维导图的专题复习能有效解决这个问题。思维导图可以使得某个专题的知识在图式化表示中得以系统化、网络化,从而帮助学生抓住专题核心,宏观把握专题,理清专题线索,构建专题知识体系,进而培养学生的物理思维能力,加深对整章知识的理解。

      案例2 教科版3-2第一章《电磁感应》

      从下页图2可以看出,《电磁感应》这一章核心的物理量就是磁通量。从磁通量出发,逐渐引出电磁感应的两大定律,即法拉第电磁感应定律和楞次定律。通过思维导图,能够清晰地体现一个问题的多个层面,以及每个层面不同的表达形式。

      

      

      3.思维导图在习题教学中的运用

      思维导图作为一种特殊的引导思维方式,在处理习题时有着独特的优越性和实效性。它能够引领学生从题目的分析与架构、解题方法、相关变式等方面进行发散性思考,帮助学生理清分析与思考问题的思路,使得学生的知识建构具有“随风潜入夜”的自然与平适。从某种意义上来说,基于思维导图的习题教学方式与“数形结合”的数学思想具有异曲同工之妙。

      案例3 如图所示,让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经同一加速电场(加速电压

)由静止加速,然后在同一偏转电场(偏转电压U)里偏转,它们是否会分成三股?

      

      解析:粒子是否会分成多股,关键取决于粒子出偏转电场时的偏转距离及瞬时速度的方向。先比较粒子在电场中偏转的距离y,若y都不相同,则会分成三股。若y相同,在这种情况下,还需比较离子的速度偏转角β,其思维导图如图3所示。

      

      粒子先经过电场加速,获得一定的初速度垂直进入偏转电场,粒子做类平抛运动。在加速电场中,根据动能定理得:

      

      在偏转电场中,离子做类平抛运动,运动时间

      

      粒子在偏转电场中偏转的距离

      

      由上可知y、β与带电粒子的质量、电荷量无关,则一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子在偏转电场轨迹重合,所以它们不会分成三股,而是会聚为一束射出。

      4.思维导图在科学探究中的运用

      在探究式课堂教学中,学生以小组为单位进行讨论是非常普遍的一种学习方式,同样也会出现教学效率不高的现象。要改变这种情况,只有将学生的注意力全部集中到讨论的中心话题上来,这正是思维导图解决的问题。课堂上教师可以将学生分成多个学习小组,对某个问题探究,通过小组合作,发挥集体的智慧,通过制作思维导图分享探究的过程和探究的结论。

      案例4 感应电量的求解与用途

      在一次课堂教学中,笔者提出了这样一个问题:感应电量如何求解?它有什么用途?笔者将学生分成了四个小组,让他们进行小组讨论。学生充分利用自己所掌握的知识对“感应电量”问题从各种情况进行了深入的总结性研究,并且记录讨论结果,最终形成了如下页图4所示的思维导图。

      制作思维导图的过程能够激发学生的学习兴趣,促使学生积极思考,加强对知识的理解,促进学生学习能力的提高,也增强了学生的成就感。同时,也会促使学生体会、观察到知识间的关系,甚至发现自己从来没有注意和意识到的各个知识间的内在关联,从而产生一些具有创新性的理解,达到创新性的学习目的。

      

      总之,思维导图是一种简便有效的思维工具。教师除了可以用它来进行课堂小结、专题复习、习题教学,引导学生自主设计思维导图进行科学探究,也可用来指导学生进行研究性学习等其他教学活动。它以丰富多彩的表达方式,体现各个知识点之间的联系,使学生的学习过程具有主动性、独特性、个性化的特点,并使其形成系统学习思维的习惯,同时达到师生积极互动、共同发展的效果。当然,在平时的教学中,不要走向过度依赖思维导图的极端,思维导图仅仅是一种工具,思维导图的运用要符合物理课堂教学的规律。

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