運用可視化教學強化高中物理課堂實踐活動分析

摘 要：物理課程是高中課程教學領域的重要組成部分，與我們的實際生活聯系密切，但高中階段的物理知識過于深奧，也十分抽象，對很多學生而言，學習起來很吃力。教師通過運用可視化教學，能有效地降低學生學習的難度，提高課堂教學的有效性。文章將簡單分析可視化教學及其在高中物理課堂教學實踐活動中運用的必要性，并在此基礎上分析探討可視化教學在高中物理課堂實踐活動中的具體運用，以供相關教師參考。

關鍵詞：高中物理;課堂實踐活動;可視化教學;運用策略

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 收稿日期：2019-12-06 文章編號：1674-120X（2020）18-0098-02

一、引言

高中階段的物理相比初中階段的物理，在概念和知識方面更加深入，內容更加復雜，也更加深奧。在實際教學中，教師不僅要幫助學生理解并掌握基礎的理論知識，還要培養他們推理新知、論證概念等探索的能力，并幫助學生學會利用學習到的知識解決實際生活中的問題。而要想達到這一目的，教師必須轉變思維，積極運用可視化的教學方式，借助現代信息技術，通過為學生創設真實、恰當的教學情境，將抽象、枯燥的物理知識直觀、形象、具體、生動地呈現在學生面前，激發學生學習的興趣，降低他們學習的難度，并促使學生自覺發揮主觀能動性，積極分析問題并解決問題，提高實踐應用能力。

二、可視化教學的簡述

（一）可視化

可視化，在英語中被稱為“Visualization”，是指利用計算機信息技術的圖形學與圖像處理技術，將一系列數據轉換成相應的圖形或者圖像，然后展示在屏幕上，并以此進行交互處理的理論、方法和技術。可視化技術涉及計算機信息技術的圖形學、圖像處理、視覺等諸多領域，日益成為研究數據表示、數據處理及決策分析等一系列問題的綜合技術。

在實際生活中，運用可視化技術具有如下重要意義：

首先，可以幫助人們展現事物的全貌。當前，在人們的學習或工作中，很多討論的主體都會涉及多種不同的元素，而且其中的某一個元素還可能影響到其他不同的元素，如果不借助可視化技術展示其全貌，就無法進行有效的探討。其次，運用可視化技術，能幫助人們增強理解，這樣能方便人們之間的探索和對話交流。再次，運用可視化技術能將復雜的事物簡單化，從而幫助人們強化審視。最后，運用可視化技術還能幫助人們處理異議：在實際生活中，當人們進行某種問題的討論時，經常會出現意見分歧。這時候人們借助可視化技術，將自己的觀點形象地展現出來，可消弭爭端。

（二）可視化教學

可視化教學就是指在教學中，教師借助計算機信息技術將原本枯燥、抽象的文字轉化成形象、生動、具體的圖形或圖像開展教學的方式。在教學中運用可視化技術，能有效地激發學生學習的興趣，同時降低他們學習的難度，從而為高效課堂教學的構建奠定堅實的基礎。

三、在高中物理課堂中運用可視化教學的必要性分析

雖然課程改革已經不斷深化，且我國已開始全面實施高考制度改革，但在實際教學中，仍有很多高中物理教師受傳統教學理念的影響，繼續采用“填鴨式”的灌輸教學模式，仍然以自己或教材為中心，局限于書本上的知識的講解，只追求教學的進度和學生的成績，往往忽略了學生的實際學習需求，也忽略了《普通高中物理課程標準（2017年版）》指出的教學理念和目標。高中階段的物理知識過于抽象，部分學生學習起來較吃力，如果教師依舊采用知識灌輸的教學模式，會嚴重削弱他們學習的積極性，進而導致他們因跟不上教師教學的進度逐漸失去學習的熱情和信心。而教師采用可視化教學，能使高中物理課程中深奧、枯燥以及抽象的知識變得更加直觀、生動。這不但能激發學生的學習興趣，還能有效地降低他們的學習難度，并幫助學生逐步構建自身的知識結構體系，同時還能拓展學生的思維，開闊他們的視野，從而有效地培養與提高學生的物理核心素養，提高課堂教學的有效性。因此，在高中物理課堂教學實踐中，運用可視化教學是必要的。

四、運用可視化教學強化高中物理課堂實踐活動的策略

（一）科學地創設教學情境

在高中物理教學中，運用可視化教學來創設教學情境是最常用也是最有效的一種方法。眾所周知，高中物理課程中涉及諸多概念，且很多概念都比較相似，學生極易將其混淆。所以，在理論教學中，教師可以借助交互式電子白板為學生展示具體的生活事物或思維導圖，以此為學生創設適宜的教學情境，讓原本抽象的物理知識變得形象、具體、可感，從而降低他們學習的難度，加深他們對知識的理解，從而提高教學效率。例如，在學習魯教版高中物理必修2第一章“功和功率”的知識時，學生常常無法快速、準確地掌握“功”“能”“功率”的知識，甚至還經常出現混淆的現象。教師就可以通過整合這一章的內容，將其制成可視化的思維導圖（見圖一），幫助學生建立相應的知識結構網絡，從而促使他們扎實地掌握相應的物理知識，進而培養學生的物理核心素養，促進學生的全面發展。

實驗教學是高中物理教學的重要組成部分，且在高中物理教學中占據著十分重要的地位。但我國部分地區的高中學校的物理實驗條件不夠完善，無法開展一些對實驗器材、操作方法及外部條件具有嚴格要求的實驗。針對這一問題，教師可以借助多媒體設備，進行演示實驗，借助虛擬現實技術，為學生創設實驗情境，讓學生清晰地感受到整個實驗過程，從而幫助他們理解相應的實驗原理，并掌握實驗中所涉及的物理學知識。例如，在魯教版高中物理必修2第六章“相對論與量子初步”第一節“高速世界”涉及了幾個實驗，因其運動速度極快，單憑肉眼很難捕捉到其運動的過程。這時候，教師就可以借助多媒體設備，用慢放的方式將物體高速運動的過程呈現給學生觀看，讓學生在慢鏡頭下細致地觀察物體高速運動時的實驗效果，這對學生理解并掌握相應的物理知識具有極大的幫助。教師通過運用可視化教學技術，能讓實驗教學變得更加生動、直觀，能幫助學生更快、更好地理解并吸收實驗背后的物理知識和原理，并借助實驗現象在腦海中建立清晰、直觀的印象。這有助于學生構建自身的知識網絡，促進物理核心素養的形成與提升，進而為未來的全面發展奠定堅實的基礎。

（二）加強教師的指導

正如筆者在前文所說，高中階段的物理知識比較深奧，也比較抽象，學生學習起來有一定的難度。而且，高中生因受到種種因素的影響，物理基礎有較大的差異，學習的興趣和愛好也各不相同。所以他們對教師講解的物理知識的理解和掌握程度也有一定的差異。因此，高中物理教師要想運用可視化教學來強化課堂實踐活動，提高課堂教學的有效性，并培養學生的物理核心素養，還必須在可視化教學中加強指導和點撥，為學生指明學習的方向，幫助他們更快、更好地理解并掌握相應的物理知識，這樣才能促進每一個學生在可視化教學中學習到相應的知識，并逐漸提高自己。例如，魯教版高中物理選修3-1第四章“閉合電路歐姆定律和邏輯電路”涉及測定金屬絲的電阻率、描繪小電珠的伏安特性曲線以及測電源電動勢等實驗。這三個實驗都會運用到伏安法，也都會運用到電流表、電壓表和滑動變阻器等元件，很多學生在做這幾個實驗時，往往會弄混淆，甚至屢屢出錯。因此，在進行這幾項實驗時，教師可以借助思維導圖對這三個實驗進行整合，讓學生更清晰地了解并掌握相關的試驗方法。（見圖二）

（三）對學生進行積極的評價

在課程改革的背景下，新課標明確指出要對學生進行積極的評價，幫助學生樹立學習的自信心，從而促進他們的發展。因此，在開展可視化教學過程中，教師必須對學生進行積極的評價，特別是對學困生，教師必須關注他們的每一點進步，并認真分析他們身上的閃光點，進行積極的評價，鼓勵他們再接再厲，從而讓這些學生獲得成就感，逐漸樹立學習的自信心，進而促進他們學習成績的提高，促進他們物理核心素養的發展。

五、結語

綜上所述，在高中物理課堂教學中，教師可以將可視化技術運用在理論知識和實踐教學當中，通過科學地創設教學情境、加強指導、對學生進行積極的評價，可以提高高中物理課堂教學的有效性，從而培養并提高學生的物理核心素養，為他們未來的全面發展奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1]付酮程.可視化交互式技術在高中物理教學中的實踐[J].中學物理·高中版，2019，37（3）：59-61.

[2]胡明軍.高中物理教學中運用思維可視化導學案的實踐探究[J].考試周刊，2019（39）：163.

作者簡介：翁彩珠（1982—），女，福建晉江人，福建省晉江市僑聲中學教師，二級教師，本科，研究方向：高中物理教學。