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脑科学揭示:大脑记忆的机制是将记忆信息编译为神经细胞之间连接,从而构成小的记忆网络。细胞及其突触的星型生理结构,决定了有效记忆的组织方式必然是结构化、网络化。正如布鲁纳认为:“结构的理解,能使学生从中提高他直觉处理问题的效果。”无结构的零乱的信息难以记忆与理解,当有秩序、有结构的信息忽隐忽现时,就会活跃直觉思维。物理学科的基本结构是指物理学的基本概念、基本原理和基本方法、观念以及它们之间的相互联系所构成的理论框架。心理学上的格式塔学派也认为:知识的整体由部分构成,但整体比部分之和的意义更大。要帮助学生理解物理概念和物理规律的内涵、外延以及它们之间的联系,将新知识纳入原有的认知结构;经常帮助学生建立起单元、章节以及全书的整体框架,使物理知识系统化,形成合理的物理学科的认知结构,积累组块思维的材料,进而提高直觉思维获得正确结论的概率。
什么是大脑的语言?东尼·博赞说:“大脑并不是用英语思考,也不是用中文思考,例如当一个人听到“苹果”这个词时,他的脑海里首先反映出的一定是一个苹果或者与苹果有关的图像。图像和联想才是大脑自己的语言。”而思维导图是用图像和联想进行思维的工具,它用文字将人的想法“画出来”。常言道:“千言万语不如一张图”,将知识和思想通过图的方式表示出来,可以大大增强人的思维能力。
思维导图的本质是一种思维工具,依据结构化的网络知识,可以帮助我们在解决物理问题的时候更好的理清思维。当然,必须以良好的基础知识为前提。
下面以一道物理电学题为例说明思维导图在物理解题中的用途。
已知:一台直流电动机,标有“24W,36V”字样,用多用电表测得它的电阻为2欧姆。问:当这个电动机满负荷运转的时候,它的效率是多少?
要解决这道题目,是不是很难呢?首先,这道题的条件里面谈到了电功率“24W”和电压“36V”,很容易就想到我们前面说过的公式:P=U×I。通过电功率P和电压U可以把电流I求出来:I=P/U。但光知道这么一个公式是不行的,因为题目不是问你电流是多少,而是问你“当这个电动机满负荷运转的时候,它的效率是多少?”怎么样才能计算效率呢?电动机在运转的时候,除了通过自身转动带动别的东西转动以外,电流本身也会产生一部分热量的消耗,要想算出它的工作效率,就必须把这个损耗减去。
 下面就用思维导图的思维路径,先找出关键词,展开联想,然后找出解题方法。这道题目的关键词是“电功率、电压、电阻、效率”,我们的思维路径如下:
 
怎么求热的损耗呢?热的损耗和电功率、电压、电阻有什么关系呢? 这个时候,我们就需要想到,P=U×I这个公式是“电功与电功率”这个部分内容的。这部分内容讲到,电做功有三种效应,一种是磁效应,第二种是化学效应,第三种是热效应。当想到“热效应”的时候,就明白了,热损耗的公式要到电能转化为热能的原理中去寻找,就能够想出解题需要的第二个公式“Q=I2Rt”。
这个时候,我们的知识体系图就发挥作用了,这一步的的思维路径是沿着体系图走的,路线如下:
 其中Q就是热量,也就是我们要求的热损耗。I是电流,R是电阻,t是时间。由于我们求的是效率,时间的长短不用考虑,电阻已经知道了:2欧姆。
 我们将电阻R代入第二个公式Q=I2Rt,求出热量的损耗率,然后再用额定功率减去热量损耗率,就求出了实际功率。再求出实际功率占额定功率的百分比,电动机的工作效率就求出来了。
 怎么样,利用思维导图是不是很简单?要具备这种能力,就必须掌握理清解题思路的方法。