歐玉貞
[摘 要]文章主要針對(duì)高三學(xué)生在物理高考備考過程中普遍存在的問題,提出在高三物理復(fù)習(xí)教學(xué)中運(yùn)用思維導(dǎo)圖的教學(xué)策略,引導(dǎo)學(xué)生在復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)時(shí)從核心概念或規(guī)律出發(fā),不斷拓展知識(shí)點(diǎn)并把它們聯(lián)系起來,構(gòu)建完整的知識(shí)體系;在解題時(shí)從一些關(guān)鍵詞或現(xiàn)象中不斷挖掘隱含條件和物理規(guī)律,從而幫助學(xué)生建立清晰的物理模型,提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng),提高高三物理復(fù)習(xí)教學(xué)的質(zhì)量和效率。
[關(guān)鍵詞]思維導(dǎo)圖;高三物理;復(fù)習(xí)教學(xué)
[中圖分類號(hào)] ? ?G633.7 ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] ? ?A ? ? ? ? ?[文章編號(hào)] ? ?1674-6058(2023)03-0034-04
一、問題的提出
筆者從教以來帶了多屆畢業(yè)班,學(xué)生在剛進(jìn)行高三物理復(fù)習(xí)時(shí)普遍存在“上課聽得懂,但不會(huì)做題;考場(chǎng)上腦子一片空白,想不起來公式”的現(xiàn)象。出現(xiàn)這些現(xiàn)象的主要原因是學(xué)生未能將學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)梳理形成完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),對(duì)知識(shí)間的邏輯關(guān)系混淆不清;物理思維能力較差,運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題的能力較欠缺;對(duì)課本知識(shí)不熟悉,基礎(chǔ)不扎實(shí);物理規(guī)律與現(xiàn)象對(duì)不上號(hào);等等。
如何引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行整理、歸納,形成比較完整的知識(shí)體系,并能夠應(yīng)用于生活、生產(chǎn)中解決實(shí)際問題,成為一線教師當(dāng)務(wù)之急要解決的問題。在物理教學(xué)過程中,教師除了要讓學(xué)生掌握物理概念、定理、規(guī)律,還要引導(dǎo)學(xué)生探究發(fā)現(xiàn)這些規(guī)律及應(yīng)用這些規(guī)律解決問題的方法和策略。思維導(dǎo)圖是表達(dá)發(fā)散性思維的圖形思維工具,它簡(jiǎn)單高效,實(shí)用性較強(qiáng)。在高中物理課堂教學(xué)中借助思維導(dǎo)圖,可有效鞏固和拓展核心知識(shí),同時(shí)將零散的知識(shí)編織成網(wǎng),或?qū)⒔忸}思路以圖像的形式呈現(xiàn)出來,進(jìn)而提升學(xué)生的思維水平和解決問題的能力。
二、思維導(dǎo)圖教學(xué)策略
思維導(dǎo)圖在高中物理課堂教學(xué)中的具體運(yùn)用如下:在預(yù)習(xí)環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用思維導(dǎo)圖將預(yù)習(xí)成果展現(xiàn)出來,調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與預(yù)習(xí)的積極性;在新課教學(xué)中,運(yùn)用思維導(dǎo)圖幫助學(xué)生制訂科學(xué)的探究方案并引導(dǎo)學(xué)生開展探究活動(dòng),同時(shí)把探究成果展示出來,促進(jìn)學(xué)生積極、主動(dòng)參與課堂活動(dòng);課堂小結(jié)時(shí)運(yùn)用思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)本節(jié)課的內(nèi)容,幫助學(xué)生建立知識(shí)網(wǎng)絡(luò);講評(píng)練習(xí)時(shí),運(yùn)用思維導(dǎo)圖把解題思路或步驟呈現(xiàn)出來,化抽象為形象,降低解題難度;在復(fù)習(xí)課上,運(yùn)用思維導(dǎo)圖對(duì)章節(jié)、專題知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合,形成知識(shí)體系,方便學(xué)生記憶、理解,提高復(fù)習(xí)效率和質(zhì)量。
三、思維導(dǎo)圖在高三物理復(fù)習(xí)教學(xué)中的運(yùn)用
高中物理具有知識(shí)數(shù)量多、內(nèi)容復(fù)雜且綜合性強(qiáng)、學(xué)習(xí)難度大等特點(diǎn),因此學(xué)生在學(xué)習(xí)高中物理時(shí)普遍會(huì)面臨較大的壓力。傳統(tǒng)的高中物理復(fù)習(xí)教學(xué)采用灌輸模式,使學(xué)生對(duì)于物理知識(shí)的理解浮于表面,無法透徹理解其深刻內(nèi)涵并實(shí)現(xiàn)有效內(nèi)化,因此也無法運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題,這不僅會(huì)使得復(fù)習(xí)教學(xué)質(zhì)量低下,還會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。而在高中物理復(fù)習(xí)教學(xué)中運(yùn)用思維導(dǎo)圖,能夠保障學(xué)生在復(fù)習(xí)與鞏固知識(shí)的過程中,有效培養(yǎng)自身獨(dú)立解決物理問題的能力。
高三物理復(fù)習(xí)教學(xué)一般分為章節(jié)復(fù)習(xí)教學(xué)、專題復(fù)習(xí)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)、習(xí)題教學(xué)等。
(一)思維導(dǎo)圖在章節(jié)復(fù)習(xí)教學(xué)中的運(yùn)用
章節(jié)復(fù)習(xí)教學(xué)的主要任務(wù)是對(duì)整章知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理,形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建知識(shí)體系。對(duì)于章節(jié)復(fù)習(xí),我們首先從核心知識(shí)開始,其次由核心知識(shí)拓展到與其有關(guān)的物理量或規(guī)律,最后把它們聯(lián)系起來,形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò),用思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)出來。這樣做,突破了傳統(tǒng)復(fù)習(xí)模式,讓學(xué)生在復(fù)習(xí)過程中厘清思路,進(jìn)而提高復(fù)習(xí)的效率和質(zhì)量。
下面以“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”為例,說明如何運(yùn)用思維導(dǎo)圖復(fù)習(xí)該內(nèi)容。勻變速直線運(yùn)動(dòng)的核心是“加速度不變的直線運(yùn)動(dòng)”,由該核心可以得到勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):加速度不變;當(dāng)速度方向與加速度方向相反時(shí)有兩種可能:①一直減速,②先減速后加速。既然勻變速直線運(yùn)動(dòng)是一種運(yùn)動(dòng),必然有其規(guī)律性,這些規(guī)律通常劃分為一般規(guī)律、特殊規(guī)律及常用推論,特殊規(guī)律主要涉及自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)。對(duì)于如何使用規(guī)律、規(guī)律用在哪些地方等問題可以聯(lián)想到單體和雙體。單體運(yùn)動(dòng)主要是指單個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),主要涉及加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng),其中減速運(yùn)動(dòng)常對(duì)應(yīng)剎車問題;雙體運(yùn)動(dòng)主要涉及追及與相遇的問題,如能否追得上?若追得上,需要多長(zhǎng)時(shí)間?若追不上,它們之間的最小距離是多少?等等。“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”思維導(dǎo)圖如圖1所示。
(二)思維導(dǎo)圖在專題復(fù)習(xí)課中的運(yùn)用
專題復(fù)習(xí)教學(xué)的主要任務(wù)是對(duì)一個(gè)模塊內(nèi)容進(jìn)行梳理,形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建模塊知識(shí)體系。一個(gè)模塊往往涉及多個(gè)章節(jié),特別是一些重要規(guī)律的聯(lián)系,內(nèi)容跨度比較大。對(duì)于專題復(fù)習(xí),首先要找出專題涉及的章節(jié),然后把各章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)、規(guī)律等羅列出來,最后用思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)出來,讓學(xué)生一看就清楚專題的主要內(nèi)容是什么、規(guī)律之間存在怎樣的聯(lián)系,讓學(xué)生的思維能力上升到更高層次。
下面以“運(yùn)動(dòng)學(xué)專題”為例,說明如何運(yùn)用思維導(dǎo)圖進(jìn)行專題復(fù)習(xí)。首先,對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分類,按照物體的軌跡可以將運(yùn)動(dòng)分為直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)。其次,把握規(guī)律,將每種運(yùn)動(dòng)規(guī)律細(xì)分為一般規(guī)律、特殊規(guī)律及常用推論。最后,運(yùn)用思維導(dǎo)圖將各運(yùn)動(dòng)規(guī)律之間的關(guān)系呈現(xiàn)在學(xué)生面前,使原本抽象、難以理解的內(nèi)容變得生動(dòng)形象,讓學(xué)生一目了然,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣?!斑\(yùn)動(dòng)學(xué)專題”思維導(dǎo)圖如圖2所示。
(三)思維導(dǎo)圖在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)中的運(yùn)用
實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)的主要任務(wù)是通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一些重要的物理規(guī)律,讓學(xué)生學(xué)會(huì)收集和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)中首先由實(shí)驗(yàn)名稱列出實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)器材,然后由實(shí)驗(yàn)原理推導(dǎo)出需要測(cè)量的數(shù)據(jù),使用什么工具測(cè)量,對(duì)收集到的數(shù)據(jù)如何處理,最后用思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)出來。在復(fù)習(xí)過程中,首先讓學(xué)生熟悉高中物理實(shí)驗(yàn)的名稱;然后由實(shí)驗(yàn)名稱聯(lián)系實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理,由實(shí)驗(yàn)原理找出對(duì)應(yīng)的物理規(guī)律以及需要測(cè)量的物理量、測(cè)量工具、實(shí)驗(yàn)儀器,確定實(shí)驗(yàn)步驟;最后分析和處理數(shù)據(jù),歸納實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng),并運(yùn)用思維導(dǎo)圖把整個(gè)過程呈現(xiàn)出來,讓學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)一目了然,使實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)達(dá)到事半功倍的效果。
下面以“測(cè)量金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)為例,說明如何運(yùn)用思維導(dǎo)圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)。首先,引導(dǎo)學(xué)生由電阻率概念想到電阻率公式:ρ=[RSL],該公式涉及三個(gè)物理量:金屬絲的電阻、面積及金屬絲的長(zhǎng)度;再由此引出測(cè)電阻的方法及工具:伏安法(電壓表和電流表)間接測(cè)量、歐姆表直接測(cè)量。金屬的面積不能直接測(cè)量,但可以通過測(cè)金屬絲的直徑來計(jì)算。由于金屬絲很細(xì),因此測(cè)量工具應(yīng)選擇游標(biāo)卡尺或螺旋測(cè)微器;由于金屬絲比較長(zhǎng),因此測(cè)量長(zhǎng)度的工具應(yīng)選擇刻度尺;用伏安法還應(yīng)設(shè)計(jì)電路,配上原理圖和實(shí)物圖。通過上面的分析,大部分實(shí)驗(yàn)器材已一目了然。接下來,根據(jù)測(cè)量的需要,確定實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容。最后,通過思維導(dǎo)圖(如圖3)把“測(cè)量金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容呈現(xiàn)出來,讓學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程了然于心。
(四)思維導(dǎo)圖在習(xí)題教學(xué)中的運(yùn)用
習(xí)題教學(xué)的主要任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生審題、找關(guān)鍵詞、挖掘隱含條件、構(gòu)建物理模型、應(yīng)用物理規(guī)律解決問題,提升學(xué)生解決問題的能力。習(xí)題教學(xué)中,教師首先要教會(huì)學(xué)生從題目中找已知物理量和關(guān)鍵詞,再根據(jù)關(guān)鍵詞挖掘題目的隱含條件及涉及的物理規(guī)律;其次,畫物體的運(yùn)動(dòng)過程圖、受力圖;最后,列式計(jì)算及檢驗(yàn)結(jié)果是否符合題意。在習(xí)題教學(xué)中運(yùn)用思維導(dǎo)圖,可引導(dǎo)學(xué)生尋找和分析題目提供的信息(已知物理量、關(guān)鍵詞等),對(duì)題目信息進(jìn)行深加工,挖掘其背后隱藏的規(guī)律;引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)需要回答的問題,重新梳理解題思路,盡量尋找物理過程之間、規(guī)律之間的聯(lián)系,從而建立物理模型。這樣做,不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的物理建模能力,還可以提升學(xué)生的綜合分析能力和想象力。
下面選取一道動(dòng)力學(xué)習(xí)題展示如何運(yùn)用思維導(dǎo)圖來解決多過程動(dòng)力學(xué)問題。重點(diǎn)介紹審題環(huán)節(jié)和求解環(huán)節(jié)思維導(dǎo)圖的繪制過程,幫助學(xué)生從分析題目所給的條件出發(fā),挖掘題目隱含條件及一些關(guān)鍵詞,然后構(gòu)建物理模型,再根據(jù)物理模型找對(duì)應(yīng)的物理規(guī)律(物理公式)去解決問題。
【習(xí)題】(2022·貴州調(diào)研)如圖4所示,沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶AB,長(zhǎng)L=7 m,與水平面的夾角θ=37°,速度恒為[v]=2 m/s,在傳送帶底端A處無初速度放置一質(zhì)量m=0.5 kg的物體,物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2)求:
(1)物體放上傳送帶瞬間的加速度大??;
(2)5 s后物體的速度大?。?/p>
(3)物體從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間。
在習(xí)題教學(xué)中運(yùn)用思維導(dǎo)圖, 首先要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真審題,挖掘題給信息(關(guān)鍵詞、隱含條件等),然后引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用思維導(dǎo)圖對(duì)題給信息進(jìn)行重組,構(gòu)建物理模型。對(duì)于本習(xí)題,題目的條件分為力學(xué)條件和運(yùn)動(dòng)學(xué)條件。當(dāng)物體無初速度放置在傳送帶上時(shí),由于物體受到的滑動(dòng)摩擦力大于重力沿斜面的分力,因此物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由合力提供加速度;當(dāng)物體的速度等于傳送帶速度時(shí),物體受到的摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)殪o摩擦力,物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。最后根據(jù)受力分析圖建立力學(xué)方程式,針對(duì)題目中的待求量確定核心公式,在此環(huán)節(jié)中可運(yùn)用思維導(dǎo)圖建立核心公式之間的聯(lián)系,再根據(jù)因果關(guān)系一步一步地解決問題。本習(xí)題的分析思維導(dǎo)圖如圖5所示。
由上述習(xí)題的分析和解答過程不難看出,將思維導(dǎo)圖運(yùn)用到高中物理習(xí)題教學(xué)中,可以幫助學(xué)生形成清晰的解題思路,建立物理模型,把抽象問題轉(zhuǎn)化為形象模型,在一定程度上降低了解題難度,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
四、在高三物理復(fù)習(xí)教學(xué)中運(yùn)用思維導(dǎo)圖的實(shí)踐效果
經(jīng)過三個(gè)多月基于思維導(dǎo)圖的復(fù)習(xí)教學(xué),筆者對(duì)所任教的班級(jí)的學(xué)生進(jìn)行了訪談:①你喜歡這種上課方式嗎?②運(yùn)用思維導(dǎo)圖復(fù)習(xí)對(duì)你有什么幫助?③運(yùn)用思維導(dǎo)圖復(fù)習(xí)存在什么困難?訪談結(jié)果如下:①大部分學(xué)生喜歡這種上課方式,說明思維導(dǎo)圖復(fù)習(xí)模式可以在高三物理復(fù)習(xí)教學(xué)中推廣;②思維導(dǎo)圖對(duì)學(xué)生的復(fù)習(xí)很有幫助,主要體現(xiàn)在幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)、形成知識(shí)體系,提高學(xué)生復(fù)習(xí)的質(zhì)量和效率等方面;③對(duì)于基礎(chǔ)較好或中等水平的學(xué)生,運(yùn)用思維導(dǎo)圖復(fù)習(xí)基本上不存在困難,但是對(duì)于基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生還是存在一定的困難。
在高三物理復(fù)習(xí)教學(xué)實(shí)踐中,筆者所任教的班級(jí)與未采用思維導(dǎo)圖復(fù)習(xí)的班級(jí)進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)運(yùn)用思維導(dǎo)圖的班級(jí)中無論是優(yōu)秀生、中等生還是學(xué)困生的物理成績(jī)均取得了較大突破,學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力得到了顯著提升,說明思維導(dǎo)圖對(duì)于輔助高三物理復(fù)習(xí)是有效的。筆者所任教的班級(jí)學(xué)生在高考中均取得了不錯(cuò)的成績(jī),充分證明了采用思維導(dǎo)圖模式進(jìn)行復(fù)習(xí)教學(xué)能夠活躍課堂氣氛,促使學(xué)生積極思考,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、思維能力的提高,使各層次的學(xué)生在復(fù)習(xí)教學(xué)中都能有較大的收獲。可見,運(yùn)用思維導(dǎo)圖進(jìn)行復(fù)習(xí)教學(xué)是有效的、成功的。
綜上所述,思維導(dǎo)圖對(duì)學(xué)生整理、歸納知識(shí),構(gòu)建知識(shí)體系,建立物理模型有著極其重要的作用。教師運(yùn)用思維導(dǎo)圖指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行高三物理復(fù)習(xí)會(huì)產(chǎn)生事半功倍的效果。
[ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻(xiàn) ? ]
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(責(zé)任編輯 ? ?羅 ? 艷)