“思维导图”在高三物理实验复习中的妙用

“思维导图”在高三物理实验复习中的妙用
矿院附中夏红胜
在有关“友善用脑”的理论中，“思维导图”是学生进行复习整合知识的有力工具，而高三物理教学复习课，该如何利用“思维导图”使复习课取得“举一反三”的理想效果呢？下面就以实验复习课为例，简述在这方面的尝试。

高三实验复习总共两周十课时，却要复习十四个实验，而且还要兼顾实验原理和实际操作两方面，时间非常紧，如何做到省时、高效呢？的确需要教师开动脑筋，用科学的复习方法引领学生进行有效的知识整合。

我在上实验复习课之初确定的思路就是找出某些实验的共同点，分成几块进行复习。

首先拿出的第一块是“与纸带相关的实验”。

这部分实验考查的知识点涉及“加速度计算”和“机械能守恒”，而且计算量大，一直是学生的一个难点。

为了能够使这节复习课更有实效性，上课之前，我留给了学生几个问题：
1.高中阶段，我们在哪几个实验中用到了纸带？
2.从纸带我们能直接得到的信息有哪些？
3.总结近几年的高考题，你能发现什么？请把你的总结画成“思维导图”。

提出这几个问题的目的在于：①学生事先复习整理好已学知识可以节省课堂时间；②提醒学生总结纸带的功能；③引领学生通读高考题后能发现高考考查的重点是知识迁移能力，提醒学生要在这方面多下功夫，才能“举一反三”。

在上课时，学生带着这些问题来到课堂，也就使课堂教学更有针对性了。

学生自己总结画出的“思维导图”各式各样的都有。

我在此只选一个较好的展示（见下文所示框架图），并以此来说明上课时“思维导图”的用途。

上面的“思维导图”是通过学生讨论，教师引导等过程不断整理、完善得到的。

整个思维导图分为三部分。

每画出一部分，我便要求学生在自己已复习整理的相关习题中挑出与之对应的习题，这样就使上课不再只是教师为主体的讲题过程，而是学生为主体的整理、提高整合知识能力的过程，学生的积极性也很高。

下面就举几个学生选取的相关例题来说明整个的教学过程。

教学过程一：学生一致认为基本实验部分不必占用课堂时间复习，自己看书、整理就可以了。

这部分只进行了实验名称，纸带信息用途，相关知识点的回顾就一带而过了，耗时约5分钟；
教学过程二：重点落实纸带能反映出的信息整理。

教师结合学生的观点引导学生把信息寻找方向落在“看、量、算”三个方面，并给出下面相关例题进行落实：例1：在研究匀变速直线运动规律的实验中，小车拖动纸带运动，每秒50次打点的打点计时器，打出的纸带如图1所示，选出A、B、C、D、E五个计数点，每相邻两个计数点间，还有4个数据点未在图中标出，求：
①AE间平均速度V＝ m/s;
②C点的瞬时速度V C= m/s;
③小车运动的加速度a= m/s2;
④A点的瞬时速度V A= m/s
图1
学生从“看、量、算”三个方面落实纸带信息的获取方法，为下一步知识运用和迁移做好准备，此过程耗时约十分钟。

教学过程三：知识运用与迁移能力的培养―――教学重点
例2：（1997，上海）如图2中甲表示用打点计时器记录小车的运动情况，开始时小车在光滑水平玻璃板上运动，后来在薄布面上作匀减速运动，所打出的纸带如图乙所示，纸带上相邻两点对应的时间间隔为0.02秒，从纸带上可以确定小车作匀减速运动的初速度是，小车在布上运动的加速度是
图２
这道例题可以很好地体现用“看、量、算”三个步骤获取和运用纸带信息的方法，有了例1的铺垫，学生很快就得出了正确答案。

例3：（2003，江苏）实验装置如图3所示，一木板放在水平长木板上，左侧栓有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，木块右侧与打点计时器的纸带相连，在重物牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左作匀减速运动，图3给出了重物落地后打点计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的动摩擦因数μ，要求写出主要的运算过程，结果保留两位有效数字。

（打点计时器所用交流电的频率为50HZ，不计纸带与木块间的拉力，取重力加速度为g=9.8m/s2）
图３
此题考点为运用纸带信息间接求另外的物理量，纸带功能是求加速度，然后运用牛顿定律列式μmg=ma求动摩擦因数μ，是知识迁移中第一种题型。

例4：A、B两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光的位置如图4所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知（）A．在时刻t2及时刻t5两木块速度相同
B．在时刻t1两木块速度相同
C．在时刻t3和时刻t4之间某瞬时两木块速度相同
D．在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相同
（1）A、B两车分别做什么运动？
（2）设时间间隔为T，标尺上每小格的长度为d，则B车的速度为多大？
（3）A车在t2、t3、 t4…的速度分别为多大？
图４
此题属知识迁移能力培养中的第二种题型，纸带上的点已“变形”为闪光照片，帮助学生从更深的层次上认识纸带信息运用的灵活多变。

在实际的课堂教学中，学生对解答第二类知识运用题还是感到有难度，可见高三复习教学中对学生知识迁移能力的培养是非常必要的。

闪光照片的题是笔者在课堂上提出的，学生在总结纸带信息运用题型时都没有想到要列举这类题，但在完成前面的习题后，看到这道题学生很快就有了思路，指出可以把闪光照片类比于纸带上的点，并完善了“思维导图”。

总之，笔者在教学实践中认识到高三时思维导图的运用是不同于高一高二的，最主要的是因为高一高二时思维导图是由学生自己完成的，主要功能是学生自主复习的一个工具，而到了高三，思维导图的功能应转换为串联、整合知识的工具。

教师应该在精心备课的基础上通过课前、课中、课后三个环节指导、帮助学生针对每个知识复习模块形成一个统一的、完善的思维导图，并使之成为学生横向整合知识，培养自主复习能力的得力工具。

笔者在高三复习中的每个知识模块都注意引导学生运用这种复习方法，具体操作流程如下：
通过上述这个绘制“思维导图”的过程大大提高了复习课的效率，而且也提高了学生的自主复习能力，并使复习课成为把书变“薄”的知识整合过程，达到了“事半功倍”的复习目的。

这其中科学地运用“思维导图”的功能是至关重要的。