論可視化教育理論與高中物理教學創新

汪銀盛

摘要：可視化教育簡而言之就是通過簡單易懂的概念圖、表格等特殊符號傳達知識，使學生能夠快速的接收并掌握基礎教育理論。可視化教育作為學習的特殊工具與高中物理結合，創新出新的教學方式，使學生們更加簡單有效的學習物理。

關鍵詞：可視化教育;高中物理;創新

引言：我國注重推行素質教育，尤其對高中生教育尤為嚴格。教育部門各專家積極響應，開發出新式教育模式，培養學生各方面綜合素質，在高中物理方面尤為突出。只有不斷創新教育模式，才能使物理綻放獨特魅力而長久不衰，在進行物理實驗時，只有簡單易懂的概念才能使實驗快速開展，可視化教育使學生在有趣輕松的環境下學習物理，激發物理興趣。所以可視化教育與物理教學結合尤其重要。

物理與我們的學習生活聯系密切，不僅可以解釋大量的自然現象，還可以開闊學生的視野。但是，物理作為高中各門學科中最難的課程之一，其對學生的邏輯推理能力要求極高，尤其是力學部分成為學生考試中失分率最高的部分。因此，目前很多學生對物理都是望而生畏，學習積極性較差。為此，近幾年我國在新課程改革過程中提出將高中物理作為重點改革對象，并提高了對物理教學的要求，明確指出要在完善教材的基礎上提高學生學習的主動性、邏輯思維能力以及實踐能力。

一、可視化教育

首先，思維可視化（Thinking visualization）是指運用一系列圖示或圖示組合把本來不可見的思維（思考方法和思考路徑）呈現出來，使其清晰可見的過程。被可視化的“思維”更有利于理解和記憶，因此可以有效提高信息加工及信息傳遞的效能，是一種有效教學（工作）策略。實現“思維可視化”的技術主要包括：學科思維導圖、模型圖、（考試規律模型、學科規律模型、思維方式模型）、流程圖、概念圖、魚骨刺圖等等;思維可視化教學是將這些思維可視化技術應用于整個教學過程（課前、課中、課后）中，以“多環節助力，全程化貫通”的方式提高教與學的效能。

（一）可視化教育出現背景

隨著經濟和科技的飛速發展，人們汲取知識的途徑不僅僅是依靠書本，由于書本中的知識過于繁瑣和復雜，多數學生利用網絡視頻、圖片等學習較為難懂的物理知識，教師也采用多媒體課件，播放實驗小短片，促進學生學習物理。 物理的抽象、晦澀、復雜，一度困擾學生，讓學生了解并運用物理知識則是老師們頭疼不已的事情。可視化教育是個教育專家通過嚴謹的實驗數據斷定的一種有效的學習方法。

在我國對教育越來越重視的情況下，可視化教學也逐漸替代傳統的教學模式。可視化教學是指在計算機軟件和多媒體資料的幫助下，將被感知、被認知、被想象、被推理的事物及其發展變化的形式和過程用仿真化、模擬化、形象化及現實化的方式在教學過程中盡量表現出來。在可視化教學中，知識可視化能幫助學生更好地獲取、存儲、重組知識，并能將知識遷移應用，促進多元思維的養成，幫助學生更好地關注知識本身的聯系和對本質的探求，減少由于教學方式帶來的信息損耗，提高有效認知負荷。

（二）可視化教育意義

可視化教育越來越成為學習的必要方式，在實行此教育方式后，使物理學的繁瑣知識簡化，更加方便學生理解，形象生動的展現物理知識，將復雜的過程形象化，不僅是學生簡單的學習物理，還可以提升物理的學習興趣，解決了老師們頭疼的一大問題。對學生而言，可視化教育不僅僅局限于物理教學，但卻是在物理中作用最為顯著的，可視化教育使學生全心意的投入到課堂學習中，直觀的感受物理課堂魅力，促進學生學習物理或是其他知識。

二、可視化教育與物理結合的實踐

（一）概念圖

概念圖運用廣泛，不僅在數學等理綜上看到，還可以在文科綜合中看到。概念圖是用來簡化復雜的知識而產生的，用過它能夠表達物理中的繁雜關系，想要學好物理，概念圖是必不可少的。概念圖可以幫助學生整理舊的物理知識并結合新的物理知識，而老師需要做的就是使學生形成系統的概念圖網絡，引導學生掌握重要知識點以便于自主創作概念圖。

（二）流程圖與示意圖

圖片是最為直觀的知識示意圖，可以充分表達知識點的意義，通過示意圖簡化文字內容，便于解釋物理知識，促進學生思維能力的發展。而流程圖則是利用線條理清學生思路，便于更加清晰的接受知識。

（三） 顏色直方圖法

顏色是描述圖像內容的最直接視覺特征。顏色直方圖統計了圖像中顏色的組成分布，即顏色及其出現的概率，計算簡便，具有放縮不變性、旋轉不變性，是目前較為常見的一種圖像特征可視化方式。例如在美術教學時需一組顏色相似的圖像，講解色調風格就可采用顏色直方圖方法，但該方法通過用線性數據結構存儲，忽視了顏色分布的空間信息，更適合刻畫圖像的顏色全局特征，通常缺乏對圖像中復雜目標對象本身的描述。與單純的圖像檢索不同，教育圖像可視化表征強調培養視覺素養，更關注圖像對象的教育認知與傳播作用，例如同類色調風格的美術作品存在不同的渲染模式，僅用顏色表征就存在疑問，因此，直方圖方法在某些情況下不能很好地滿足教育圖像可視化表征的實際需要。

結束語

可視化教育與物理結合創新出全新的教學方式，使學生能直觀的感受到物理知識的特色，激發學生積極性和創造性。運用可視化知識網絡對單一的知識點進行整合，以達到理想的物理教學方式來訓練學生的物理素質，這也是可視化教育的重要內容。

參考文獻

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