第一章 引言
思维导图是一种用图表展现的发散性思维工具,它的核心是用图形表达抽象概念和思维过程,目前已经可以应用到所有的认知功能领域,被称为“大脑的瑞士军刀”[1]。物理是一门将物质世界符号化、公式化、抽象化的自然科学[2],对人类的生产生活有着重大的指导意义。而力学知识体系是物理学科的重要内容,是后面学习动力学、电磁学等的基础。由于高一物理力学知识的逻辑性较强,也较抽象,同时高一学生正处于由初中的形象感知到高中抽象的物理模型的提取过渡阶段,其抽象思维能力和逻辑性还不足以很好的接受和理解高中物理课程中理想模型的提取建立和抽象概念定律的严谨表达。加上高中数学知识内容安排与物理课程并不同步,三角函数知识不能及时的讲授,造成高一学生一进入关于力学知识的分析和计算时就明显感觉到力不从心。因此若在高一物理力学教学活动中注入形象化的思维导图,将能够帮助学生更加准确的理解力学相关概念和定理定律,构建起良好的力学知识体系[3],从而为后面更深入的学习其他物理知识奠定坚实的基础。
1.1 研究背景
在我国的传统物理教学中,一直以来,教师和学生看重的都只是问题的结论,而不是结论得出的历程[4]。因为在以升学率作为目标的应试教育体系下,学生首先必须把成堆的物理符号、物理公式及定理或定律死记硬背,然后以例题作为示范,反复进行“操练”,直到在任何情况下都能灵活地应用这些陌生的公式、定理、定律到为止,这样导致的结果却是学无所用,造成学生高分低能,脱离生活,脱离人群,脱离社会,脱离实际。为尽快改变这种局面,本世纪初,我国的基础教育进行了改革,并且正式出台了物理课程标准。新课标要求教师,需要采用一种新的教学方式与之匹配,真正做到“为了每一个孩子”[5]。作为教师,应该明确我们的教育目的不是培养只会做题、能得高分的学生,而是要培养出有理想、有道德、有文化、有创新实践能力且适应新时发表展的新青年[6]。随着新课改的全面实施,教师要想培养有“四有”青年,必须探索出新的教育教学方式,注重开发和利用能够培养学生思维能力的工具来辅助教学 。在上世纪初,英国著名的心理学家、教育家托尼·博赞(Tony Buzan)创造了思维导图(Mind Mapping)。通过一种图文结合的形式,用树状的结构来类似的表征知识的结构,以其强大的记忆和思考功能,逐渐成为当前开发大脑潜能的一种强有力的图解工具[7]。最近几年以来,思维导图的学习模式越来越多地被应用到平常的教学活动中,享有“思维体操”之美誉,其作用不言而喻。同时思维导图本身具有的结构清晰直观、操作简易方便、结构条理清晰以及色彩明艳醒目等特点使很大一部分学生对于它本身的引入接受程度较快,并且经过不断的练习,很快就能建立起较为系统的知识结构。因此将思维导图作为一种教学工具和教学策略应用到高中物理课堂教学中,将会成为现代物理教学的一大亮点。
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1.2 研究的意义和价值
物理作为自然科学的重要组成部分,在基础教育中占据的重要地位毋庸赘述。高中物理力学知识部分是很大一部分理科生的痛处,不仅重难点多,需要较强的逻辑思维能力来理解吃透相关概念定律,还需要一定的计算归纳和抽象表达能力做支撑,将一些案例抽象成物理理想模型或逻辑关系[8]。物理作为基础学科教育,其他学科也会多少与之相关联,而且也离不开生活这个大圈。“思维导图”教学方法中的创造性发散思维和钻研精神与物理中的探究思想是相通的[9]。教学过程当中,教师与学生相互交流沟通,有时甚至是争论,就如同是他们各自脑海中思维导图之间的对话与互融,以及各自思想、观点、经验等的碰撞与聚焦。本研究借鉴国内外丰富的教学经验,以及成功的实践研究成果,在我国当前现实物理教育背景下,教师组织开展“思维导图”教学模式,使枯燥乏味、晦涩难懂的物理理论陈述变为生动形象的物理模型,富有趣味性和探究性,从而激发学生学习物理的兴趣,培养学生的物理发散思维能力和建立物理模型的意识。研究“思维导图”在高中力学教学实践中的实用性和应用效果对学生物理学习能力的培养、教师教育观念和教学思路的转变等方面均具有重要的研究价值和实际意义[10]。
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第二章 研究的理论基础
2.1 思维导图理论
2.1.1 思维导图的产生和发展
上个世纪 60 年代初,在英国有一位著名的学者,名叫托尼.博赞(Tony Buzan)。他在帮助“学习障碍者”学习和记忆的过程中,通过分析分析人类大脑的放射性思维运作过程,发现了以图形表达思维的方式——思维导图。研究表明,思维导图不仅可以帮助使用者提高记忆力水平,还可以培养抽象思维、发散思维、创造性思维等多种思维能力[15]。因此,思维导图作为一种简单有效的思维表征工具,可以将左脑的抽象逻辑思维与右脑的直观形象思维结合起来协调运用,促进人类左右脑的相互协调运作过程,最大限度的开发人的大脑潜能,从而促进对知识的消化理解和记忆[16]。基于思维导图的以上作用,思维导图越来越多的被应用到学习、工作的很多方面。比如:现在 0-3 岁的孩子就有利用图形专门训练思维能力的相关书籍,像《全脑思维训练》、《全脑思维升级训练》等;在中学的各科课程中,利用思维导图的辅导资料也是比比皆是。例如:语文方面的《思维导图高分作文法》、《图解速记.高中历史》、《图析考点—能力思维导图》系列丛书以及《伴你学.思维导图》和《思维导图》各科学习资料,不同的参考资料运用了思维导图的不同风格。如图 2-1 是用相关思维导图软件绘制的个人简历,该简历展示了思维导图的许多特色。
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2.2 建构主义学习理论
建构主义作为认知心理学的一个分支,在教学方面的运用已经特别广泛。瑞士的皮亚杰最先提出了这个理论,并认为学习并不是教师纯粹的将科学知识传授给学生,而是要引导学生通过主动的学习来建构知识[20]。让学习者在学习的过程中积极主动的联系新旧知识是学习行为中非常重要的过程[21]。教师作为先行组织者,当他们的思维导图呈现在学生面前时,就可以激发学生探究真理的欲望,勾起他们对知识的好奇心和兴趣[22],积极主动地投入到对知识的建构中。
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第三章 思维导图的绘制和应用原则............11
3.1 思维导图的绘制........ 11
3.1.1 思维导图工具简介...... 11
3.1.2 思维导图的制作方法........... 13
3.1.3 绘制思维导图的几个技巧............ 13
3.2 在高一力学教学中应用思维导图的几个原则..... 14
第四章 思维导图在高一力学教学中应用的实践研究...........17
4.1 研究设计........... 17
4.2 研究实施........... 18
4.3 研究结果分析............ 29
4.4 研究总结........... 36
第五章 思维导图在高中力学教学中的应用策略..........39
5.1 课堂教学策略............ 39
5.2 自主学习策略............ 40
5.3 自我反思策略............ 40
第五章 思维导图在高中力学教学中的应用策略
策略,即计策、谋略的意思。通常意义上是指一些能注意方式方法的、有斗争艺术的、可以实现目标的方案集合。目前学术界对于教学策略的含义还没有形成共识。主要有以下两种认识:(1)从两方面来理解,即教师教的策略和学生学的策略。也可以理解为教师的教学手段和学生的学习方法;(2)是在明确教学环境和教学任务的前提下,教师针对学习的主体、教学的工具、教学的程序、教学内容的顺序等因素,为达到特定的教学目标而采取的一些教学手段或教学方法。教学研究实践证明,思维导图作为一种教学工具或思维方法应用到物理教学中去,不仅能够帮助学生建构良好的物理知识体系,形成自主学习的意识和高效的学习方法,培养学生的发散思维能力和总结归纳能力,还可以帮助教师优化课堂教学,增加师生的课堂沟通和课堂参与度,活跃课堂学习氛围,从而达到提高学生学业成绩和培养学生学习能力的目的。因此教师可以通过应用思维导图的教学方式进行物理教学、帮助学生形成自主学习习惯、掌握高效的学习方法,以及课后的自我反思总结等。下面笔者将结合本次实践研究谈谈在高中力学教学中应用思维导图的教学模式的一些相关策略。
5.1 课堂教学策略
思维导图的出现无疑为当代教师提供了一种新的教学设计思路和教学方法。实施思维导图课堂教学策略,能够帮助教师设计和思考教学计划的完整过程,为教师的课前准备打下坚实的基础。教师在制作教学计划时,可以通过思维导图把下节课要讲到的新知识与以前学过的旧知识联系起来,使新旧知识发生联系或冲突。根据建构主义学习理论,这一过程将会激发学生对新知识的探索欲望,也利于学生积极主动的进行课前预习。教师应用思维导图实施教学可以帮助学生更好的接受新知识,进行课前预习,同时也使以前的旧知识得以巩固和复习。这说明了运用思维导图进行教学设计的合理性和可操作性。在教学活动中,教学过程是最为关键最为重要的一个环节。这个环节中,教师须将自己已有的知识传授给学生,并使学生通过反复的练习和理解逐渐变成自己的知识。物理课堂教学,并不是教师简单的将物理概念或规律直接呈现给学生,让其被动接受,而是要使学生成为学习的主体,通过课堂教学过程和教学活动组织和引导学生参与到学习过程中来。应用思维导图进行物理教学时,教师先不要直接给出学生规律或结论,可以先要提出问题的线索和来源,启发学生思考问题,提示学生动手实验,最后引领学生得到科学的结论。物理学中结论和规律的形成并非一朝一夕,大都是前人在大量的客观事实和实验验证的基础上不断地探究总结出来的,需要经历观察、分析、实验、归纳等一系列过程。教师构思和组织思维导图的教学过程,也能够帮助学生梳理头脑中已有知识经验与新知识经验关系,巩固已有知识的同时顺利获得新知识。思维导图涵盖了教师的知识和思想,因此,应用思维导图进行教学的过程包含了教师的教学思考过程,同时也使学生在掌握知识的过程中提升自己的思维能力。
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结论
本文在文献调研的基础上,通过实施学生问卷调查和教师抽样访谈了解到高一力学课堂教学的现状,设计了两个应用思维导图进行力学教学的相关教学主题,并开展了两个教学案例的教学实验研究。通过上述研究,笔者得出以下结论:
(1)应用思维导图进行物理教学,能够提高学生学习物理的兴趣和学生的物理学习成绩。学生通过绘制思维导图,加上自己喜爱的颜色和图片,融入个人的思想和风格,从而表达出自己大脑里面的思维过程和对知识的掌握理解程度,形成个性化的知识网络结构图形。在这一绘制过程中情绪得到愉悦的体验,学习兴趣得到培养,学习动机得到增强,学习的热情也逐渐被点燃。在应用思维导图的方式去学习物理知识的时候,对思维导图关键词的提炼,也能让学生很好的把握知识的重点,加深对知识的理解,从而提高学习的效率和学生的物理成绩。
(2)思维导图的教学方式能够培养和发展学生的物理发散思维和建立物理模型的意识,还能够培养学生的归纳总结能力和知识梳理能力。学生在构建思维导图的过程中,需要将抽象的知识概念和已有的生活经验联系起来,做出直观形象的思维导图。不仅锻炼了学生的抽象思维能力,学生的物理发散能力得到了培养和发展。思维导图的结构特点是将学习内容形成具有不同分支关系的网络图,从而帮助学生理清思路、整理知识及知识之间的逻辑关系,从而优化学习的效果。学生提取主体和关键词的同时,也会要求自己具有高度的概括总结能力,这样在一定程度上也将促进学生归纳总结能力和建构知识体系能力的提升。
(3)应用思维导图实施物理教学能够促进教师自身素质和教学水平的提高。思维导图的教学方式,再一次改变了高中物理教师原有的教学理念和教学模式,对教师适应现代化教学提出了新的要求:①教师要改变传统教学理念,丰富教学理论知识。教师要在遵照教育教学规律的基础上,及时转变教育理念,敢于尝试新的教学方式,丰富自身理论知识,指导思维导图在高中物理教学中的有效应用。②教师要具备一定的课堂教学反应机智。在教学活动的开展过程中,教师要对学生随时可能出现的一些行为和问题给予引导和指正,并具有应变临时突发事件的能力,从而高效有序的调控好课堂。③教师要不断提高自身的物理素质。作为高中物理教师,与国家选拔人才的全国统一高考联系最为密切,所以努力提高自身的物理专业素养是每一位物理老师义不容辞的责任和义务。
(4)思维导图在高中物理课堂教学中的应用可以提高课堂学习效率,优化教学效果。基于思维导图的高中物理教学模式,使教学的主体能够积极参与到课堂中去,学生之间相互讨论、相互交流,师生之间提问不断,既活跃了课堂学习氛围,增强了生生、师生的交流沟通,提高课堂学习效率,从而优化教学效果。
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参考文献(略)