可視化教育理論與高中物理教學創新思考研究

王穌

【摘要】高中物理知識抽象性和邏輯性相對較強，按照傳統的教學方法，學生往往無法形成對物理知識的形象化感知，學習效率和效果也會受到不良影響。文章嘗試從可視化教育理論入手，對高中物理教學創新進行了探究，力求能為物理教學改革提供良好的支持，高效培養學生的物理知識和技能。

【關鍵詞】可視化教育理論;高中物理;教學改革;創新

可視化教育理論具體指思維可視化方面的教育理論，主張在教學活動中以可視化的教學方式直觀呈現教學內容，使學生能對涉及的知識點形成清晰、明了的認識，能在頭腦中構建完善知識體系，從而提高對學科知識的學習效果。在高中物理教學實踐中，基于可視化教育教學理論，教師可以嘗試對物理教學活動進行改進和創新，引入新型教學方法落實可視化教學，對學生實施積極有效的物理教學指導，提升物理教學活動的綜合效果，為學生對物理知識進行深層次探究創造良好的條件。

一、可視化教育理論指導高中物理教學的優勢

可視化教學是一種能將復雜的物理知識轉化為直觀形象物理教學內容的教學理念和方法。新時期按照新課程標準對高中物理教學進行改革創新的過程中，結合信息技術的應用和全新教學理念、教學方法的實踐應用，高中物理教師嘗試針對可視化教學進行探究和分析，對物理教學活動進行創新，能進一步發揮可視化教育理論的指導作用和應用優勢，循序漸進地提高高中物理教學活動的整體水平。對可視化教育理論應用于高中物理教學活動的基本情況進行分析，發現教學優勢體現在以下幾方面。

其一，可視化教學能增強物理教學的生動性和直觀性，使教師在教學活動中可以將復雜、抽象的物理知識點以直觀形象的方式展現在學生面前，方便學生對這部分物理知識點進行深入的探究，還能加深學生對物理知識的理解和認識，從而對教學效果進行優化創新，切實提升高中物理教學的整體水平[1]。

其二，可視化教學能豐富物理教學內容，能將課內外可視化教學資源進行整合應用，真正按照學生的學習需求實施可視化教學指導，使學生對物理知識學習探究產生濃郁興趣，主動針對物理學科知識進行探索，從而在學習實踐中獲得積極的學習體驗。

其三，可視化教學能促進師生有效互動，引導教師和學生針對物理知識的實踐應用進行多元化解析，真正調動學生的學習熱情，使學生在對物理知識進行探索的過程中始終保持積極的學習狀態，從而對教學效果進行優化創新，對學生實施高質量的教學指導，在師生互動中促進積極健康教學氛圍的營造，切實保障學生能對物理知識的實踐應用進行深層次探索[2]。

由此看出，在全面推進高中物理教學改革的背景下，可視化教學理論的應用能展現高中物理教學的優勢，有助于對學生實施更加生動、形象的物理教學指導，降低學生學習物理知識的難度，促使高中生在物理學習實踐中始終保持積極的狀態，從而提高物理教學指導的有效性，有助于為學生下一步對物理知識進行更加深入系統的探究指明方向。

二、可視化教育理論下高中物理教學改革創新的措施

在可視化教育理論的指導下，高中物理教師在對教學活動進行改革創新的過程中，要積極探索可視化教學活動的組織實施，引導學生對相關物理知識進行細化的探究，從而對學生實施有效的物理教學指導，保障學生在物理知識學習實踐中獲得積極的學習感悟和學習體驗。下面就對思維可視化教學在高中物理教學中的實踐應用進行分析，為高中物理教學改革活動的開展提供有價值的指導，力求有效提高教學效果[3]。

（一）繪制思維導圖，促進知識體系構建

對于高中物理教學活動來說，在可視化教育理論的指導下，教師在對物理教學活動進行改進和創新的過程中，可以嘗試將復雜的物理知識點與無法直觀感受的物理關系等以思維導圖的方式展現出來，使學生對這方面的知識內容形成形象化的感知，在學習實踐中可以準確把握各部分物理知識之間的聯系，對涉及的物理知識進行系統的探究，切實保障高中物理教學活動能對學生產生吸引力，引導學生對物理知識進行有意識的探索，從而保障教學效果得到進一步優化，高中物理教學質量得到進一步提升。

例如在學習“圓周運動”過程中，由于這方面知識點相對復雜，涉及的公式較多，學生在初期往往無法對不同的公式進行準確的區分，在解題方面往往會出現計算錯誤和求解偏差情況，影響學習效果的提升。因此，教師在對這部分物理知識進行講解的過程中，可以嘗試引入圓周運動思維導圖，在可視化教學中使學生能直觀把握生活中的圓周運動，描述圓周運動的物理量，對離心運動、勻速圓周運動、變速圓周運動、線速度以及角速度與周期的關系等形成直觀的認識，能把握不同知識點之間的聯系，對這部分物理知識的實踐應用進行探究[4]。在此基礎上，結合思維導圖的輔助，學生還能從線速度、角速度、向心加速度、向心力、轉速、周期以及頻率角度對圓周運動知識體系中涉及描述圓周運動的物理量進行準確的定位，并在實際解決物理問題的過程中對解題方法做出合理的選擇，通過繪制思維導圖構建完善的知識體系，從而循序漸進地優化高中物理教學活動的綜合效果，在可視化教學中實現預期的教學目標。

（二）設計視頻輔助，直觀展示教學內容

部分高中物理知識內容，采用直接講解難度大，學生往往無法對教學內容形成深層次感知，甚至會在理解不夠透徹的情況下對學習物理知識產生畏難心理，不愿意主動針對物理知識的實踐應用進行分析，會限制對物理知識的系統學習，導致物理綜合學習效果下降。針對這一情況，高中物理教師在可視化教育理論的指導下，可以發揮視頻輔助教學的作用，直觀展示相關物理知識，指導學生對這部分物理知識進行系統的學習，從而高效培養高中生的物理學習能力。

例如在學習“電勢”方面的物理知識時，為了讓學生對電勢方面的知識形成形象的感知，教師可以嘗試采用視頻輔助教學的方式，在網絡上搜集與電勢相關的3D動畫可視化介紹，展示與本節課所學相關的物理知識，對涉及的教學內容進行分析，促使學生對物理知識產生形象的理解。在學生對這方面的物理知識形成形象化感知后，為了讓學生對這方面物理知識的實踐應用形成全新的認識，教師可以為學生展示《閉合電路電勢升降動畫》視頻內容，將電梯的工作原理作為視頻展示的核心。組織學生觀看直觀的動畫視頻，能使學生對電動勢、內電阻、外電阻以及電梯運行涉及的原理形成形象化的感知，并在視頻輔助下對這方面的物理知識進行深入系統的探索，從而對物理知識在生活中的應用形成客觀準確的認識。這樣發揮視頻可視化教學的輔助作用，能使高中階段的學生對物理知識進行主動學習和探索，并且能很好地培養學生的物理學習興趣和實踐能力，確保高中階段物理教學質量得到全面提升[5]。

（三）落實實驗引導，形象感知物理現象

物理實驗是物理教學的重要組成部分。在可視化教育理論的支持下，教師在對高中物理教學進行改革的過程中，可以探索實驗可視化教學的組織與實施，借助物理實驗教學組織學生對實驗現象進行直觀觀察，獲取相關物理知識，從而對實驗可視化教學內容形成全新的理解。同時，為了發揮實驗引導的作用，教師可以將實驗現象準確地記錄下來，如果不方便記錄或者實驗現象存在觀察難度，可以依托信息技術平臺，開展虛擬實驗活動，對學生實施有效的物理可視化教學訓練，從而循序漸進地提高物理教學活動的綜合效果，提升綜合教學質量[6]。

例如教師在講解“動力勢能”方面知識的過程中，為了讓學生對動力勢能的影響因素形成形象的感知，可以嘗試設計探究實驗教學，讓學生通過對實驗現象的觀察，總結動力勢能的影響因素，加深對這方面知識的學習和理解，重點對高中生的物理實驗探究能力進行合理的訓練。在實驗活動中，教師組織學生對涉及的實驗數據和實驗現象進行觀察、總結和分析，引導學生發現物理實驗方面的問題，并組織學生進行深入的思考，確保學生在實驗可視化教學活動的輔助下能對動力勢能方面的知識點形成深層次的感知，從而切實提高教學組織成效，保障學生的學習效果[7]。需要注意的是，在開展物理實驗可視化教學的過程中，教師要加強與學生進行互動交流，及時引導學生發表自己的看法，對實驗現象、實驗數據等提出疑問，培養學生的物理探究能力及嚴謹的學習態度，使學生找到合適的學習方法，能對相關物理知識的應用進行實踐探究，夯實物理教學指導的基礎，真正彰顯物理可視化教學的價值。

三、結語

綜上所述，在全面促進高中物理教學改革創新的過程中，教師積極探索思維可視化教學模式的組織實施，在可視化教學基礎上引導學生對物理知識進行深入思考，使學生對物理知識之間的關系形成形象的認識，加深對物理知識的理解，提高物理學習效果。因此，教師要積極探索思維可視化教學的實踐應用，真正發揮可視化教育理論的作用，對高中物理教學進行改革創新，切實保障學生的物理學習能力和探索能力得到良好的培養。

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