思维导图应用于物理学科的研究综述

第一篇：思维导图应用于物理学科的研究综述

思维导图应用于物理学科的研究综述

摘 要：本文主要通过对国内迄今为止思维导图应用于物理学科领域的现状研究，使广大国内学者及一线的物理教师对思维导图在物理学科方面的应用研究提供清晰的了解，促进思维导图在物理学科应用研究的发展。在对国内外两个最为权威的数据库进行有关思维导图应用研究学术论文的检索并分析的基础上，本文着重综述了思维导图在物理教学、物理学习、物理解题等方面的研究。方向。关键字：思维导图；物理学科；文献分析；内容分析； 在论述前人研究的成功与不足之处的基础上指明了今后思维导图在物理学科的研究

一、引言

思维导图（Mind Map）是上世纪60年代初期英国著名心理学家、教育家托尼·布赞（Tony Buzan）基于对脑神经生理科学的研究，类比自然万物放射性状，在分析了人们记笔记的习惯，以及在训练“学习障碍者”的实践中逐步形成的关于放射性思维及其图形表达的研究成果[1]。思维导图是一种学习者对特定主题建构知识结构的一种视觉化表征，是语义网络化的表示方法，是人们将某一领域内的知识元素按其内在关联建立起来的一种可视化语义网络[2]。它通过绘制图的方法，将人认知知识、解决问题和创新想象的思路、途径以及如何对它们进行配置有序地表达出来。最初它应用于记笔记，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]。思维导图作为一种思维工具，盛行于世界各国，被广泛地应用于学习、工作、生活的各个方面，其推广和应用给教育带来了积极的影响。让学生学会使用大脑，学会学习，学会思维是教育的目标之一，也是教育的出发点和归宿。用思维导图的创始人布赞说过的一句话“用思维导图你可以有效地提高记不记得效率、提升你的记忆力、增强你的创造力，并使你做事充满乐趣” [4]。也有学者认为思维导图使教师和学习者通过有助于视觉感官刺激的关键词、符号、颜色和联想意象等，增记忆力，进而有助于提高教学和学习的效率[5]。

进入21世纪一来，思维导图作为一种可视化的教学辅助工具，引起了许多学者和教师尝试利用思维导图对教育进行了探讨，以促进教育的发展。有关思维导图在教育领域的研究主要还是集中在基础教育的课程上。物理作为一门思维性较强的学科，将思维导图应用于物理学科教育真可谓恰到好处。

二、近十年思维导图在物理教育应用研究的论文发表情况

我通过中国知网进行了相关的论文检索，中国知网在国内可以说是公认的最大的数据库，所以在中国知网上面进行的中文论文的检索应该具有一定的代表意义。我在中国知网的检索窗口用“思维导图 物理”进行了检索，现就将检索的结果总结如下：按照文献的出版源来看，近十年有关思维导图在物理方面的应用期刊文献的总数量是8篇，硕士论文的数量是6篇，总共14篇。各类文献的数量随时间呈现持平的趋势，形势不容乐观。具体来讲，最早将思维导图应用与物理学科的是2007年苏州大学的教育硕士严灿云发表的《思维导图在物理学习中的应用研究》和同年湖南师范大学农村教育硕士罗涛涛发表的《运用思维导图优化中学物理课堂教学的研究》两篇文章，这也是年度相关硕士论文发表最多的一年。随后的几年里只有2008年河北师范大学的教育硕士孟祥东发表了《思维导图在高中物理综合复习中的应用研究》一文，2009年内蒙古师范大学教育硕士闫宇发表的《高中物理思维导图策略下的教学实践研究》一文，2010年上海师范大学的教育硕士王伟红发表的《新课程背景下思维导图在高中物理教学中应用的实践研究》一文，2011年无人发表，2012年华东师范大学的物理课程与教学论的王晨发表了《基于思维导图的物理师范生课堂教学设计能力的研究》一文。其中有闫宇、孟祥东、严灿云、罗涛涛等四人的硕士学位论文获得了中国优秀硕士学位论文，占中总数的66.7%，虽然相关的硕士论文并不多但其质量还是比较可观的。期刊论文的年度分布2008年张武威等、陈冲发表2篇，2009年张武威等、唐敏等发表2篇，2009年刘益发表1篇，2010年闫宇发表1篇，2012年陈太喜发表1篇。其中只有2篇发表在核心期刊上，其他的期刊的影响因子基本不足0.5，其质量并不高，作者大都是一线教师，可能的原因是作者的理论层次不高，急功近利等等。

三、思维导图物理教育应用研究所采用的研究方法

研究方法的科学性决定了该研究的学术价值，“科学研究的方法应体现实证研究结果的标准和过程，证明所得出的结论与现实世界正在发生或已经发生的事情相吻合” [6]。“实证”意味着所得出的研究结论应基于现实世界的数据，而非基于个人逻辑推理或思辨所得出的结论[7]。本研究对近十年的思维导图在物理教育的研究所采用的方法以定性、定量和定性定量混合的研究方法进行统计分类。从总体看来，思维导图在物理学科领域的应用研究已经基本突破了个人的思辨性传统研究方式，基于科学研究方法的研究已经崭露头角。期刊文献全都是个人的思辨性研究，而硕士学位论文恰恰相反，全是定性定量混合的研究方法。在所有的研究中可以看出一种共同的研究思路：先介绍思维导图的相关知识，包括定义，渊源，特点，制作方法，然后放到具体的学科教学中，并给出相关导图事例，然后得出可以提高教与学的效率的结论,从而证明思维导图是一种有效的教育手段。[8-12]在教学法的探索上，由于思维导图主观性强，构图随意，对知识系统的表述能力弱于概念图，加之应用领域广泛，表达丰富等特点，[13]使得它具有较强的兼容性，可以与其它教学手段整合，互通有无，于是出现了思维概念图[14]，KM教学法[15]等新的教学方法。

四、研究结果与讨论

4.1思维导图应用于物理教学

思维导图应用于物理教学的相关研究的数量比较多，大部分是一线教师根据自己的教学经验，在思辨的基础之上将思维导图应用于物理教学之中。其研究论文的篇幅较小，质量不高，对理论的认识不够透彻，缺少理论创新，对实践的指导意义不大。只有少量的硕士学位论文研究是具有一定的研究价值，唐敏、杨成的《思维导图在培养中学生物理发散性思维中的应用探索》(《中国教育信息化·基础教育》2009年第6期)[16]在理论方面系统地介绍了发散性思维和思维导图，证实了思维导图在物理学科教学运用的可行性，通过实例探讨了思维导图的应用，在问卷调查的基础上，对思维导图在学生发散性思维培养中的应用做出了自己的评价。闰宇发表的《高中物理思维导图策略下的教学实践研究》[17]也是整合思维导图和物理学科教学。这两篇论文都是在详细介绍思维导图的理论基础之上，论证了它的实用性，又加以自己在实习学校的实践应用，有被试学生自做的思维导图，充分的证明了思维导图在物理教学的应用使学生的学习行为有了转变；学生的认知结构得到了优化，学生间的协作能力有所提升，教师的观念发生了变化。

4.2思维导图应用于物理学习

陈冲的《思维导图在高中物理学习中的应用》(《福建论坛(社科教育版)》 2008年第12期)[18]，作者尝试把思维导图策略融入到物理学习中。她在文章中首先阐述论证了思维导图用于物理学习的可行性，然后在分析了中学生物理学习策略的使用现状和叙述思维导图学习策略理论基础的基础之上，介绍了思维导图在物理学习中的应用途径，进而加以实践研究对思维导图在物理学习中的应用作了验证。最后的结论是通过思维导图在物理学习中的应用实践，学习者能运用科学的思维方式解决学习问题，高学习兴趣和效率。4.3思维导图应用于物理解题

张武威，黄宇星的《思维导图”在物理学习“解决问题”中的应用探究》[19](《曲阜师范大学学报(自然科学版)》2008年第4期)，文中针对“思维导图”具有“思维导图”具有“树状”结构的可视化“图式”功能，对培养学习者发散思维能力具有一定的作用。主要针对“思维导图”具有“图式组织者”、“图式思维导航”、“图式脚手架”等作用，应用在基于“解决物理问题”探究学习中，对建构“问题图式”是一种有效的学习方式。[20] 孟祥东在《思维导图在高中物理综合复习中的应用研究》一文中试图将思维导图应用于高中物理总复习，作者先同前人一样介绍了思维导图的基础理论，在论证了思维导图与物理总复习的整合之后进行了实践研究，作者还另附了自己时间研究的一些实证材料，有力地证明了思维导图在物理总复习过程中的积极作用[21]。

五、国内研究思维导图在物理教育领域的应用存在的问题

(1)思维导图在物理学科的研究相对于其他学科较少，在为数不多的研究中其理论重复较多，创新较少。很多理论研究文章，大都是东拼西凑理论，而不是从实践中总结提炼出理论，理论研究起不到对应用思维导图的实践指导作用。(2)期刊文献质量不高，只有张武威、黄宇星发表在《电化教育研究》的《“思维导图”应用于“物理解题”的探究》[22]]为核心期刊的一篇文章，其他研究成果发表的期刊的影响因子都低于0.5，其信度和效度较低。应用研究中教学研究方法不科学，仅仅是一种教学经验的总结，没有突破个人思辨的局限，研究模式单一。

(3)缺少对思维导图在物理学科领域应用评价的研究。所有的文献中只有两篇论文涉及思维导图的学习效果评价，但不涉及对图的评价和对构图活动的评价。从研究角度来看，只有加强对思维导图制作的评价的研究，才能提高研究的质量和效果。

(4)有关思维导图能否激发学生的学习兴趣、思维导图能否提高学生的学习成绩，对学生学习能力是否有明显提高方面有很少的研究成果。但是，在物理学科教学中结合学科特点具体“如何实施”的研究极少。对于怎样根据物理学科特点指导学生制作适合物理学科的思维导图和如何教学生通过制作思维导图学会学习、提高学生的思维品质等方面的研究尚待加强。

（5）国外研究借鉴过少，这在很大程度上限制了国内相关研究的进展。思维导图本就是英国的心理学家、教育家托尼·布赞（Tony Buzan）所创，传入我国也只有十来年的历史，其在国外的发展的深度与广度都远远超过了国内，盲目的封闭式研究只能造成闭门造车的残局。

六、结语

在前人研究的基础上，针对上述的研究问题，对以后的研究提出以下建议:在作思维导图的相关研究之前一定要深入学习思维导图的深层次内涵，以加深对思维导图本身的理解；学术研究应与国际接轨，不可只顾国内的研究情况而盲目研究；思维导图作为一种可视化的教学辅助工具，应该在论证其实际作用之时对如何操作作详细的介绍；思维导图在物理学科领域的研究目前只处于起步阶段，更深层次的研究还需要后人继续来做。参考文献

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第二篇：思维导图应用于学科教学

思维导图应用于学科教学

思维导图（Mind Maps）是20世纪60年代由英国人东尼·博赞发明的一种基于放射性思考的，图文并茂的笔记形式（以下均称之为‘博赞思维导图’）。

思维导图在学科教学应用中的发展

自上世纪八十年代思维导图传入中国内地，最初的确是用来帮助“学习困难学生”克服学习障碍的，但后来主要被工商界（特别是企业培训领域）用来提升个人及组织的学习效能及创新思维能力，在学科教学方面的应用反而发展缓慢。那么，为什么这种最初为帮助学生提高学习效能而发明的方法，历经50余年，却还没有被广泛地运用到学校教学中去呢？华东师大刘濯源教授带领的思维可视化研究团队，历经十五年的研究及实践，得出的结论是“博赞思维导图”并不适合直接应用于学科教学。因为“博赞思维导图”过于强调“图像记忆”和“自由发散联想”而非“理解性记忆”和“结构化思考”。对于抽象思维能力较差的学生，“图像记忆”的确可以帮助他们提高“把知识记住”的效率，但却无法加深他们对知识的理解，属于一种浅层的学习；另外“自由发散联想”具有天马行空，对思维不加控制的特点，更适合用于“头脑风暴”式的创意活动，而不适合用于学科知识教学，因为任何学科知识都是有其内在逻辑及固定结构的，由不得你胡思乱想。基于学科知识的特性，学科教学必须强调“理解性记忆”和“结构化思考”，而且随着学段的升高，知识会越来越抽象和复杂，这就更加要强调“理解的深度”而非“记住的速度”。也正是基于这种原因，思维可视化研究团队才把概念图（由美国康奈尔大学的诺瓦克博士提出）、知识树、问题树等图示方法的优势特性嫁接过来，同时将结构化思考、逻辑思考、辩证思考、追问意识等思维方式融合进来，把“博赞思维导图”转化为“学科思维导图”。因为“博赞思维导图”是一种思维可视化的方法，却不是思维可视化教学的方法，而适合运用于学科教学的是“学科思维导图”——强调“理解性记忆”和“结构化思考”的图示方法。作为一种“基于系统思考的知识建构策略”已被全国五百多所课题实验学校引进，并在教学实践中取得显著成效。

应用于学科教学的思维导图品质标准

刘濯源教授带领的思维可视化研究团队在15年的研究与反复总结经验的基础上制定了《学科思维导图品质管理十二条标准》（如右图）。

 形的6条标准

“一图一中心，主题要突出”是指一张学科思维导图只能有一个中央图，不能多中心；主题要明确，不能又想说东，又想说西。

“主干不超七，记忆好管理”是指一般学科思维导图的主干最好不超过七个，因为人脑同层级记忆宽度大概是“7±2”，超过7个容易乱，但主干也不宜过少，那样说明思维的广度不够。

“层级三至五，宏观到具体”，层级主要指思维深度，根据15年的研究发现，三到五层最好，层级过少知识处理不到位，层级太多容易跑题。

“易读信息大，导线须转平”，学科思维导图的内容比一般思维导图的信息量大，因为它的主要功能是对知识的深加工和理解而不是强调记忆。

“关键词精准，增减都不行”，优质学科思维导图的关键词要精练到增一字多余，少一字不明，绝不能是大句子，因为罗列句子并没有启动思考。

“色域区分明，一眼就看清”指要用不同的颜色将知识模块进行区分，达到一目了然的效果，在“忆图”时也可以根据颜色来进行回忆。

 “神”的6大意识

“目标意识”，画学科思维导图目标要清晰。比如一篇课文，要解决哪几个问题？可用“识读”消灭字词，“理读”理清文章结构，“品读”欣赏里面精美的词句等。

“问题意识”，这是绘图的关键，学科思维导图的展开一定是由问题引导的，小疑则小进，大疑则大进。淘金式发问就是不断追问的递进式思考。

“要素意识”指什么样的体裁就要提什么样的要素，比如说明文，其要素就是说明对象、对象特征、说明顺序和方法。记叙文的要素是时间、地点、人物、事件的起因、经过、结果等。“层级意识”指同层级及上下级之间的逻辑关系要合理，不鼓励个性化的随机发散。

“对象意识”是指画学科思维导图要分学情、分学段、分对象，不能过于艰深，也不可浅薄，要符合学生的思维发展规律。

“规律意识”强调一张优秀的学科思维导图，一定要把考试规律（题型意识、考点意识、解题策略）和学科规律融入学科思维导图之中，只有这样，才是对提升学生学科水平有用的。

绘制思维导图的步骤非常简单，刘濯源教授编了一个口诀来帮助大家记忆：“一画中央图，主题要突出；二画图主干，大项要列清；三把分支画，细节辨分明；四将图画完，浏览作补充”。学会画图并不难，但刘教授常说“功夫在图外”，学科思维导图的品质不只是由画图的技巧来决定的，而是由绘图者的思维品质和学科功底来决定的，为图而图，忽视图背后的思考方法，是舍本逐末。因此，教师要绘制出高品质的学科思维导图，必须要有意识地发展自己的逻辑能力（如概括、判断、推理、分析与综合等），学习有效的思维方法（如发散、聚合、递进、转化、辩证等），另外对学科内容的深入探究也是重要基础。

思维导图在学科教学应用中的分型

 归纳型学科思维导图 归纳型学科思维导图的主体思维方式是由外向内，由具体到抽象的“聚合思维”，在教学中多用于知识归纳，将知识结构化，更利于理解性记忆。（应用实例如图）

 创作型学科思维导图

创作型学科思维导图的主体思维方式是由内向外，由抽象到具体的“发散思维”，应用于写作或创意，绘图时进行结构化的发散思考，可快速突破思维局限，发现新观点和新途径。（应用实例如图） 分析型学科思维导图

分析型学科思维导图的主体思维方式则是“发散+递进”思维，在教学中多用于阅读和解题，梳理文章结构和线索，分析题目，理清解题思路。（应用实例如图）

在学科教学应用中，无论应用何种类型的学科思维导图，都包括提要素，理关系，建结构等重要思维过程。

第三篇：学科思维导图

学科思维导图

学科思维导图的概念是由华东师范大学现代教育研究所思维可视化教学实验中心刘濯源主任提出来的，它与有别于当前被广泛传播的博赞思维导图（由英国人东尼·博赞发明），博赞思维导图主要强调放射性思维而学科思维导图则更强调结构化思维。虽然放射性思维与结构化思维都呈现出从中心向四周层层发散的思考形式，但本质却有很大不同。

博赞思维导图的放射性思维比较主张自由发散联想——围绕一个思维原点想到什么就写上什么，不太要求概念与概念之间的逻辑关系，想到即合理；而学科思维导图的结构化思维则强调概念与概念之间的逻辑关系，而且要求每个概念之间必须要有清晰明确的逻辑关系，才能用引导线将其连接起来，不能有没理由的连接。所以博赞思维导图的绘制更随意，更自由，可天马行空，不受约束，学起来更容易，而学科思维导图的绘制更严谨，更规范，必须要按学科本身的结构、规律、特点来绘制，对绘制者的逻辑思维能力及学科功底有较高的要求。

也有人认为所谓“学科思维导图”其实是“概念图”（由美国康奈尔大学的诺瓦克博士提出），因为“概念图”也特别强调“概念”与“概念”之间的关系。但刘濯源认为

学科思维导图与博赞的思维导图及诺瓦克的概念图都有联系又都有区别，在形式上更像博赞的思维导图，而在内在联系上则更像概念图，因为学科思维导图确实采用了博赞思维导图的形式，而在内涵上则融入了概念图的逻辑思维理念。当然，学科思维导并不仅仅是博赞思维导图与概念图的简单结合，它还要求与具体学科的知识结构、发展规律及思维特点，甚至教学大纲及考试大纲结合起来。

为什么要提出“学科思维导图”的概念？

为什么要提出“学科思维导图”这一概念呢？刘濯源说：“因为博赞思维导图并不直接适用于学科教学！”自上世纪九十年代博赞思维导图传入中国，很多思维导图爱好者开始在各领域进行应用尝试，其中在企管培训领域传播的最为广泛，后

来在教学领域也有不少应用实践及研究，思维导图在中国越来越热。作为中国最早的思维导图应用研究者，刘濯源说自己曾经是博赞思维导图的忠诚拥趸，但随着教学实践的深入展开，他逐渐发现博赞思维导图所倡导的“自由发散式”思考并不适合学科教学，因为任何一个学科都有自己严格的知识结构及规律，不尊重学科本身的特点，想到什么就画什么是行不通的。而目前社会及网络上大量传播的思维导图基本上都是博赞思维导图而非学科思维导图，所以用在教学上效果并不理想！

基于以上原因，华东师范大学现代教育技术研究所思维可视化教学实验中心在刘濯源主任带领下对思维导图如何在教学领域有效应用开展了深入的系统研究，最终提出了“学科思维导图”的概念，使其成为“思维可视化教育体系”中一个比较重要的教学工具。２０１１年该团队的“思维可视化技术与学科整合的理论与实践研究”获国家教育技术“十二五”重点规划课题立项，到２０１２年底已有近百所中小学参与了该课题的实践研究。

如何绘制高品质的“学科思维导图”？

与博赞思维导图不同，学科思维导图非常强调概念之间的逻辑关系，因此要绘制出高品质的学科思维导图必须从逻辑思维训练入手，然后再结合各学科的知识结构及发展规律进行训练，如果想要运用学科思维导图来快速提高成绩，还要把考试规律及解题策略等融入学科思维导图。例如绘制数学学科思维导图就必须从深度解析数学概念开始，理清数学概念中的要素及要素之间的关系，明确数学概念的本质，并将数学公式、定理、母题、子题联系起来，才能起到加深理解的效果。

应用“学科思维导图”是搞应试教育？

由于学科思维导图与有效教学和提高应试能力紧密联系，所以有些专家也提出“学科思维导图是超级应试工具，推广学科思维导图就是在搞应试教育！”的说法。刘濯源主任并没有直接反驳这种说法，他说这种说法有一半是对的，学科思维导图确实可以用来提高学生的应试能力，也的确出现很多这样的案例。但提高应试能力与搞应试教育不是一会事，应试能力主要是逻辑思维能力而应试教育主要是指“死记硬背”和“题海战术”。搞应试教育是应该反对的，而通过逻辑思维能力开发训练来提高学生的应试能力则无可厚非，甚至是应该提倡的。

第四篇：把思维导图法应用于化学教学

化学学科半文半理，集文理之精华，得天独厚，要想学好，并非易事。所以需要有一定的方法和技巧。

下面要讲的，就是思维导图法。

当学习或实践某个领域一段时间之后，你会建立知识体系，在这里使用思维导图关联原有的观念和新的知识建立起 联系，不断地进行知识点的联结、组块和结构化，从而建立了完整的知识结构，在使用时只需将各个分支上的知识点勾连、扩散、放大即可。

第五篇：语文思维导图

语文思维导图

语文能力最重要。重要到你无时无刻不能离开，你无时无刻不能不用。语文是关于语言理解和运用的课。听、说、读、写的语文能力，生活离得开吗？各科的学习离得开吗？语文是基础课中的基础。学好语文，是每个学生最优先考虑的问题，是各科学习的重中之重。有效的利用语文思维导图可以帮助我们更好的学习语文。

学会快速阅读。阅读技能并不是指能简单地读，而是指在阅读的同时能思考，在思考的同时能阅读的能力，是指能够根据文章的不同的文体、内容、表现形式迅速分清文章主次、把握书中内容的一种技能（做到这一点不容易，但非常重要）。这就要求学生必须多读书，注意了解不同阅读材料的特点和阅读技巧，加强读思结合，并且有意识地加快阅读速度，逐渐形成阅读技能。只有系统的学习才能打牢自己的知识根基，形成较为完整的知识架构，形成联系紧密、调动迅速的知识网络，才能有在此基础上的对知识的运用自如，才能有创造和创新。们现行的小学、初中、高中语文教材在现时说来，就是一套比较系统的教材。语文学习首先就要把这套教材学习好，掌握好，利用好。这个完整的知识系统需要靠自己的努力、老师的引导、同学的切磋，一个长期的过程才能掌握好。这个系统的学习事我们整个语文学习最主要的内容。其次，其他各科的教材也都自有它们完整的系统，对其他各科知识系统的掌握其实也都是语文学习的内容。语文学习的内容是无所不包的，语文学习的外延和生活的外延相等，语文学习的内容和整个学习的内容相等。另外，你还可以系统地读一些书，以期对某一科、某一类有完整的系统的了解。例如系统读一些历史的、哲学的等等方面的书。

这样长期以来，你才能有深厚的语文功底，深厚的文化底蕴。阅读，洞明一切；写作，有思想，有文采。你首先有系统学习的意识、意向，然后有系统学习的行动，才能达到理想的目标。