思維導圖在培養(yǎng)中學生物理發(fā)散性思維中的應用探索
作者:唐 敏 楊 成
摘 要：在中學物理的學習中，學生普遍存在著發(fā)散性思維欠缺的通病，文章介紹了發(fā)散性思維和思維導圖，論證了思維導圖運用的可行性，并通過實例探討了思維導圖的應用，在問卷調(diào)查的基礎上，評價了思維導圖在學生發(fā)散性思維培養(yǎng)中的應用。
關鍵詞：思維導圖；中學物理教學；發(fā)散性思維
中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8454（2009）12-0058-04
在中學物理的教學中，物理教師經(jīng)常有這樣的體會：在初二物理上半學期的教學中，學生的成績都很好，而在初二下學期時，有很多同學的物理成績在下降，并且很多學生在初二下學期的學習興趣也在下降，直接影響初三物理的學習。其中的原因是多方面的，但最重要的一點是因為初二物理上下學期教材內(nèi)容體現(xiàn)的思維方式不同。上學期基本是一些現(xiàn)象性的知識，很多學生采取識記的形式來學習，下學期卻跳躍到要運用發(fā)散思維的方式學習。學生由于沒有快速地轉(zhuǎn)變思維方式而備受困擾。
一、發(fā)散思維概述
發(fā)散思維又稱“擴散思維”、“輻射思維”、“放射思維”、“多向思維”或“求異思維”等。它是由某一中心向不同方向、不同角度、不同層次輻射，從而引起許多新的信息，探求多種答案的思維，與聚合思維相對。發(fā)散思維是大腦在思維時呈現(xiàn)的一種擴散狀態(tài)的思維模式，它表現(xiàn)為思維視野廣闊，思維呈現(xiàn)出多維發(fā)散狀。[1]
發(fā)散思維具有流暢性、變通性、獨特性等特點。流暢性就是觀念的自由發(fā)揮，指在盡可能短的時間內(nèi)生成并表達出盡可能多的思維觀念以及較快地適應、消化新的概念；流暢性反映的是發(fā)散思維的速度和數(shù)量特征。變通性就是克服人們頭腦中某種自己設置的僵化的思維框架，按照某一新的方向來思索問題的過程；變通性需要借助橫向類比、跨域轉(zhuǎn)化、觸類旁通，使發(fā)散思維沿著不同的方面和方向擴散，表現(xiàn)出極其豐富的多樣性和多面性。獨特性所反映的是對問題新穎、獨特的見解，代表發(fā)散思維的本質(zhì)。[2]發(fā)散思維的三種特性是密切聯(lián)系的，流暢是基礎，變通是關鍵，獨特是目標。發(fā)散思維通常采取的形式主要有下面幾種方式：立體思維、逆向思維、側(cè)向思維（旁通思維）、橫向思維、多路思維、組合思維。
二、思維導圖概述
思維導圖（Mind Map）是英國著名學者東尼·博贊（Tony Buzan ）在19世紀70年代初期創(chuàng)立的一種新型筆記方法，它以放射性思考為基礎，是一個簡單、高效、放射性、形象化的思維工具，能夠全面調(diào)動左腦的邏輯、順序、條例、文字、數(shù)字以及右腦的圖像、想象、顏色、空間、整體思維，使大腦潛能得到最充分的開發(fā)，從而極大地激發(fā)人們的創(chuàng)造性思維能力，思維導圖的關鍵就是：關鍵詞、連線、圖像和色彩。思維導圖不僅可以用于做筆記，還在制訂計劃、內(nèi)容復習、組織討論等方面有用途。[3]
三、思維導圖運用的可行性
發(fā)散性思維從一個點出發(fā)進行多維度的擴散，借助于事物進行豐富的聯(lián)想來實現(xiàn)，它借助事物之間客觀存在的聯(lián)系打開思路，通過因果聯(lián)想、相似聯(lián)想、對比聯(lián)想、自由聯(lián)想等形式進行擴散。從中心主題出發(fā)，通過聯(lián)想和發(fā)散，將頭腦中的豐富的素材綜合起來，并將這些想法組合起來，就構(gòu)成了一幅思維導圖，這種方式符合人腦的自然工作方式，體現(xiàn)了發(fā)散思維的特點。
1.兩者的關系性分析
思維導圖和發(fā)散思維具有很大的相似性，主要體現(xiàn)在這樣幾個方面（參見表1）。
2.思維導圖在培養(yǎng)發(fā)散思維中具有的獨特優(yōu)勢
東尼·博贊認為思維導圖有四個基本的特征：（1）注意的焦點清晰地集中在中央圖形上；（2）主題的主干作為分支從中央向四周放射；（3）分支由一個關鍵的圖形或者寫在產(chǎn)生聯(lián)想的線條上面的關鍵詞構(gòu)成。比較不重要的話題也以分支形式表現(xiàn)出來，附在較高層次的分支上；（4）各分支形成一個連接的節(jié)點結(jié)構(gòu)。
以上這些特點和發(fā)散性思維導圖的結(jié)構(gòu)性和功能性方面都具有很好的擬合作用，因此我們可以運用思維導圖來進行發(fā)散思維的訓練。
四、思維導圖的應用
思維導圖的具體運用需要一定的條件，不同的使用者使用的目的不同，應用的手段也不同。
1.思維導圖的應用手段
?。?）紙和筆(黑板和粉筆)
思維導圖最初的實現(xiàn)形式是在紙上來進行的，在繪制時要做到突出重點、使用聯(lián)想、清晰明白、有自己的風格；在布局上要層次突出。因而在使用時可以應用不同顏色的筆（也可以使用不同粗細的筆畫等）、數(shù)字或不同的圖像來表現(xiàn)思維的層次和關聯(lián)等。
在紙上一般的實現(xiàn)步驟是：先把主題用關鍵詞或圖像畫在紙的中央，然后考慮和主題相關的次主題（次主題是主題的延伸或擴散），在次主題后羅列更為細節(jié)的要點，任何一個要點出現(xiàn)的時候，盡可能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，在完成思維導圖后，再用阿拉伯數(shù)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，如果可能的話，用圖像來表達一個關鍵字，可以大大加深記憶。
?。?）計算機
現(xiàn)在網(wǎng)上有很多思維導圖軟件如：MindManager、 MindMapper、 MindMan Personal、 Freemind、Inspiration、Visual Mind 等，通過計算機的鼠標或鍵盤的操作可以快速地實現(xiàn)思維導圖的制作，計算機上制作的思維導圖具有快捷、便利、利于修改、效率高等優(yōu)點。
2.思維導圖在中學物理教與學中的應用領域
對教師而言，可以將思維導圖運用在教學系統(tǒng)的設計、教學方式的設計、計劃的制訂、題目的解答、經(jīng)典物理實驗方法的呈現(xiàn)、物理學家探究物理規(guī)律的過程、章節(jié)的復習、問題的討論、知識的總結(jié)等，教師在使用時要充分發(fā)揮其主導作用，進行積極的引導，重點講述知識間的聯(lián)系并進行必要的發(fā)散，由于物理知識在學習的過程中都是分章節(jié)進行的，而在學習的過程中，知識是分散的，怎樣將知識間的關聯(lián)性闡述清楚，使得學生在總體結(jié)構(gòu)上把握住知識的框架和重難點，形成發(fā)散性的思維，是學生學好物理分章節(jié)的一個重要的環(huán)節(jié)。
對學生而言，首先可以通過思維導圖制訂個人的學習計劃，并在計劃上標明順序，將自己的目標作為出發(fā)點，然后分別列出為了達到這個目標而應該具備的條件，即分目標的制訂，然后再根據(jù)為了達到分目標而應該采取的具體措施，進行層層分解，最后制訂的計劃思路非常清晰，任務非常明確；其次，可以通過思維導圖總結(jié)章節(jié)內(nèi)容，根據(jù)自己的思路整理出適合自己的思維導圖；最后，還可以通過思維導圖來進行問題的分析，如在具體解答一道物理問題時，從解答的問題出發(fā)，為了解決這個問題需要知道什么條件，題目中給出了什么條件，怎樣把其它條件求出來，是否有其它更好的方法等。實質(zhì)上，在做思維導圖的過程中就是對發(fā)散性思維的一種訓練和培養(yǎng)。
3.思維導圖的應用實例
思維導圖在應用的過程中，會顯示出擴散的結(jié)構(gòu)，下面以實例演示思維導圖的結(jié)構(gòu)和分析圖，以初中浮力的求解公式為例，分別列出傳統(tǒng)的板書和思維導圖的板書，如圖1所示。
根據(jù)圖1我們可以看到，兩者的呈現(xiàn)方式是有差別的：首先在結(jié)構(gòu)上，傳統(tǒng)的呈現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)層次是垂直的、扁平的、直線的；思維導圖的結(jié)構(gòu)層次是發(fā)散的、立體的、開放的；其次在功能上，傳統(tǒng)的呈現(xiàn)方式順序強，能體現(xiàn)知識的縱向聯(lián)系；而思維導圖的發(fā)散性強，既能體現(xiàn)知識的縱向聯(lián)系，也能體現(xiàn)知識的橫向聯(lián)系，其結(jié)構(gòu)明了，符合人腦思維習慣，易于理解，便于記憶。
五、思維導圖應用的評價
為了研究思維導圖是否對發(fā)散思維具有作用，筆者選取了安徽省淮北市的一所中學進行半個學期的跟蹤研究，試驗的主要步驟是：介紹思維導圖的原理及使用方法（前期）→運用思維導圖教與學（中期）→后期調(diào)查評價，本次實驗通過發(fā)放問卷進行調(diào)查研究，共發(fā)放問卷120份，回收112份，有效問卷105份，回收率93.33%，有效率87.5%，調(diào)查的結(jié)果如表2所示。
本次調(diào)查主要是從兩個方面進行的調(diào)查，一是關于態(tài)度方面，另一個是從應用方面。
1.態(tài)度方面
根據(jù)表2可以看出，思維導圖在教學中的應用是能夠被89%的學生所接受的，而且有84%的學生認為思維導圖可以給學習帶來幫助，并且有88%的學生認為可以培養(yǎng)自己的的發(fā)散思維。這些數(shù)據(jù)表明學生是愿意使用思維導圖的。
2.應用方面
在應用方面，學生主要是用紙和筆的形式（76%），這是因為在物理授課的過程中，主要是在傳統(tǒng)的教室上課；學生運用思維導圖主要是在知識的復習和筆記的記錄；學生對思維導圖的體會是思維導圖能夠很好地進行知識的建構(gòu)、思維的培養(yǎng)以及便于知識的記憶；通過思維導圖的運用，學生認為思維導圖能很好地培養(yǎng)自己的分析綜合能力和想象能力；但是在思維導圖運用中也存在著一些問題，如關鍵詞的提取、擴散的深度、內(nèi)涵的體現(xiàn)等，這是因為思維導圖只是一個運用的工具，是知識呈現(xiàn)的思維架構(gòu)，使用者的認知基礎和經(jīng)驗決定著思維導圖的深度和廣度。學生之間個體的差異，繪制出的思維導圖也會有差異，可以通過小組討論等方式來進行修正。
六、結(jié)論
思維導圖既是一個學習和思考的工具，也是一種思維方式，一種放射狀、開放式的發(fā)散思維方式。學習者可以通過運用思維導圖突破習慣性的橫向、縱向思考模式，培養(yǎng)發(fā)散性思維，通過上述的問卷調(diào)查可以看出，完全可以把思維導圖運用到物理教學中，培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維，通過不斷的訓練，進行優(yōu)化教與學。
