(江蘇省蘇州市吳江區(qū)青云實驗中學(xué)，江蘇 蘇州 215235)

思維導(dǎo)圖不僅作為思維過程的輔助工具，呈現(xiàn)大腦對各階段信息的處理過程，更是人們作為發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的有效途徑。習(xí)題教學(xué)與思維導(dǎo)圖相結(jié)合，可提升課堂的有效性，培育學(xué)生的核心素養(yǎng)。

1 高中物理習(xí)題教學(xué)的地位和現(xiàn)狀

習(xí)題教學(xué)是學(xué)生運用所學(xué)知識解決問題的實踐，能夠加深其對基本概念、基本規(guī)律的深度理解，能夠提高學(xué)生分析、解決問題的能力，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，習(xí)題教學(xué)對教學(xué)目標(biāo)的高質(zhì)量達成起關(guān)鍵作用。

1.1 習(xí)題教學(xué)在高中物理教學(xué)中的地位

習(xí)題教學(xué)時間比重較大、形式多樣，包含經(jīng)典例題講解、隨堂訓(xùn)練、試卷講評、專題復(fù)習(xí)及綜合復(fù)習(xí)等。新授課讓學(xué)生對知識有了淺層了解，而習(xí)題課則檢驗他們對基本物理概念、規(guī)律及公式的靈活運用程度，實時反饋了學(xué)生掌握知識的水平層次，促成了學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。教師通過習(xí)題教學(xué)，使學(xué)生學(xué)會綜合運用知識，剖析具體問題情境，找出思維方法，有效解決問題，收獲成就感，從而提升學(xué)習(xí)樂趣，再用興趣反哺學(xué)習(xí)動力，達成良性循環(huán);習(xí)題教學(xué)完善了學(xué)生的知識體系，串起前后知識的邏輯關(guān)系，體現(xiàn)了各種科學(xué)思維方法,學(xué)生從中深刻領(lǐng)悟、靈活運用科學(xué)方法，鍛煉了科學(xué)思維能力；選取多維度、富內(nèi)涵的發(fā)散性題目，利于激發(fā)學(xué)生的批判性、創(chuàng)造性思維。

1.2 高中物理習(xí)題教學(xué)的現(xiàn)狀

當(dāng)前高中物理習(xí)題教學(xué)中存在一定誤區(qū)：(1) 重數(shù)量，輕質(zhì)量，缺乏典型性、啟發(fā)性；(2) 重難度，輕基礎(chǔ)，造成學(xué)生產(chǎn)生畏懼心理；(3) 重結(jié)論，輕過程，學(xué)生碰到靈活多變的題，因生搬硬套犯錯。學(xué)生的解題中存在以下誤區(qū)：(1) 目標(biāo)不明確，解題步驟無邏輯；(2) 題目練得多，自己思考少，學(xué)生有聽得懂、不會做的經(jīng)歷，碰到多變題型不會抓取關(guān)鍵。

2 思維導(dǎo)圖的教學(xué)模式

無論是新授、復(fù)習(xí)、實驗還是習(xí)題等課型，思維導(dǎo)圖均可應(yīng)用其中，使知識框架的建構(gòu)有秩序、有層次及有邏輯。思維導(dǎo)圖使知識可視化、立體化，幫助學(xué)生在認知沖突中前行，建構(gòu)起再認識的脈絡(luò)，從而扎實鍛煉學(xué)生的思維、實踐及創(chuàng)新能力，提升學(xué)生素養(yǎng)，思維導(dǎo)圖的教學(xué)模式如圖1所示。

圖1

3 思維導(dǎo)圖與高中物理習(xí)題教學(xué)的關(guān)系

思維導(dǎo)圖可助力學(xué)生建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)體系，學(xué)生腦海中儲存的知識越多，知識點間聯(lián)系越緊密，思維導(dǎo)圖越豐滿。教學(xué)前，教師應(yīng)以思維導(dǎo)圖形式將所學(xué)知識展現(xiàn)給學(xué)生，當(dāng)然學(xué)生的參與也是必要的。在講解習(xí)題中，也要幫助學(xué)生將知識的點、線、網(wǎng)及面，層層發(fā)散鋪開。有了完整體系，學(xué)生解題時避免了毫無頭緒、生搬硬套。

思維導(dǎo)圖幫助教師將解題方法、思維過程顯性化。教師演示是學(xué)生的模仿參照，是學(xué)生構(gòu)圖的基石，學(xué)生面對直觀的解題體系，變得游刃有余。思維導(dǎo)圖促進了學(xué)生從淺層記憶到深度理解，同時培養(yǎng)了學(xué)生的互助合作能力。圖1所示模式中的自主構(gòu)圖、共建導(dǎo)圖，既鍛煉了學(xué)生思維，又提高了其分工協(xié)作的能力。

4 思維導(dǎo)圖在高中物理習(xí)題教學(xué)中的應(yīng)用示例

動能定理的重難點為：運用動能定理解決恒力做功、變力做功和多階段問題，讓學(xué)生初步掌握動能定理的運用。學(xué)生在熟練掌握較容易問題的解決方法后，再讓其掌握復(fù)雜過程問題的解決方法，比如多軌道問題以及連接體問題。

4.1 創(chuàng)設(shè)情境，提出問題

師：上節(jié)課我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了動能定理。本節(jié)課我們來探究三個問題，請思考。

學(xué)生面對三個問題展開思考，但似乎不知從何處著手，帶著疑問進入課堂。

4.2 復(fù)習(xí)舊知，展開聯(lián)想

師：請大家回憶上節(jié)課所學(xué)動能定理相關(guān)知識。

教師引導(dǎo)學(xué)生回顧，并以思維導(dǎo)圖進行展示。

學(xué)生目不轉(zhuǎn)睛，注意力集中，開動大腦，一幅幅圖景呈現(xiàn)在腦海中。根據(jù)學(xué)生的回憶，結(jié)合教師的引導(dǎo)，畫出的思維導(dǎo)圖如圖2所示。

圖2

4.3 準(zhǔn)備資料，獨立構(gòu)圖

問題情境1：如圖3所示，將質(zhì)量m=2kg的一個鐵球從離地面H=2m高處由靜止開始釋放，落入沙地并陷入其中h=5cm深處，不計空氣阻力，g取10m/s2，求沙地對鐵球的平均阻力。

圖3

學(xué)生在必修1中已經(jīng)學(xué)會用牛頓運動定律和運動學(xué)公式解決問題，依然習(xí)慣用以前的方法。教師先讓學(xué)生嘗試運用習(xí)慣的思路來解題，放手讓他們解決問題。教師注意觀察學(xué)生的課堂行為，捕捉學(xué)生的解題思路。

學(xué)生在積極主動思考，每個人都在紙上寫、畫、修改，認真構(gòu)圖。教師從旁觀察，對學(xué)生的構(gòu)圖主要分為兩類展示，圖4是用運動學(xué)公式和牛頓運動定律解決問題，圖5是用動能定理解決問題。運用兩種方法所得結(jié)論相同，但動能定理相對簡單。

圖4

圖5

師：同學(xué)們利用所學(xué)知識運用了兩種方法，一題多解。

學(xué)生們學(xué)會了如何抓取有效關(guān)鍵信息，思維導(dǎo)圖幫助他們將知識的點、線、網(wǎng)以及面層層發(fā)散鋪開，把思維變得有序。在構(gòu)建導(dǎo)圖過程中，滲透了分析問題方法，訓(xùn)練了學(xué)生的邏輯思維，使得問題解決水到渠成。

師：請問情境1是屬于恒力做功過程還是變力做功過程？難易程度如何？

生：恒力做功，難度較小。

圖6

師：可見恒力做功問題不僅可用牛頓運動定律和運動學(xué)公式來解決，也可以用動能定理來解決，請思考以下問題。

問題情境2：如圖6所示，小球用繩系住，使其在光滑的水平桌面上繞中心軸做勻速圓周運動。當(dāng)拉力由F增大到8F時，圓周運動的半徑從r減小到r/2。在此過程中拉力所做的功為多少？

學(xué)生積極思考，熱烈討論，眼神透露疑問和不解。

師：情境2中是恒力還是變力做功？可不可以用功的公式直接求得？

生：變力做功，不能直接求，因為力隨位移非線性變化。

師：那么請同學(xué)們根據(jù)所學(xué)，結(jié)合交流討論，繪制思維導(dǎo)圖。

教師從旁觀察，適時展示多組同學(xué)的思維導(dǎo)圖，有問題的、有欠缺的、有正確的及相對完美的導(dǎo)圖，選出最優(yōu)思維導(dǎo)圖予以展示(如圖7)，進一步加深學(xué)生對變力做功問題的理解，表明運用動能定理解題的高效性。

圖7

4.4 合作探究，共建導(dǎo)圖

多過程問題可考查學(xué)生讀題、審題、分析、建模、推理以及運用數(shù)學(xué)處理情境問題的能力，基于情境的特點，教師可引導(dǎo)學(xué)生進行小組討論、合作探究，互動產(chǎn)生火花與共鳴，而后共建導(dǎo)圖，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。

圖8

問題情境3：如圖8所示，ABCD是碗式容器，容器內(nèi)兩壁AB、CD與底面BC的連接處是一段與BC相切的圓弧(銜接處無能量損失)，底面BC是水平的，其長度d=0.50m，容器邊緣離底面的高度為h=0.30m，在A處由靜止開始釋放質(zhì)量為m的木塊。已知容器兩壁是光滑的，而底面BC面與木塊間的動摩擦因數(shù)為μ=0.10，木塊在容器內(nèi)來回滑動，最后停下來，則停的地點到B的距離為多少？

師：該過程可分為幾個階段？來回滑動幾次怎么求？可以停在AB或CD上嗎？不能的話？停在哪里？請大家討論。

生：最終停在B、C之間，如停在AB、CD上則無法達到受力平衡。

師：請大家再思考，合作探究，以導(dǎo)圖形式呈現(xiàn)。

學(xué)生討論、沉思、辯論、交換構(gòu)思，在碰撞互動中升華，教師展示思維導(dǎo)圖(如圖9)。通過情境創(chuàng)設(shè)、問題驅(qū)動，促進自主建構(gòu)；通過合作探究，提升思維互動性；通過繪制思維導(dǎo)圖，促進深度學(xué)習(xí)。

圖9

4.5 總結(jié)鞏固，拓展延伸

本節(jié)課運用動能定理解決相關(guān)生活情境問題，從恒力做功到變力做功再到多過程問題，層層深入，符合學(xué)生認知發(fā)展規(guī)律。

教師通過對三種情境的分析，充分展示學(xué)生的導(dǎo)圖，并尊重學(xué)生成果，促進良好的生成。讓每一位同學(xué)感受導(dǎo)圖的實用性、多樣性，但不變的是知識的邏輯呈現(xiàn)，使學(xué)生掌握了運用思維導(dǎo)圖分析、解決問題的本領(lǐng)。

教師引導(dǎo)學(xué)生不斷完善運用動能定理處理生活情境問題的基本方法與思路。為后續(xù)運用動能定理解決連接體問題以及多個物體組成的系統(tǒng)問題做鋪墊。近幾年江蘇高考頻頻出現(xiàn)連接體、多過程問題，此類問題運用導(dǎo)圖分析較好。

通過對動能定理的初步運用，學(xué)生體會到其優(yōu)越性，即凡是不涉及求時間或加速度的，一般都可用動能定理，無需考慮細枝末節(jié)。思維導(dǎo)圖是問題解決的幫手，而問題解決是掌握知識的重要途徑。思維導(dǎo)圖教學(xué)比傳統(tǒng)的講述更有說服力，讓物理課堂生動、形象、有趣味。再復(fù)雜的問題都是一個個問題組成，再復(fù)雜的系統(tǒng)都是一個個物體組成，建立思維導(dǎo)圖，從點、線到面，多角度、多維度構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)體系，使問題解決有序推進，圖10是學(xué)生運用動能定理解決生活情境問題的思路分析。

圖10

5 結(jié)語

思維導(dǎo)圖應(yīng)用于習(xí)題教學(xué)可以促進學(xué)生積極思考，拓寬思維的廣度，延展思維的深度，還鍛煉了學(xué)生的動手作圖能力。思維導(dǎo)圖促進他們從宏觀系統(tǒng)層面去掌握知識的點、線及面，形成完整的知識網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生在分析情境時，往往對關(guān)鍵詞語、已知量、條件及未知量所涉及信息未能有效及時地抓取，導(dǎo)致無從下手。思維導(dǎo)圖可以幫助學(xué)生建立物理模型，發(fā)散科學(xué)思維，使情境可視化、直觀化、生動化，可以促進思維能力的提升。筆者進行了教學(xué)實踐，不僅將思維導(dǎo)圖融入習(xí)題教學(xué)，而且在其他課型上使用思維導(dǎo)圖，收效良好。