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思維導圖在物理教學中的應用

來源::未知 | 作者:admin | 本文已影響

    摘要:介紹思維導圖和相關軟件,闡述其在組織物理概念、探討教學和學習問題和指導學生學習等方面的物理教學中的應用。

   思維導圖已經開始被人們關注,因為它以直觀形象的方式進行表達和思考,非常接近人的自然思維過程,特別是一些相關軟件的開發和應用,更使這種思想方法深受歡迎,不論是企業還是教育,都在探索它的應用,因此我們將自己在實踐中的一些體會寫出,懇請指正。

   1.思維導圖簡介

   思維導圖是英國人托尼·巴贊創造的一種提出筆記方法,和傳統的直線記錄方法完全不同,它以直觀形象的圖示建立起各個概念之間的聯系(如圖1所示)。

 

   思維導圖和傳統的記筆記方法相比有較大的優勢。⑴它順應了大腦的自然思維模式,可以讓我們的各種觀點自然地在圖上表達出來。⑵能夠加強記憶,因為在圖示中通過使用關鍵詞,既可以積極地聽講,又強迫我們在做筆記的時候就要思考句子的要點到底是什么。⑶激發右腦,因為在創作導圖的時候還使用顏色、形狀和想象力。根據科學研究發現人的大腦是由兩部分組成的。左大腦負責邏輯、詞匯、數字,而右大腦負責抽象思維、直覺、創造力和想象力。所以,圖像的使用加深了我們的記憶,因為使用者可以把關鍵字和顏色、圖案聯系起來,這樣就使用了我們的視覺感官。

   其實,思維導圖不僅可以用于做筆記,還在制定計劃、組織討論等方面有用途。例如討論問題時,可以由一人擔任秘書工作,把整個討論用思維導圖的形式畫出來。(如圖2所示)

   對于每一個新的觀點,秘書決定應該加在哪一個分支的下面。每個討論者都會有一個自己的符號框圖(或顏色)。利用這種方法,首先使每個觀點都可以在圖上根據它的位置而判斷出其重要性。其次,大家可以明顯地看出討論正在向哪個方向發展,可以使參與討論的人員者把注意力集中在主題上而避免跑題。再者,通過每個人使用不同的符號框圖(或顏色)可以顯示出是否有一兩個人正在控制整個討論過程,而刺激其他人員多發言。

   前思維導圖已經在企業屆有了廣泛的應用,而且取得了較好的效果,例如波音公司在設計波音747飛機的時候就使用了思維導圖。據波音公司的人講,如果使用普通的方法,設計波音747這樣一個大型的項目要花費6年的時間。但是,通過使用思維導圖,他們的工程師只使用了6個月的時間就完成了波音747的設計!

   2.實現思維導圖的手段

   2.1.紙+筆

準備:幾張白紙和不同顏色筆。

步驟:

   ⑴是把主題畫在紙的中央。主題可以用關鍵字和圖像來表示。所謂關鍵字,是表達核心意思的字或詞。關鍵字應該是具體的、有意義的。這樣,有助于我們進行回憶。

   ⑵考慮'次主題',也就是在上一層主題下的延伸。

   ⑶在'次主題'后,羅列更為細節的要點。這個時候要注意的是,不要強迫自己用一定的順序或結構來羅列要點。任何一個要點出現的時候,盡可以自然地將它用'關鍵字'的方式表達出來,并把它和最相關的'次主題'連接起來。

   ⑷整理思維過程。在完成思維導圖后,再用阿拉伯數字把它們標記出來。任何一個'次主題'都要用一種顏色來表示。而且,如果可能的話,要盡可能用圖像來表達一個關鍵字,這可以大大加深記憶。

   2.2.計算機

   計算機已經在許多方面取代了"紙+筆",在制作思維導圖上,計算機也以它的操作快捷、圖象形式多樣和容量大的特點顯示了比"紙+筆"工具的優勢。現在,制作思維導圖的軟件很多,如inspiration、mindmanager、personalbrain、brainstorm等,這些軟件互有優缺點,在實際應用中可以根據需要進行選擇。圖3是利用不同軟件制作的本文結構圖,從中可以比較出它們的表達方式的特色。這些軟件都非常容易掌握,因此不僅是教師可以使用,學生也可以使用,為學生學習又提供了新的工具。

   3.應用于物理教學的探索

  3.1.組織概念,勾勒知識結構圖

  概念是物理學科知識的基礎,然而在教學過程中我們發現,學生往往忽視對基本概念的掌握,特別是不能夠形成概念網絡,更不能夠比較深刻的了解概念間的聯系,這成為了學習困難的主要原因。在一般的教學過程中,教師也要求學生總結概念結構,但是往往由于檢查不及時等原因,沒有在教學過程中得到落實。現在可以利用有關軟件,根據思維導圖的要求,在老師的指導下由學生總結概念結構了,這種方法學生十分愿意接受,首先利用計算機可以提高學生的興趣,調動學生積極思考,其次,不同學生的作品可以很方便的進行交流,每個學生都可以從他人那里學習到自己沒有想到的東西。在實際操作中,我們有以下一些做法:

   教師制作出模版,學生按照模版完成內容。

   這種方法適用于學生剛剛接觸思維導圖或者面對比較復雜的概念結構。例如:在進行完電場的教學之后,為了使學生能夠清晰掌握電場的概念結構,我們利用mindmanager制作了下面的模版,(如圖4所示)學生根據模版總結回憶所學習的基本知識和它們的關系,并在文本輸入區將各個概念的具體內容寫出來。當然,如果學生有新的想法,可以在模版中進行改進。

   這種方式可以促使學生積極動手作和動腦思考,使他們能夠從整體上掌握了基本知識結構和各個知識間的關系,在頭腦中形成了清晰的概念網絡。我們特別在高三教學中進行了實踐,取得了較好的效果。

   學生根據自己的理解制作思維導圖作品

   由于實現思維導圖的軟件操作簡單,所以學生非常容易掌握。對于有些內容我們會讓學生自己動手,根據自己對知識的理解,構造概念圖。如圖5所示的是學生在學習完磁場一章內容之后總結的知識結構圖,在這里不僅列出了各個知識點,而且每一部分都在相應的文本區中寫出了對該知識的理解。

   實踐表明,學生來制作思維導圖,能夠激發他們的學習興趣,促使學生積極思考,加強對知識的理解,也增強了他們的成就感,促進學生學習能力的提高。另外,也使他們在制作思維導圖的過程中體會、觀察知識間的關系,甚至發現自己從來沒有注意和意識到的各個知識間的關系,從而產生一些具有創新性的理解,達到創新性的學習之目的。

   3.2.探討問題,捕捉討論中的靈感

   心理學研究認為,在討論問題的過程中,人們的思維處于高度集中狀態,接受和處理信息的能力強,靈感容易顯現,所以將討論中大家的意見和觀點及時的記錄下來,然后進行必要的整理,一定能夠得到一個非常好的思維成果。思維導圖和相關的軟件在這里能夠扮演重要角色了。

   教師在集體備課中共同討論,完成教學設計

   備課是重要教學行為,如何才能提高備課的效果呢?除了教師自己認真研讀教材、教學大綱、查閱有關資料之外,教師之間的討論也是提高備課效果的重要方式,這樣可以做到集思廣益,智慧大家共享。然而在通常的備課過程中由于缺乏及時有效的記錄和整理,集體討論效果不好,而且容易跑題。現在我們按照思維導圖的方法,利用inspiration軟件記錄備課過程,然后進行必要的整理,就避免了上述情況,圖6是在一次集體備課中討論"庫侖定律"的教學時最終繪制的思維導圖。

   在整個討論過程中,大家僅僅圍繞討論內容展開話題,由一名教師負責記錄下每個教師的觀點,通過討論確定各個部分的教學內容和教學方法。然后將討論結果進行整理(這在inspiration中做起來非常方便),分別復制給各位教師,這樣大家就得到了一份凝聚著集體智慧的教學設計了。這種方式特別對青年教師適用,這樣可以使他們盡早的熟悉教學規律和教學內容。

   學生小組討論,研究問題。

   在探究式課堂教學中,學生以小組為單位進行討論是非常普遍開展的一種學習方式,然而也同樣會出現我們前面所說的討論中出現的問題,在討論式教學中教學效率不高的現象是普遍存在的,要改變這種情況,只有將學生的注意力全部集中到討論的中心話題上來,這正是思維導圖解決的問題,同時利用適合的軟件,還可以及時記錄下討論結果,體現集體思維的成果。在教學中,我們一般是首先篩選探究的問題,有些問題值得討論,有些討論的價值不高,在這方面要發揮教師的主導作用,課前進行篩選。在課堂上,學生分小組學習,每個小組至少一臺計算機,一個學生作為小組的書記員,記錄大家的討論結果,因為考慮到mindmanager十分便于快速記錄,所以我們在這樣的課上多使用這個軟件。圖7就是高三學生在進行"測量電阻"專題復習時一個小組的課堂討論記錄。

   在上述討論中,學生充分利用自己所掌握的知識對"測量電阻"問題從各種情況進行了深入的總結性研究,并且在每個欄目的"記錄"中都對該問題進行了詳細的說明,還繪制出了電路圖。當小組的討論完成之后,在通過校園局域網將討論結果公布,交流各個小組的討論結果,在這個過程中教師也可以將自己的總結公布,這樣相互補充,取得了較好的復習教學效果,特別是從教師的角度來看,真正體會到了"教學相長"的內涵,師生都受益匪淺。

   3.3.指導學生,進行研究性學習

   研究性學習作為一種課程理念,可以單獨舉辦綜合課程,也可以結合課堂教學或者學科進行,如果將這種理念和網絡教學聯系起來,就產生了WebQuest。我們根據自己的實際情況,以課堂教學的內容為研究性學習的生長點,以WebQuest為主要學習形式,以思維導圖為指導手段,開展了研究性學習,非常受學生歡迎。思維導圖在其中的作用是指導學生的探究步驟和探究內容。如圖8所示,是結合高中物理"萬有引力定律"開展的WebQuest中思維導圖主體圖。

 

   學生根據圖中的內容,選擇學習和探究方式,其中有的部分是必須要學習的,如關于萬有引力定律的知識部分,還有一些是學生進行選擇的,可以進行課題學習(一般通過講座、查閱資料的形式),還可以進行探究學習,如萬有引力定律的應用部分就是要求學生在學習了基礎知識后進行的小課題研究。
 
   4.應用展望

   通過思維導圖能夠極大地提高理解能力和記憶能力,它對于邏輯思維和創造性思維都有巨大幫助!通過使用"思維導圖",學生不再被動地去設法記下教師師的每句話和閱讀一串串長長的句子,而是積極地對關鍵字進行加工、分析和整理,并和教師積極地對話,另外,它還非常有利于開發學生的空間智能。所以我們認為將思維導圖引入教學,是為教學改革注入了新的活力。


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