核心素养下的思维导图物理教学策略研究

发表时间:2020/12/11   来源:《教学与研究》2020年9月25期   作者:邹鹏
[导读] 物理学核心素养中“物理思维”和“物理探究”是高中物理学习的重要手段。
        邹鹏
        许昌高级中学,河南 许昌461000
        前言.
        物理学核心素养中“物理思维”和“物理探究”是高中物理学习的重要手段。“物理思维”的主要形式是逻辑思维,包括对物理学要点及其联系的推理与分析,这正是高中物理较高层次的要求,也是学生掌握物理知识的薄弱环节。“物理探究”则包含专指与外延两种理解,一般情况下的物理探究专指通过实验操作,获取实验数据进而掌握物理知识的探究过程。外延理解则指对物理知识的探究性分析,以确定知识的内涵、拓展以及相互间的逻辑关系。
        思维导图作为一种图形思维工具,常用于发散性思维的描绘与表达。一般通过文字和图形相结合的手段,采用相互隶属层级图的方法,把与核心知识相关的知识体系之间的关系描绘出来,将图形与核心知识等建立简明高效的记忆连接。
        研究发现,思维导图的制作过程正是“物理思维”和“实验探究”能力的具体显现。利用发散性思维,在绘制思维导图的过程中促进学生的综合思维能力的发展,模拟大脑信息加工的各个环节,在过程中深化学生知识的理解,帮助学生探究与之关联的知识范围及其联系。
        笔者以高中物理教学为例,论述思维导图的实践意义及其在教学中的应用策略。
        一、思维导图特征及其实践意义
        1.思维导图的组成及其特征
        思维导图作为一种简便的思维工具,常常借助于图形与线条以各种显性的表现形式体现发散性的思维结构。其包含核心知识、分层节点知识和不同知识节点间的联系。思维导图的制作常常从核心知识出发,根据各知识点间的逻辑关系逐层拓展,最终形成发散性的思维导图。
        思维导图的组成部分:①核心知识(中心知识)②枝干:由核心知识顺次生发而来的逻辑关系,也称作分支连线。③节点知识:即为各个枝干间的交汇点;④关键词:写在枝干上或末端,表示枝干含义的内容(即枝干两端点知识间的逻辑联系)。⑤层次架构:知识的内在逻辑、层次和外在关系的表现,清晰的层级关系是思维导图最明显的特征。
        2.思维导图应用的实际意义
        在现今的高中物理教学中,教师常常将知识本身作为教学的重点内容,而不关注物理知识是如何形成的,对知识间深层次的联系也缺乏讲解。同时,无法给学生提供直观的视听内容,无法充分刺激学生的大脑,像这样忽视学生的教学现象普遍存在。
        思维导图是一种帮助学生形成系统知识脉络的知识网络图,学生绘制思维导图的过程中将核心知识画于中心,并将各个相关知识点相互连接,绘出由中心向外发散的网络状知识结构,通过构图学生可以将相关知识建立联系,这样可以快速的学习新知识、甚至于旧知识的复习与巩固;培养其系统的学习能力和多角度思考问题的思维习惯。思维导图是建立在脑科学的基础之上,切合大脑对信息加工的过程、符合学生认知规律。因此教师若引入这便捷有效的思维工具,在全面培养学生的思维能力上将更加快捷高效,用较少时间获取更多的系统知识,大大提高学生学习的效率。
        3.思维导图中的核心素养体现
        思维导图的制作过程中,学生对核心知识、节点知识和关联因素的思考,正是“物理思维”的表现,学生对知识的物理定位,不同物理知识点在导图中不同层级的确立,相关知识间的逻辑关系梳理等都不断的锻炼学的的物理思维。

同时,思维导图的基本结构确立后,学生开始进行“物理探究”。通过对知识的概念与规律、公式与推导、所属的物理范畴等特点探究新的关联知识和新的逻辑关系,通过探究确定各节点知识的新外延,形成发散性的思维导图,使思维导图的制作更加丰富。可以说思维导图的制作过程,正是学生核心素养的提升过程。
        二、思维导图在教学中的应用策略研究
        1.“思维导图”应用于“教”的三步策略。
        第一步,教学前准备好思维框架。需要教师依托思维导图的关键点(核心、枝干和节点),分析物理课堂教学的核心知识、关联知识和逻辑关系并于各关键点相对照形成思维导图框架。充分考虑教学重点与学生的掌握能力,构建思维导图主题,预留好学生的拓展思维空间。
        第二步,教学中丰富思维导图内容。教师在课堂教学中要引导学生理解核心知识、节点知识及其联系,通过思维导图帮助学生加深对知识的理解,同时引导学生拓展思维,在思维主体的基础上进一步开发,寻找更多的关联知识和逻辑联系,形成更加丰富的发散性思维导图,充实物理课堂教学。
        第三步,教学后练习使用思维导图。教师需要引导学生通过思维导图回忆课堂教学,理解教学要点和逻辑关系。预留思维导图作业,引导学生制作和使用思维导图掌握物理规律,并进一步帮助学生使用思维导图解决实际物理问题。
        2.“思维导图”应用于“学”的策略。
        学生在熟练掌握思维导图的基础上,要善于使用思维导图辅助自己的物理学习。由于物理知识的抽象性和逻辑性,导致物理学习难度较大。因此学生在教师的课堂教学之后,要能够通过教师的思维导图加深对课堂知识的理解和应用,同时还要能够自己创设新的思维导图,帮助自己理解物理知识的内涵与结构,明辨各知识点的逻辑关系和层次。
        思维导图除了能够应用于物理概念知识学习外,物理实验、物理计算等各类别的物理范畴均可以使用思维导图进行总结,通过思维导图的制作过程,提高自身的学习效率。同时,学生要善于思考勇于尝试,通过将思维导图应用于物理学习的各个方面,更加深刻地掌握物理知识与规律,提高物理的推理与总结能力,最终学生的“物理学核心素养”得到提升。
        3.思维导图在高中物理教学的作用可以大体总结为:①形成图像化的知识框架,提高知识记忆质量、扩大了知识容量;②显现了抽象的物理逻辑关系,帮助学生深入理解物理知识的内在含义和知识间的相互联系;③通过学生重新审视自己原有的对物理知识认识,从而让学生更深入的剖析物理知识与物理规律,提升学生的物理科学素养。
        总结.
本文以物理教学为例,重点阐述思维导图在实际教学中的应用策略,指导一线教师将思维导图发展为切实有效的教师教学工具、学生的学习工具。从而改善高中物理教学中教学方法单一、课堂容量小、抽象知识难以理解,学生学习效率低下、思维拓展能力不足等问题。教师课堂教学中思维导图的熟练应用,使抽象物理规律和逻辑关系直接显现,复杂的课堂教学内容以网络图的形式清晰呈现,教学容量大幅增加,逻辑关系清晰明了;学生运用思维导图能够对知识灵活运用,不仅加深了学生对知识系统的整体把握,高效提高了学生的学习成绩,也极大促进了学生“物理思维”与“物理探究”能力的提升。
        研究发现,课堂教学中引入思维导图对所有学生整体“物理学核心素养”的培养起到有益的推动作用,也为一线教师在物理教学中的实践提供了宝贵的经验。不足之处在于课堂时间有限,学生的思维水平差异,导致思维导图不能充分展开,也无法解决所有学生的疑难问题。同时因为不同学生的思维层次各有差异,理解反应能力也有不同,所以思维导图教学的效果在每个学生上的体现也是有差异的。最后,对于不同章节和不同模式的物理教学,思维导图的呈现形式需要不断改进,以期达到最佳的物理教学效果。
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