思维导图在初中物理教学中的应用研究

思维导图在初中物理教学中的应用研究

张　飞

(上海市民办上宝中学,上海201101)

作者简介:张　飞,上海市人,上海市民办上宝中学二级教师,主要从事初中物理教学研究。

摘　要:　思维导图作为一种新的教学方式,自引入教学领域以来,已经在教学方面产生了积极的影响。针对学生在物理学习中存在的种种方法上的缺陷,笔者尝试把思维导图引入学生学习的3个主要环节(即预习、听课和复习),起到促进学生学习物理学习的兴趣,提高物理成绩的作用。

关键词:　思维导图;初中物理教学;应用研究

笔者在物理教学中经常会有这样的遭遇,在讲基本概念的时候很多学生均表示能听懂,但过了一段时间后又表示对这些学过的概念又有点模糊不清。学生在课堂上都会记笔记,但在很多情况下忙于记笔记,并没有时间去思考知识点之间的联系,只是机械地复制教师的板书,尽管有的学生笔记记得很认真,但物理成绩却总是不理想。在考试之前,很多学生认真复习,但大多数只是复习课堂的笔记,并不会主动对所学知识点进行梳理和归类。笔者针对学生的这些情况,尝试把思维导图引入学生学习的3个主要环节(即预习、听课和复习),来起到促进学生学习物理的兴趣,提高物理成绩的作用。

一、什么是思维导图

1.概念

思维导图是英国人托尼巴赞发明的一种思维工具。它运用图画的方式以一个主题为中心画出放射性线,运用图文并茂的方式将各项主题的关系通过层级图表现出来,把主题关键词与图像颜色等建立记忆链接,利用记忆、阅读、思维的规律,提高学习者的学习表现。

2.制作方法

先确定主题,以主题为中心画出次主题,将主题与次主题连接起来,在次主题的基础上画出二级分支、三级分支,依次画出各级主题。如图1所示。

二、思维导图在物理教学中的应用实践研究

1.研究对象的选择

笔者所任教的年级是初二年级,负责4个班级的物理教学,笔者以上学期期末考试成绩为标准,选择两个成绩相近的班级初二(3)班与初二(5)班,这两个班级上学期的期末考试成绩分差在半分以内,而且两个班的人数一样,男女生比例也几乎相同,三班女生、男生各21人,五班女生20人,男生22人。笔者以三班为实验班,五班为对照班进行研究。

图1　思维导图结构示意

2.实验中变量的分析

自变量:实验组学生利用思维导图进行教学,同时要求学生将思维导图应用于物理课的预习、笔记和复习中去,因变量:学生学习效果的影响。

3.实验的步骤和方法

(1)介绍思维导图

在开学的第一节序言课上,笔者向学生介绍了思维导图这种新型的学习方法,并向学生展示思维导图的实例,教授学生在预习、笔记和复习过程中使用思维导图工具的步骤和方法,要求学生在学习中使用这种方法。

(2)在预习环节的应用

在上课之前笔者先在实验班讲解如何利用思维导图进行预习的步骤和原则,然后选定3个学习内容,要求学生使用思维导图在课前进行预习。同时笔者在对照班级布置了同样的预习任务,然后第二天上课,笔者通过对预习内容的提问和简单的小测试来比较两个班级预习的效果,实践表明:对照班的学生大部分当作任务应付一下,有的学生对预习问题的回答比较简单,而实验班的学生相对来说比较喜欢这种新颖的预习方式,觉得制作思维导图比较有趣,可以发挥自己的想象力和创造力,所以大部分学生的预习作业都做得比较好,课堂回答问题和测试的表现明显优于对照班。

(3)在课堂笔记环节中的应用

笔者在实验班利用思维导图制作的教案进行讲课,在讲课的过程中,笔者要求学生采用思维导图做笔记,先用简短的短语记下重点,然后顺应大脑的思维方式把它们连接起来,在记的同时可以加上自己的创意。这样学生不仅可以轻松跟上教师的节奏,充分理解,不必疲于记录教师的笔记,而且充分解放的大脑还可以顺着教师的知识点进行联想。课后,学生再根据自己的喜好涂上自己喜欢的颜色,加上自己的图画,加深记忆。

(4)在复习环节中的应用

在某些知识或者一个单元的学习结束以后,笔者要求实验班的学生事先复习课堂上所做的思维导图的笔记,然后根据笔记上面的内容,进行梳理和归纳,制作整个单元知识点的思维导图。同时笔者在学生交上来的作品中,选择做得好的学生的思维导图进行全班交流。让学生互相借鉴对方思维导图的长处,取长补短,提高自己所做的思维导图的完整性和准确性。

(5)检验效果

最后通过单元测验、学校的月考、期中考试的成绩来比较实验班和对照班的学习结果(见表1)。

表1　对照班、实验班成绩对比

从班级整体来看,实验班的学生的成绩有一定的提高,可见思维导图对于学生学习物理具有促进作用。从个体来分析,思维导图对学习成绩本来较好的学生成绩影响不大,但是学习成绩在中游及中下游的学生进步较大,思维导图调动了他们的积极性,使他们乐于学习,愿意思考。所以平均成绩的进步很大一部分原因是这一范围内的学生进步了。成绩处于班级下游的学生在做一些基本概念题,解基础题方面有进步,可见思维导图对于这一部分学生在掌握课堂基本知识方面起到了一定的作用。

三、运用思维导图的具体案例分析

使用的教材为上海科技出版社出版的八年级第二学期(试用版)物理,教学内容是«第五章简单机械»的第一节内容«杠杆»,安排的课时为4个课时。

1.教学目标

(1)知识与技能

通过观察生活和生产劳动中的各种杠杆提取共同的特征,并能在杠杆上确认支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂的位置;能准确地画出杠杆的动力臂和阻力臂;通过参与科学探究活动,能对杠杆平衡条件进行猜想和假设,并设计出验证方案,对获得的信息进行处理,得出杠杆平衡的条件;能应用杠杆平衡条件去分析解决简单的实际问题。能根据杠杆的特点以及作用效果等进行分类。

图2　教师归纳的思维导图

(2)过程与方法

通过观察和实验感知杠杆,培养观察能力;通过实验探究,总结归纳出杠杆的平衡条件,培养初步的分析概括能力,收集信息和处理信息的能力;在对实例的调研、分析和解释中进一步理解和应用杠杆平衡条件,尝试应用已知的科学规律去解释某些具体问题。

(3)情感、态度和价值观

使学生感受到杠杆在生活中有广泛的应用,提高探究的乐趣;运用学过的科学知识解释生活中的杠杆,进一步感受到生活和科学的关系。

2.教学的重点难点

(1)重点杠杆平衡条件;(2)难点对力臂的引入和理解

3.笔者的思维导图备课教案

从笔者的角度来看,通过利用思维导图备课,使笔者对于整节课的内容有了更好的了解,对于各个知识点的联系、难易重点可以更好地把握,从而提高课堂效率。同时利用思维导图可以改变师生交流的模式,通过对学生思维导图的分析,教师可以了解学生对于课堂知识的理解和认知程度,同时根据实际情况调整相应的教学方案或进行个别辅导(见图2)。

4.学生的导图笔记案例

从学生的笔记可以看出他对整节课知识的掌握程度和思维方法,有的学生不能一次性做出完整的导图笔记,但是经过多次的练习,能够增加笔记的系统性和完整性。这种反映了学生独特思维方式的笔记,不仅能够帮助学生在复习中更好地记忆,而且也能培养学生的创造性和想象能力,同时通过这种笔记增加了学习的趣味性,提高了学生学习物理的兴趣(见图3、图4及图5)。

图3　学生所作思维导图示例

四、实验结果的总结和分析

为了让实验的结果更具有参考的价值,笔者在实验结束后(即期中考试结束后),对实验班的42位学生发放有关使用思维导图进行教学的感受的调查问卷,最终收回问卷42份,其中有效问卷42份,回收率达到100%。

图4　学生所作思维导图示例

图5　思维导图是学生个性化知识呈现方式

图6　学生对于在物理课堂引入思维导图学习方法的感兴趣程度

图7　思维导图对于学生学习物理是否有帮助

图8　学生使用思维导图的方式

图9　是否喜欢和同学一起制作思维导图

从图6至图9的调查结果中,可知实验班绝大多数的学生喜爱并接受思维导图这一新的学习方法,并认为对自己的物理学习有帮助,这说明思维导图在物理学科的应用是受欢迎的。思维导图的引入,不仅打破了以往教师一堂言的传统教学模式,让师生在宽松的氛围内进行交流和沟通,学生以自己的思维方式绘制思维导图,促进了个体的有效学习,还能为学生提供合作学习的平台,让师生、生生对话与合作,共同构建知识框架,这种互动的教学方式有助于探究式教学的开展,能够有效地落实二期课改中以学生为主体的目标,让学生成为学习的真正主人。

结果还可以看出,不同的学生对于思维导图的应用有不同的侧重点,大部分学生喜欢在复习的时候使用思维导图,原因很简单,那就是对复习迎考有帮助。相对于以往的归纳知识要点法和知识框图法等这些复习方法,思维导图更适合作为学生的复习工具,思维导图采用了学生易于接受的方式来表达和突出关键词,体现“中心—主题—关键词”金字塔式的结构,层次分明地将物理概念之间的逻辑关系图化。这样学生在复习过程中,不断地将知识进行同化、重组和筛选,从中不断提取关键词,使所学的内容化繁为简,重点突出,脉络分明。

五、反思

在与学生的交流过程中,笔者发现思维导图在物理课堂教学中的应用是受欢迎的,而且实际上确实对一部分学生学习物理产生了很大帮助。主要是这种教学方式相对于传统的教学方式,更容易激发学生学习的动力和兴趣,给学生的学习生活带来了乐趣。但是,思维导图在教学中的应用仍处于起步阶段,在实践过程中常常会遇见一些需要注意和改善的问题,如:教师在制作思维导图时要注意严谨规范,字迹工整图形美观,不能太随意,让学生不知所措。在学生制作思维导图后教师应予以及时的评价,表扬好的方面并指出需要改进的地方,这样学生才能体会到思维导图的好处,否则容易让学生感到疲劳和浪费时间。对于思维导图的画法,教师不要过于标准化,要发挥学生的主观能动性,鼓励他们制作个性化的思维导图(见图5)。

新课程的教学提倡“减负增质”,使学生的学习负担减少同时提高学生内在的素质,思维导图作为一种教学策略能有效地改变学生的认知方式,对于初中物理的学习,思维导图能帮助学生将零散的物理概念和规律结构化、条理化和系统化,从而提高学生的学习热情与学习效果。恰当地在教学过程中运用思维导图,能有效培养学生知识的构建能力,让学生获得长足的进步。虽然思维导图这一新型的学习方法在学生中间产生了很大的反响,但是笔者通过实际教学发现,相对于对照班的学生而言,实验班的学生成绩虽然有一定进步,但是学习效果并没有预想中的那么好,这是因为思维导图应用于物理教学到目前为止还没有成熟的指导程序,在教学中也仍然处于试验阶段,这需要一个长期研究和实践推广的过程。

参考文献:

[1]托尼·巴赞.思维导图——放射性思维[M].北京:作家出版社,1999.

[2]严灿云.思维导图在物理学习中的应用[M].苏州:苏州大学出版社,2004.

[3]齐伟.如何绘制思维导图[J].教育技术导刊,2005,(7).

[4]高丽.思维导图在教育教学中的用用[M].北京:中国现代教育出版社,2007,(3).

[5]杨兰娟.思维导图融入初中科学课的教学理念和实施[J].上海教育科研,2007,(2).

Practice Research on Usage of Mind Mapping in Physics Teaching

ZHANG Fei

(Shanghai Shangbao Middle school, Shanghai 201101)

Abstract: As a new teaching method, mind mapping has active effects on physics teaching since its introduction in teaching.Since there are lots of drawbacks in physics study, the author try to introduce the mind mapping into students’three study phases(that is preparation, attending of lecture and review) in order to excite students’interest in physics study and improve their learning results.

Key words: mind mapping, physics teaching in middle school, practice research