基于思维导图的初中物理实验高效课堂的构建

    姚拴勤

    摘要：物理是初中阶段基础课程之一，能够有效提升和锻炼学生的求知意识和探究精神。物理实验课程，作为物理课程的重要构成部分，对于学生思维的开发、知识的理解具有至关重要的作用。然而在实际教学中存在的一些问题，影响了学生核心素養水平的提升。

    关键词：思维导图;初中物理实验;高效课堂;构建策略

    中图分类号：G633.7? 文献标识码：A文章编号：1992-7711（2021）10-057

    新课改的提出，明确了创新人才的培养才是当下教育的重点工作和主要任务。创新人才的培养目标主要包括学生创新思维、自学能力、质疑能力、观察能力等多个方面。而思维导图作为表达发散性思维的可视化图形思维工具，在培养学生这几种能力方面具有得天独厚的优势。但是，由于受到传统思想的影响，思维导图在实际教学中的使用并不乐观，难以为学生提供有效帮助。

    一、在初中物理实验教学中思维导图的使用现状

    1.教师教学观念陈旧，传统实验比重过大

    在初中物理实验教学中，大部分实验具有系统性强、抽象性强的特征，这也是学生物理实验水平较低的主要原因之一。初中阶段是学生思维、能力快速发展的重要阶段，其中不乏具备物理实验天赋的学生，但是，往往由于教师教学思想和观念过于陈旧，缺乏对学生能力的了解和挖掘。物理作为一门实验性较强的学科，如果没有实验课程的参与，学生对理论知识学习得再深刻、深入，最后的结果也只能是“纸上谈兵”，无法将物理知识应用到实践生活中去，同时，也无法做到融会贯通，将教材中的物理知识转化为自己解决实际问题的能力，大大降低了学生的学习兴趣和探究热情。

    另外，在初中物理教学中，还存在单一理论教学和传统实验比重大的问题。单一理论教学，即教师在教学过程中，受到应试教育思想的影响，一味地追求学生的卷面成绩，将考试分数当作评价学生物理水平的唯一标准。这种做法严重伤害了学生内心，不利于学生核心素养的发展;传统实验比重过大，即教师在实验的时候，借助某种实验内容，向学生展示实验过程或是实验现象，缺乏对学生动手实验的重视，继而出现“纸上谈兵”的现象。“纸上得来终觉浅”，作为初中物理教师，应当合理使用和设计实验课程内容，才能够为学生将来的发展做好铺垫。

    2.教师素养水平偏低，教学手段单一落伍

    教师是课堂教学活动的主导者，教师素养水平的高低，会直接影响到学生的思维和技能的提升[1]。在以往物理教学活动中，教师对实验课程缺乏足够的重视，大部分物理实验都是采用“口头演示”、“满堂灌”的方式。物理作为一门实验性较强的学科，这种脱离实验实践的课程，虽然能够实现学生成绩的提升，但并不利于学生长远的发展。同时，部分教师在对待思维导图的使用上，缺乏深入的探究和发掘，在学生手绘思维导图设计实验方案、记录实验现象、改进实验等方面，难以有效利用思维导图对学生进行指导和帮助。此外，传统的线性板书等教学手段，已经难以满足学生的学习需求，进一步降低了思维导图在教学中的作用和地位，阻碍了学生物理实验能力和创新意识的形成。

    3.思维导图使用率低，缺乏合理评价体系

    思维导图，作为一种全新的教学手段，它在教学活动中的使用没有统一的形式和评价体系，很多教师在教学活动中使用思维导图后，由于思维导图评价系统的缺失，并不清楚使用方法、模式是否符合其标准，无法对教学效果进行判断，从而降低了思维导图的使用概率。在物理实验教学中应用思维导图，旨在为学生形成完整的、系统的知识框架，但很多教师对思维导图的研究，仅仅停留在单个实验的思维导图的绘制上，对某一类型实验的思维导图缺乏深入的剖析和探究。

    4.教师主体作用明显，学生缺乏创新思维

    学生的创新思维和发散性思维能力不足，和传统物理教学中的教条主义具有非常重要的关系。物理学科具有抽象、繁琐、晦涩等特点，尤其是学生在初次接触物理时，不懂得如何预习、学习和复习，抄概念、读课本和背公式逐渐成为学生学习的主要方法。这种学习方法的直接后果，便是学生学习负担重、学习效率低下。同时，由于这种“无知性”，也从侧面凸显了教师的主体地位，加之教师对思维导图和物理实验的“不作为”，彻底阻碍了学生创新思维和意识的形成。

    二、基于思维导图的初中物理实验高效课堂的构建策略

    1.更新教师教育观念，合理使用思维导图

    随着新课改的到来，对教育工作者提出了全新的要求和内容，教师在教学活动中，不再单纯扮演教导者的角色，更多的是扮演协助者的角色，对学生的学习方式、思维进行指导和帮助。物理实验作为物理课程的重要构成部分，它不仅仅是学习的内容，也是学习的途径，物理实验和思维导图的有效整合，有助于学生创新思维、发散思维的形成。而思维导图的出现，打破了传统教学观念对教师的束缚，为高效课堂的构建提供了可能[2]。故此，作为初中物理教师，需要对思维导图内容、方法进行深入研究，这样才能够充分发挥思维导图的作用，引导学生应用思维导图进行实验方案设计、实验结论分析、实验评估交流、创新实验开发，提高物理实验教学的效率。

    以北师大版八年级下册物理《第七章 运动和力》中关于影响力大小因素的实验为例。众所周知，影响力大小的因素有很多，在开展实验的时候，教师可以采用由简入繁、导图引导的方式，锻炼和提升学生的发散思维。弹簧测力计的使用，重力的大小跟什么因素有关系，摩擦力的大小与什么因素有关这三个实验螺旋式上升，难度逐步增加。可以将这三个实验进行整合，在章末复习时设计实验专题，逐步增加实验器材，如弹簧测力计，增加为弹簧测力计、钩码，再到弹簧测力计、长木板、滑块、钩码，让学生在实验过程中，利用思维导图设计实验过程。通过这种层层递进的方式，既可以激活学生思维，还可以改善课堂教学氛围。

    2.提升教师职业素养，丰富思维导图形式

    教师职业素养，并不单指教师的教学水平和技能，而是由四个部分构成：职业精神、专业知识、专业技能和专业实践。在传统物理实验教学活动中，教师通常会以学生实验的完成，当作课程结束或是理想教学效果的“胜利号角”，这种思想和做法是对实验错误的理解[3]。正确的做法是，学生在完成实验步骤后，教师需要对学生的实验数据、过程、结论进行反思和总结，从而更好地改善自身对思维导图的认知，合理指导和提升学生的技能和知识。如对学生手绘思维导图设计实验方案、记录实验现象、改进实验过程中的指导，能够有效减少实验过程中的数据误差，提高实验的准确性。因此，可以采用线下邀请专家、学者举办讲座、交流会和线上组建微信、QQ分享群的模式，快速提升教师职业素养水平，推动初中物理实验教学的发展与进步，才能快速落实高效物理实验课堂的建立。此外，在实验教学中，还可以利用一些思维导图软件，如MindMaster、imindmap、Xmind等都是不错的思维导图制作软件。通过这些软件的使用，能够在很大程度上丰富思维导图的形式，提高学生实验的效率和热情。

    例如，北师大版八年级下册物理《探究凸透镜成像规律》这个实验，在演示实验之前，教师可以提前准备好光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等工具，并将利用Xmind软件制作的思维导图发放给学生。通过思维导图，学生能够清楚了解到教师实验的器材、步骤、原理，大大提升了演示实验的效果[4]。同时，在学生根据教师演示完成实验以后，教师需要对学生完成实验的过程、步骤进行回忆和总结，诸如xx同学在实验过程中非常关注细节，你已经具备了成为物理学家的潜质;xx学生险些碰到蜡烛引发火灾，提醒我们下次在开始实验之前，需要讲解一些实验安全方面的知识，增强学生人身安全保障;有的学生将物距调至小于1倍焦距时，发现像是正立、放大的虚像，由此联想到放大镜的使用原理，说明该学生具备较好的物理潜质，可以适当的“开小灶”，增加实验难度和系数，调动学生创新思维。

    3.发展学生创新思维，提高学生科学素养

    在传统实验课堂中，常常会出现一些以讲代做的现象，这些现象的出现严重阻碍了学生对物理实验的向往和重视，违背新课标中“创新”理念部分的内容。在今天“万众创新”的大背景下，学生作为祖国建设和发展的未来，发展其创新思维具有非常深远的意义。因此，教师在教学活动中，除了设计科学、完整的实验外，还可以借助思维导图，协助学生将实验过程、关键知识，制作成思维导图笔记，这样既可以提升学生对实验的记忆，还可以强化和锻炼学生的发散思维，帮助学生突破实验难点和重点，提高实验效果和学习效果[5]。同时，思维导图在实验教学中的应用，能够将物理实验的实验目标、实验器材、实验步骤、实验原理、实验结论等重要内容直观、清晰地展示给学生，大大提高了学生实验成功的概率，而且有助于学生在实验过程中创新能力、动手能力、质疑能力的锻炼和提升，促进学生科学素养全面发展。

    例如，北师大版八年级下册物理《牛顿第一定律》中关于探究阻力对物体运动的影响。在实验前，需要准备好实验器材：光滑木板、棉布、毛巾、刻度尺、木板和書做成的斜坡、小车等，小车依次在木板、棉布、毛巾经过，最终通过合理推理得出了牛顿第一定律的内容。之后，教师可以提出，“如何利用其他实验器材探究阻力对物体运动的影响”的问题，学生借助思维导图，对演示实验器材的作用进行分析后，发现可以使用圆筒/棒球、木板和书做成的斜面、瓷砖、毛巾、纸张，同样可以完成实验。

    综上所述，思维导图在初中物理教学中的应用大有可为，既可以应用于物理实验探究，也可以用于物理理论教授，在很大程度上减轻了教师的教学压力，加快了初中物理实验高效课堂建设和完善的速度。所以，教师在思维导图的应用上，更要加大探究和剖析的力度，充分发挥思维导图的作用，改善学生学习环境，锻炼学生创新思维，提升学生学习效率。但是，思维导图始终只是一种教学手段，教师在使用过程中，需要做到科学合理的使用，避免因盲目使用降低学生学习效率和质量。

    参考文献：

    [1]吴振阳.初中物理巧用思维导图构建高效课堂[J].读写算，2019（1）.

    [2]许星.基于思维导图的初中物理探究课堂的构建[J].读与写（上，下旬），2020，17（6）：206.

    [3]潘爽.学科思维导图在中学物理教学中的研究与案例分析[D].哈尔滨：哈尔滨师范大学，2018.

    [4]沈娟娟.基于思维导图的物理教学对初中生发散思维的影响研究[D].济南：山东师范大学，2019.

    [5]黄友强.巧用思维导图，成就高效课堂[J].师道：教研，2020（4）：138.

    【本文系陕西省教育科学规划专项课题《思维导图在初中物理实验教学中的应用策略研究》（XDKT6025）的研究成果】

    （作者单位：陕西省宝鸡市陈仓区虢镇初级中学，陕西 宝鸡 721300）