思維可視化提高學生物理解題能力的應用研究

徐建麗

摘要：物理是與日常生活聯系十分緊密的學科，學生學習物理的目的也是將所學知識應用于實踐.可是對于學生而言，將抽象的物理知識應用于具體的實踐是一種比較難的過程.由于教師的引導還不夠，學生在課堂上接收到的物理知識大都是抽象的、模糊的，學生無法抽絲剝繭般直抵知識的實質，對于知識的學習只能是走馬觀花.因此，提高學生的探究能力和實踐能力，讓學生做到學有所用，是一個十分重要的課題.思維可視化教學可以較好地滿足教師教學目的，幫助學生提高實踐能力.

關鍵詞：思維可視化;物理能力;教學方法

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2022）03-0098-03

思維可視化教學，是指教師在進行物理授課時，以具體的、動態的方式將知識點完整地表述出來，讓整個物理知識探究過程公開透明，有可視性，幫助學生理解和實踐.教師在授課過程中，要將肢體、板書、實驗器材等具體的教學手段和工具融入教學的全過程，把模糊的物理概念轉為清晰的可視過程，讓學生更加直觀清晰的面對物理知識，幫助學生理解記憶.本文通過對思維可視化教學進行舉例，探討教師在思維可視化教學中可用的教學方法和學生可以通過可視化教學提高物理解題能力的原因.

1 研究思維可視化的意義

自新高考改革政策出臺以后，物理的處境在各學科中變得些許尷尬.新高考推翻了以往的文理分家，給學生更多自由選擇科目的機會.讓學生可以根據自己的能力和興趣愛好選擇自己擅長的科目.興趣是最好的老師，這種改革將大大提高學生對學習的興趣，從而有助于學生發現自己在其他領域的潛力，全面促進了學生身心發展.

如何讓晦澀難懂的物理變得簡單理解，怎樣讓學生能夠發自內心愛上物理，成為了當下急需物理教師思考的問題.

可視化本身是應用在計算領域中處理文本數據等的一種方法.它可以將一些抽象的文本數據變成具體清晰的數字等等.可以使人們能夠更加清楚的了解變化的過程及具體的結果.可視化在經過一系列的階段變化后，從原來的處理一些符號和數據，變成了可以把思維過程也展示出來.這就是思維可視化的由來.思維可視化漸漸地應用到了學科中.思維可視化尤其適合物理這門學科，因為物理有太多抽象的內容，很多抽象內容是做實驗也難以了解的，那么借助思維可視化就可以把物理上難以理解的抽象的內容變得簡單、具體、清晰.

2 思維可視化教學案例

2.1 探討課題：物體的平均速度

2.2 所用公式：v（平均）=s/t

2.3 教學過程

首先，教師要向學生展示與本課題內容相關的圖片，加深學生印象，激發學生的學習興趣，引導學生進入學習狀態.由于本節課學習課題為物體的平均速度，所以插入龜兔賽跑的圖片，促進學生理解.

教師可以從設置問題入手，引導學生對課題進行思考.教師可以詢問學生：“為什么在龜兔賽跑的時候，明明兔子的速度比烏龜快，最后還是輸給了烏龜呢？”讓學生就此問題展開討論，學生向教師表達討論結果之后，教師要及時給出反饋，并引出最終答案：因為兔子跑的時間比烏龜短.這時，教師可以再次設問，引出平均速度概念.教師可以詢問學生：“為什么兔子奔跑的速度那么快，卻因為時間太少而敗下陣來呢？比賽結果究竟被什么影響呢？是速度還是時間？”學生展開討論之后，結果會兩極分化：一些學生會認為，比賽結果和速度有關，速度越快越可能贏;另外一些學生則會認為，比賽結果和時間有關，時間越長贏的可能性越大.這時，教師要發揮主導作用，對討論結果進行總結：“同學們說得都對，比賽結果既和速度有關，又與時間有關，這就是我們今天要學習的課程.我們今天一起來探討物體的平均速度概念.”

課堂引入完成后，教師要拿出事先準備好的教學工具：小車、跑道和秒表.教師可以設置不同的車速和時間，同學生一起計算各個時間段內小車的平均速度.在學生對于公式的運用較為熟練之后，教師可以讓學生自主創建情境，運用所學公式進行計算.讓學生自主探究和學習，是可視化教學的一大亮點.

3 思維可視化教學所需要的準備

通過上述思維可視化教學案例，我們可以看出，思維可視化教學所需要的準備基本上都在教師身上，這對教師自身的素質水平有很大的考驗.因為思維可視化教學方法和以往的教學方法有很大的區別，思維可視化教學更注重對學生知識系統的培養，能更好的啟發學生對于知識的靈感.思維可視化教學對教師制作課件的手段也提出了更高的要求，要求教師能夠制作出更加富有趣味性的課件來幫助學生通過思維可視化的方法掌握學習物理的竅門.

4 思維可視化教學可采用的教學方法

4.1 創設問題法

根據前文案例可以看到，教師在開展可視化教學時，創設問題是激發學生興趣和積極性的有效手段.物理知識與生活的聯系十分緊密，教師有很多的聯想空間為學生創設趣味性問題.例如，在講授“拉力”的過程中，可以以“狗拉雪橇”為例，激發學生的探究興趣，引導學生進行學習.

4.2 多媒體教學法

由于物理知識點難度比較高，教師沒有辦法在每個知識點的教學過程中都現場運用工具.因此，多媒體教學法的優勢就顯露出來.相對于傳統的面授法，多媒體教學法有先天的優勢，那就是它本身就可以得到學生的注意.另外，針對許多難度系數較高的知識點，在教師沒有完整的實驗設施的情況下，多媒體媒介可以運用信息共享，幫助教師解決這一問題.運用多媒體設備展示出來的實驗過程，還可能會比教師手動展示出來的實驗過程更加直觀和細節.

4.3 身臨其境法

可視化教學要求，整個教學過程內，教師所創設的教學情境必須是有感的，必須能帶動學生進入到教學情境中來.只有這樣，知識才是可視化的，學生才能更加直觀地看到知識的最本質.如果教師沒有創設出適合的教學情境，學生就無法快速進入課堂.那么教師的可視化教學方法就和傳統的面授法教學別無二致，不能帶動學生高效開展學習.

4.4 思維導圖法

思維可視化教學本身就是幫助學生把難以理解的、抽象的物理學知識在腦海中形成簡單清晰的物理畫面.這正好可以和思維導圖結合使用.思維導圖本身也是把學生掌握的知識以樹狀圖等方式畫下來，在畫的過程中學生可以再次梳理知識脈絡.好記性不如爛筆頭，我們可以在通過思維可視化教學后，在當堂課中抽出時間讓學生整理本節課的重點，以思維導圖的形式再次把腦海中的知識梳理一遍畫下來.思維導圖結構較簡單，而且物理當中所應用到的文字相對較少，學生畫起來也不會覺得太難.思維導圖可以單元為整理，到復習時可以發揮出它最大的作用.

5 學生可以通過思維可視化教學提高做題能力的原因

5.1 可視化教學可以幫助學生理解題目

教師在進行可視化教學的過程中，會創設適合課題研究的教學情境，這在一定程度上也會幫助學生更好的理解題目含義.那么若是將龜兔賽跑作為題目來檢驗學生的學習成果呢？這些關鍵的情境信息也會是題干的關鍵信息.簡而言之，學生在對教學情境的理解過程中，也鍛煉了學生的信息提取能力和信息加工能力，這兩種能力都可以幫助學生更好的理解題目信息，幫助學生更有效率地做題.

5.2 可視化教學可以幫助學生提高做題效率

很多學生學習物理仍是以背公式、背概念為主，然后大量的做題.但是由于學生不了解這些公式的原理，導致做題一做就錯，我們可以通過思維可視化教學，把學生容易出錯的各類型題目的解答方法進行思維展示，讓學生從這些直觀圖像中發現解答的規律，這樣既培養了學生的觀察能力、思考能力，也提高了做題效率.

5.3 可視化教學可以提高學生的自主探究能力

學生做題是一個完全獨立的學習過程，它不像課堂學習那樣有教師進行引導，做題是對學生知識理解程度的檢驗，是需要自主探究的學習行為.如果在可視化教學過程中，學生的自主探究能力已經得到很好提高，勢必會提高學生對題目的探究能力，幫助學生做題.

5.4 可視化教學可以提高學生的實踐能力

學生的實踐能力也是學生做出物理題的關鍵能力之一.因為新課標改革之后，物理題目已經不是枯燥的知識點堆砌，而是借助生活中的事例對學生的知識點理解力和把握能力進行檢驗.如果學生在日常生活中對物理知識的實踐力是達標的，那么他在做題的過程中必然是如魚得水.

5.5 可視化教學可以增長學生的學習能力

可視化教學的目的不是為了再次重復書本上的知識，而是把書本上的知識以一種更系統更簡潔更直接的形式展現在學生眼前，并讓學生通過這些畫面在腦海中也形成相對應的畫面.當學生能夠通過可視化教學在腦海中形成相對應的物理畫面時，學生就能夠站在一個旁觀者的角度，更理性的去看待這個物理畫面中所呈現出來的很多問題，在腦海中多角度觀察，多角度思考，長此以往，學生的思維能力就會有一個非常系統的提高，思維能力提高，學生的學習能力也會順勢增長.這不僅僅能幫助學生學習物理這門學科，對所有知識的學習，學生都能手到擒來.

總而言之，可視化教學是對教師和學生的要求都比較高的教學方法.它既要求教師有較好的引導能力和教研能力，也要求學生在學習過程中不斷提高自己的探究能力和實踐能力.當前，由于我國初高中學校的軟硬件水平還不平衡，可視化教學在全國范圍內徹底展開還有些困難.但只要教師和學生共同努力，努力將可視化教學的思維融入物理課堂，一樣可以達到可視化教學的目的，提高學生的物理做題能力.

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