思维导图在培养中学生物理发散性思维中的应用探索

作者:唐　敏　杨　成

　　 摘 要：在中学物理的学习中，学生普遍存在着发散性思维欠缺的通病，文章介绍了发散性思维和思维导图，论证了思维导图运用的可行性，并通过实例探讨了思维导图的应用，在问卷调查的基础上，评价了思维导图在学生发散性思维培养中的应用。
　　关键词：思维导图；中学物理教学；发散性思维
　　中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1673-8454（2009）12-0058-04
　　
　　 在中学物理的教学中，物理教师经常有这样的体会：在初二物理上半学期的教学中，学生的成绩都很好，而在初二下学期时，有很多同学的物理成绩在下降，并且很多学生在初二下学期的学习兴趣也在下降，直接影响初三物理的学习。其中的原因是多方面的，但最重要的一点是因为初二物理上下学期教材内容体现的思维方式不同。上学期基本是一些现象性的知识，很多学生采取识记的形式来学习，下学期却跳跃到要运用发散思维的方式学习。学生由于没有快速地转变思维方式而备受困扰。
　　
　　一、发散思维概述
　　
　　发散思维又称“扩散思维”、“辐射思维”、“放射思维”、“多向思维”或“求异思维”等。它是由某一中心向不同方向、不同角度、不同层次辐射，从而引起许多新的信息，探求多种答案的思维，与聚合思维相对。发散思维是大脑在思维时呈现的一种扩散状态的思维模式，它表现为思维视野广阔，思维呈现出多维发散状。[1]
　　
　　发散思维具有流畅性、变通性、独特性等特点。流畅性就是观念的自由发挥，指在尽可能短的时间内生成并表达出尽可能多的思维观念以及较快地适应、消化新的概念；流畅性反映的是发散思维的速度和数量特征。变通性就是克服人们头脑中某种自己设置的僵化的思维框架，按照某一新的方向来思索问题的过程；变通性需要借助横向类比、跨域转化、触类旁通，使发散思维沿着不同的方面和方向扩散，表现出极其丰富的多样性和多面性。独特性所反映的是对问题新颖、独特的见解，代表发散思维的本质。[2]发散思维的三种特性是密切联系的，流畅是基础，变通是关键，独特是目标。发散思维通常采取的形式主要有下面几种方式：立体思维、逆向思维、侧向思维（旁通思维）、横向思维、多路思维、组合思维。
　　
　　
　　二、思维导图概述
　　
　　思维导图（Mind Map）是英国著名学者东尼·博赞（Tony Buzan ）在19世纪70年代初期创立的一种新型笔记方法，它以放射性思考为基础，是一个简单、高效、放射性、形象化的思维工具，能够全面调动左脑的逻辑、顺序、条例、文字、数字以及右脑的图像、想象、颜色、空间、整体思维，使大脑潜能得到最充分的开发，从而极大地激发人们的创造性思维能力，思维导图的关键就是：关键词、连线、图像和色彩。思维导图不仅可以用于做笔记，还在制订计划、内容复习、组织讨论等方面有用途。[3]
　　
　　三、思维导图运用的可行性
　　
　　发散性思维从一个点出发进行多维度的扩散，借助于事物进行丰富的联想来实现，它借助事物之间客观存在的联系打开思路，通过因果联想、相似联想、对比联想、自由联想等形式进行扩散。从中心主题出发，通过联想和发散，将头脑中的丰富的素材综合起来，并将这些想法组合起来，就构成了一幅思维导图，这种方式符合人脑的自然工作方式，体现了发散思维的特点。
　　1.两者的关系性分析
　　思维导图和发散思维具有很大的相似性，主要体现在这样几个方面（参见表1）。
　　2.思维导图在培养发散思维中具有的独特优势
　　东尼·博赞认为思维导图有四个基本的特征：（1）注意的焦点清晰地集中在中央图形上；（2）主题的主干作为分支从中央向四周放射；（3）分支由一个关键的图形或者写在产生联想的线条上面的关键词构成。比较不重要的话题也以分支形式表现出来，附在较高层次的分支上；（4）各分支形成一个连接的节点结构。
　　以上这些特点和发散性思维导图的结构性和功能性方面都具有很好的拟合作用，因此我们可以运用思维导图来进行发散思维的训练。
　　
　　
　　四、思维导图的应用
　　
　　思维导图的具体运用需要一定的条件，不同的使用者使用的目的不同，应用的手段也不同。
　　1.思维导图的应用手段
　　（1）纸和笔(黑板和粉笔)
　　思维导图最初的实现形式是在纸上来进行的，在绘制时要做到突出重点、使用联想、清晰明白、有自己的风格；在布局上要层次突出。因而在使用时可以应用不同颜色的笔（也可以使用不同粗细的笔画等）、数字或不同的图像来表现思维的层次和关联等。
　　在纸上一般的实现步骤是：先把主题用关键词或图像画在纸的中央，然后考虑和主题相关的次主题（次主题是主题的延伸或扩散），在次主题后罗列更为细节的要点，任何一个要点出现的时候，尽可能地将它用关键字的方式表达出来，并把它和最相关的次主题连接起来，在完成思维导图后，再用阿拉伯数字把它们标记出来。任何一个次主题都要用一种颜色来表示，如果可能的话，用图像来表达一个关键字，可以大大加深记忆。
　　（2）计算机
　　现在网上有很多思维导图软件如：MindManager、 MindMapper、 MindMan Personal、 Freemind、Inspiration、Visual Mind 等，通过计算机的鼠标或键盘的操作可以快速地实现思维导图的制作，计算机上制作的思维导图具有快捷、便利、利于修改、效率高等优点。
　　2.思维导图在中学物理教与学中的应用领域
　　对教师而言，可以将思维导图运用在教学系统的设计、教学方式的设计、计划的制订、题目的解答、经典物理实验方法的呈现、物理学家探究物理规律的过程、章节的复习、问题的讨论、知识的总结等，教师在使用时要充分发挥其主导作用，进行积极的引导，重点讲述知识间的联系并进行必要的发散，由于物理知识在学习的过程中都是分章节进行的，而在学习的过程中，知识是分散的，怎样将知识间的关联性阐述清楚，使得学生在总体结构上把握住知识的框架和重难点，形成发散性的思维，是学生学好物理分章节的一个重要的环节。
　　对学生而言，首先可以通过思维导图制订个人的学习计划，并在计划上标明顺序，将自己的目标作为出发点，然后分别列出为了达到这个目标而应该具备的条件，即分目标的制订，然后再根据为了达到分目标而应该采取的具体措施，进行层层分解，最后制订的计划思路非常清晰，任务非常明确；其次，可以通过思维导图总结章节内容，根据自己的思路整理出适合自己的思维导图；最后，还可以通过思维导图来进行问题的分析，如在具体解答一道物理问题时，从解答的问题出发，为了解决这个问题需要知道什么条件，题目中给出了什么条件，怎样把其它条件求出来，是否有其它更好的方法等。实质上，在做思维导图的过程中就是对发散性思维的一种训练和培养。
　　3.思维导图的应用实例
　　思维导图在应用的过程中，会显示出扩散的结构，下面以实例演示思维导图的结构和分析图，以初中浮力的求解公式为例，分别列出传统的板书和思维导图的板书，如图1所示。
　　 根据图1我们可以看到，两者的呈现方式是有差别的：首先在结构上，传统的呈现方式的结构层次是垂直的、扁平的、直线的；思维导图的结构层次是发散的、立体的、开放的；其次在功能上，传统的呈现方式顺序强，能体现知识的纵向联系；而思维导图的发散性强，既能体现知识的纵向联系，也能体现知识的横向联系，其结构明了，符合人脑思维习惯，易于理解，便于记忆。
　　
　　
　　五、思维导图应用的评价
　　
　　为了研究思维导图是否对发散思维具有作用，笔者选取了安徽省淮北市的一所中学进行半个学期的跟踪研究，试验的主要步骤是：介绍思维导图的原理及使用方法（前期）→运用思维导图教与学（中期）→后期调查评价，本次实验通过发放问卷进行调查研究，共发放问卷120份，回收112份，有效问卷105份，回收率93.33%，有效率87.5%，调查的结果如表2所示。
　　本次调查主要是从两个方面进行的调查，一是关于态度方面，另一个是从应用方面。
　　1.态度方面
　　根据表2可以看出，思维导图在教学中的应用是能够被89%的学生所接受的，而且有84%的学生认为思维导图可以给学习带来帮助，并且有88%的学生认为可以培养自己的的发散思维。这些数据表明学生是愿意使用思维导图的。
　　2.应用方面
　　在应用方面，学生主要是用纸和笔的形式（76%），这是因为在物理授课的过程中，主要是在传统的教室上课；学生运用思维导图主要是在知识的复习和笔记的记录；学生对思维导图的体会是思维导图能够很好地进行知识的建构、思维的培养以及便于知识的记忆；通过思维导图的运用，学生认为思维导图能很好地培养自己的分析综合能力和想象能力；但是在思维导图运用中也存在着一些问题，如关键词的提取、扩散的深度、内涵的体现等，这是因为思维导图只是一个运用的工具，是知识呈现的思维架构，使用者的认知基础和经验决定着思维导图的深度和广度。学生之间个体的差异，绘制出的思维导图也会有差异，可以通过小组讨论等方式来进行修正。
　　
　　六、结论
　　
　　思维导图既是一个学习和思考的工具，也是一种思维方式，一种放射状、开放式的发散思维方式。学习者可以通过运用思维导图突破习惯性的横向、纵向思考模式，培养发散性思维，通过上述的问卷调查可以看出，完全可以把思维导图运用到物理教学中，培养学生的发散性思维，通过不断的训练，进行优化教与学。