思维导图在初中物理教学中的应用研究文献综述

 2023-03-23 19:37:31

思维导图在初中物理教学中的应用研究

摘 要:初中物理在初中科学教学内容中占有很重要的地位。初中物理的学习需要学生具备理性思维,但是现在对学生理性思维的培养没有达到很好的效果。思维导图是培养理性思维的重要工具。为了达到更好的教学效果,教育工作者们对初中教学与思维导图展开了大量研究。

关键词:初中;物理;思维导图;理性思维

初中科学是初中必修课中极其重要的科目,它包含了初中物理、初中化学、初中生物以及初中地理等内容。其中,初中物理又囊括了“常见的物质”、“物质的结构”、“物质的运动与相互作用”、“能与能源”四大主题,它涉及知识面很广,涉及知识难度较大,要求掌握的程度普遍很深。所以,初中物理是初中科学中内容多、地位重,对学科核心素养“科学思维”体现得最深刻的组成部分。显而易见,学好初中科学在于学好初中物理,而学好初中物理的关键在于培养学生的“科学思维”。模型构建、科学推理、科学论证、质疑创新是“科学思维”的重要组成要素,不难看出,“科学思维”是理性思维的一部分。学习初中物理即是在人脑发育非常迅速的时段,培养学生的理性思维。具备了理性思维的学生能够高效地进行观察、比较、分析、综合、归纳、演绎、概括、抽象,这使得学生在面对物理问题时可以很快地找到头绪,且这种理性思维不仅仅有利于初中物理的学习,还有利于其他各个体现理性思维的学科的学习甚至是未来更高层次的学习。但是,在现在的教育实践中,“培养学生的理性思维”这一目标没有能够很好地完成。

“培养学生的理性思维”这一目标未能完成,存在多方面的原因。从黄万起的《思维导图在初中物理实践性教学中的应用》[1]一文中,笔者看到了其中两点原因。第一,现如今的初中物理教法和学法都是偏向文科的方法,不能体现出理性思维。换言之,教师用了“死记硬背”的方式教学生,学生用了“死记硬背”的方式学习初中物理。教师没有有意识地加强实验教学,这使得学生在物理学习上,失去了观察的机会,失去了获取第一手实验数据的机会,从而导致了学生们失去了培养理性思维、“科学思维”的机会。学生于是缺乏观察分析能力、发现剖析问题的能力、思考解决问题的能力。学生学到“死”的知识,无法活学活用。不实验就没有理性思维。第二,教师在课堂上讲授的内容大多围绕考试重点。这就很容易使学生养成一种实用主义的思维。平时做题要遇到的、考试要考到的公式、定理记一记背一背,丢失了学习物理最需要的思考,也使学生的知识框架不够完整严密。不思考就没有理性思维。第三点原因则来自于周云的《思维导图在初中科学复习中的应用及结果量化分析》[2]。浙江省的教材突出区别于其他版本教材的特点是综合性。浙教版的每一册都涵盖了物理、化学、生物、技术、社会几方面的内容,第一章或许是物理内容,第二章或许就是生物、技术。学习的过程是间断的、跳跃的。理性思维的培养过程容易被打断,这就是第三点。

那么如何在现有框架下培养理性思维呢?笔者在查询资料之后发现,思维导图是培养理性思维的重要工具。如果能有意识地将思维导图融入教学实践中,这将对学生理性思维的培养产生巨大的影响。

黄万起《思维导图在初中物理实践性教学中的应用》[1]、周云《思维导图在初中科学复习中的应用及结果量化分析》[2]、沈伟云《基于科学思维培养的初中物理教学策略》[3]、张培蕊《思维导图在初中物理实践性教学中的应用分析》[4]等文中都对思维导图有较完备的描述。思维导图是一种以直观形象的方式,如通过用不同的线条、色彩来建立节点、关键词、图形的关系,形成层次分明、体系严密的知识结构的思维工具。由此可以看出,思维导图的三大特点。第一,思维导图是人脑发散性思维的表达工具。人脑由上百亿个神经元相互联接构成,神经元特殊的细胞结构是人类发散性思维的物质基础。发散性思维可以从一个节点开始,围绕此节点联系其他节点扩散开去。而思维导图的建构方式与此如出一辙,从一个中心知识点开始,围绕此中心知识点联系其他节点,逐渐扩散开去,形成一个可视化的思维导图。这就是一个思维可视化、外显化的过程。使用者可以看清自己的思维走向,还可以看到思考中遗漏的知识点。第二,思维导图包容性和可操作性很强。思维导图的绘制,可以包含多种元素,最基础的线条、文字,然后是色彩、关键词、图形,扩散时关联到的知识点完全是以思维导图的制作者最能操作、最能理解熟记的形式来表现的。线条来连接,文字、图形来说明,色彩、关键词来强调。这与一般使用的线性笔记是有很大不同的。如果以电子笔记的形式来做思维导图,那么还可以加入高清图片、音频、视频等多媒体表现形式。除用电子笔记做思维导图需要电子设备外,一般性的思维导图仅需一只笔、一张白纸就可以开始制作,十分简便。第三,思维导图层次分明。具有一定概念范围判断能力的人在选定中心知识点之后,可以引出与该概念相关的下级知识点,依此类推,逐级细化。当一张思维导图制作完成后,知识结构化也就完成了。这三个特点使得思维导图成为培养初中学生理性思维的重要工具。

笔者在查找相关论文的时候,发现已有许多前人对“思维导图与初中物理”相关主题进行了研究。研究工作包括以下几个方面:

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