摘 要:文章以“豎直平面圓周運動模型”為例,研究思維導(dǎo)圖在物理概念教學(xué)、規(guī)律教學(xué)、習(xí)題教學(xué)過程所體現(xiàn)出的優(yōu)勢,分析其在構(gòu)建知識體系和解決物理問題過程的作用,以期在學(xué)生形成分析和解決問題的能力上有一定的指導(dǎo)作用。
關(guān)鍵詞:思維導(dǎo)圖;物理教學(xué);解題策略
眾所周知,物理學(xué)習(xí)需建立在一定的知識儲備上,但單純的知識記憶僅是“學(xué)會”的淺層表現(xiàn),所以教導(dǎo)學(xué)生時不僅講求“知其然”,還要“知其所以然”。當(dāng)前物理教學(xué)現(xiàn)狀是就單個物理問題可提出多種解題方法,但對于問題處理過程中的思維活動探索上卻很少,導(dǎo)致學(xué)生在物理解題過程中對研究的問題缺乏導(dǎo)向性和針對性,不能形成清晰的思路構(gòu)建物理模型,將其轉(zhuǎn)化為符合物理規(guī)律的場景。特別是在創(chuàng)立情境,建立模型過程中知識點的運用,物理方程的選取,以及在解題過程中進行相關(guān)知識聯(lián)動,思維發(fā)散的能力有所欠缺。而思維導(dǎo)圖在構(gòu)建知識框架,將抽象思維可視化等方面的優(yōu)勢,能結(jié)合到物理圖像建模、畫圖解題等學(xué)科特性上,在知識點應(yīng)用和解題思路的突破上,能起到很大作用。
1.思維導(dǎo)圖在概念教學(xué)的應(yīng)用
物理概念是觀測、實驗、科學(xué)推理的產(chǎn)物,反映現(xiàn)象與過程的本質(zhì)。它本身具有一定的抽象性,一個問題的描述可能涉及多個物理概念。根據(jù)其特點,在構(gòu)建知識脈絡(luò)時,學(xué)生應(yīng)注意概念的形成過程,在感性認知基礎(chǔ)上理解其實質(zhì)。如圓周運動一節(jié),從一維直線運動到平面拋體運動,再由簡單的曲線運動過渡到物體圍繞某點的既運動又旋轉(zhuǎn)的特殊方式。講解時除了其空間上的環(huán)繞運動,還應(yīng)點出在時間上的周期性特點,解決學(xué)生感性上的認識障礙。知識脈絡(luò)構(gòu)建前應(yīng)理清新授知識和類似知識的關(guān)系,構(gòu)圖須嚴謹,不同類型的物理概念可應(yīng)用不同的知識框架。
2.思維導(dǎo)圖在物理規(guī)律教學(xué)的應(yīng)用
(1)常規(guī)教學(xué)中,物理教師容易側(cè)重于概念、公式和使用條件上,實際學(xué)生不一定能夠充分理解并靈活運用。教學(xué)過程中教師應(yīng)避免被動型的知識灌輸,著重培養(yǎng)學(xué)生理解物理規(guī)律,同時應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生分析能力和綜合應(yīng)用能力。
(2)應(yīng)用思維發(fā)散圖應(yīng)注意幾點:思維發(fā)散圖應(yīng)由簡入繁,主干內(nèi)容要清晰易記。不同類型的物理情境應(yīng)注意歸納不同類或兼容性的基礎(chǔ)思維發(fā)散圖。注意概念與規(guī)律間的聯(lián)系,思維導(dǎo)圖的引入是為了幫助學(xué)生物理學(xué)習(xí)。因此由學(xué)生團體制作繪圖,再由師生共同完善的方式能加深學(xué)生對于物理規(guī)律的把握,發(fā)揮思維發(fā)散圖的作用。
(3)應(yīng)用案例:解決豎直平面內(nèi)圓周運動的臨界條件
步驟一:創(chuàng)設(shè)情境,明確問題
情境與問題:豎直平面內(nèi)由輕繩綁住一實心小球,讓其做圓周運動。教師讓學(xué)生動手實驗并思考得出小球通過最高點需要符合什么條件?學(xué)生雖然對圓周運動有一定認識,但短時間內(nèi)不一定能將教師直接拋出的問題解決,教師要給予一定的引導(dǎo)。
步驟二:展示舊圖,思維發(fā)散
教師可以通過思維導(dǎo)圖來引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維,學(xué)生通過對已學(xué)知識進行回顧思考圓周運動的處理方法。
步驟三:收集資料,自主構(gòu)圖
學(xué)生借助豎直平面圓周運動的實驗思考小球整個過程中的運動狀態(tài),分析最高點需要滿足什么條件,一步步剖析問題的關(guān)鍵所在,并由整個思維過程作出思維導(dǎo)圖。
步驟四:交流合作,協(xié)同構(gòu)圖
教師將小球連接在輕桿上,同樣使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,請學(xué)生思考此時最高點又需滿足的條件?讓學(xué)生以小組協(xié)同繪制思維導(dǎo)圖,教師給予適當(dāng)指導(dǎo)。
步驟五:師生交流,完善構(gòu)圖
師生交流討論,展示完善后的思維導(dǎo)圖(如圖2.1),學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗。
3.思維導(dǎo)圖在物理習(xí)題教學(xué)的應(yīng)用
解題是考察學(xué)生分析和處理能力的重要手段,學(xué)生如何通過習(xí)題掌握已學(xué)知識,并能舉一反三,形成“它山之石可以攻玉”的能力是中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的外化要求。將思維導(dǎo)圖應(yīng)用到習(xí)題教學(xué)中能有效促進學(xué)生鞏固物理概念和規(guī)律,促進學(xué)生分析和解決物理問題,培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力和創(chuàng)造力。
(1)思維導(dǎo)圖有助于知識脈絡(luò)的構(gòu)建。學(xué)生通過思維導(dǎo)圖從習(xí)題知識點考點的分析過程建立起有邏輯,有層次的知識體系,它將作為未來解決類似問題的經(jīng)驗。
(2)習(xí)題教學(xué)的關(guān)鍵還是學(xué)生能理解處理問題的思路,使學(xué)生消除思維上的障礙。
(3)習(xí)題教學(xué)中學(xué)生運用解題流程圖時應(yīng)注意:學(xué)生要以考點涉及知識為基礎(chǔ),根據(jù)建立的物理情境分析運動狀態(tài)和對應(yīng)關(guān)系后引入物理方程,尋找各方程之間的關(guān)聯(lián)。因此習(xí)題教學(xué)前要對解題流程圖框架結(jié)構(gòu)有一定把握。
4.結(jié)語
思維導(dǎo)圖有助于學(xué)生優(yōu)化知識系統(tǒng),形成可調(diào)取的知識庫,可即時檢索調(diào)取知識點去攻克教學(xué)專題難題,形成一定的解決策略。其圖形支撐功能結(jié)合多維問題表征模式的運動,能很大程度上發(fā)散學(xué)生思維,構(gòu)建出解決問題的靈活模式。
作者簡介:華偉昌(1990—),男,漢族,福建龍巖。中學(xué)二級,碩士研究生,中學(xué)物理,龍巖學(xué)院附屬中學(xué),福建省龍巖市,364000