思維可視建課堂 知己知彼掠題海

莊瑩瑩

摘? ?要：“思維可視化”是指以圖示或圖示組合的方式把原本不可見的思維結構及規律、思考路徑及方法呈現出來。運用思維可視化手段建構課堂，讓學生“知己”——思考有依托，促進元認知監控。教師“知彼”——教學有生本資源，了解學生的最近發展區，便于精選題目針對性訓練，對減負增效有重要意義，避免繁忙的題海戰術。

關鍵詞：思維可視化;高階思維;解題流程圖;浮力

隨著初二下學期力學的深入學習，尤其是“浮力”一章，對學生高階思維提出了更高要求，導致越來越多學生感到云里霧里。如何幫助學生撥開“霧里”見“物理”？物理核心素養給出了答案——培養學生的“科學思維”。提高教學效能的關鍵在于挖掘與呈現知識背后的思維規律并幫助學生掌握它。

據信息傳播學及腦科學的研究，在各類信息中，圖像信息的傳遞效率最高，大概是聲音信息傳遞效率的兩倍、純文字信息傳遞效率的10倍[ 1 ]。大腦天性更喜歡理解和記憶圖片，“思維可視化”就是把學習過程中的思考方法和思考路徑通過圖示技術呈現出來，思維可視化手段可以把隱蔽思維顯性化，在課堂上展開教學可以事半功倍，實現減負增效。

“浮力”一章中“比較浮力大小”的習題的難點是要會靈活選用“公式法”和“受力分析法”，因此本文以此為例，運用幾道經典的例題，初步探索如何運用思維可視化手段構建物理課堂。

1? 知己：讓學生思維可視，實現元認知監控

囫圇吞棗是物理高階思維養成的抑制劑，長此以往會導致學生在學習時經常無法從記憶中成功提取正確的信息以及解題策略，在學習成果評價方面也不夠客觀。因此在上“比較浮力大小”的習題時，必須在精選題目，難度層層推進的基礎上，讓學生學會進行元認知監控。

【例題1】三個實心球甲、乙、丙體積相等，在液體中靜止時的位置如圖1所示，受浮力最大的球是？

學生錯誤的原因可能有：（1）公式提取錯誤;（2）V排和V物混淆;（3）控制變量意識缺乏。而學生在錯題反思整理時，經常過于簡單描述：（1）我不會;（2）我會，就是粗心而已。這兩種歸因都浮于表面，因此通過圖示讓學生把思維呈現出來，更有利于學生認識自己錯誤癥結。

思維可視化圖示有“學科思維導圖”“解題流程圖”“魚骨圖”等[ 2 ]，解題的圖示，可選用對作圖要求比較簡單的流程圖展示。萬事開頭難，一開始讓學生把解題流程圖畫出來，顯然是難度比較大的，特別是后進生往往無從下手，而恰恰后進生更需要解題流程圖指導解題，因此教師應該在例題講解的時候，板書示范解題流程圖，如圖2。

在學生課堂小測的時候，要讓學生模仿流程圖進行解題，也可以簡化流程圖，直接在公式上標明。公式中相同量上面畫橫線“—”，在變量上畫“↑”“↓”箭頭即可。對于這種多變量的公式，一個量一個量查找清楚是很重要的，學生往往忽略了控制變量。在畫完解題流程圖后，學生就會明確自己解題碰的壁到底是什么，對自己掌握的層次有了解，在今后復習時才會有針對性，實現對自己的解題過程有正確的認知。

2? 知彼：根據可視化課堂測試，形成個性化教學

學生課堂測試所展示的思維流程圖錯誤的地方，就是很好的動態課程資源，教師針對三種常見的錯誤歸因，找到學生的最近發展區，進行強化訓練，方能有的放矢。

2.1? 公式問題

課前5分鐘讓課代表組織朗讀公式。

2.2? ?V排問題

可以讓要素可視化，讓學生用陰影表示出排，跟物對比。接著擺脫情境限制，實現“具象—抽象—具象”。可以進行如下例題2，例題3的變式訓練。

【例題2】如圖3，體積相等的甲、乙、丙三個物體，形狀不同，同時浸沒在水中，則三者所受浮力的大小關系是？

【例題3】體積相等的蘋果和梨子放入水中，如圖4所示，則受到的浮力比較大的是？

2.3? 控制變量意識缺乏問題

讓學生直觀對比例題4“同液”和例題5“同物”兩種類型題，雖然圖片一樣，文字相似，但是蘊含的不變量不一樣，導致解題方法不一樣。例題4其實就是例題1的拆分，這兩道例題是本節課的重點也是難點所在，通過簡單圖形題目對比突破，有利于降低學習難度，突出解題控制變量的重要意義。

【例題4】三杯水中分別放有體積相同，但是質量不同的甲、乙、丙三個球，靜止時情況如圖5，比較三個小球受到浮力的大小關系是（? ? ? ? ）

【例題5】有甲、乙、丙三種液體，分別放入三個完全相同的小球，靜止后情況如圖5所示，比較小球在不同液體中受到的浮力（? ? ?）

3? 百戰不殆：向下遷移，形成策略

兩種重要方法都出現后，就要進行板書的歸納，教師在習題講評時，要進行解題方法總結，這類題目的解題技巧就是挖掘題目的不變量進行聯想是用公式法還是受力分析法，哪一條路徑可控的不變量越多，這條路徑更有利于解題，如圖6。勾勒思考路徑，進行邏輯整合，完成“情境——模型”轉化，解決實際問題。學生在課堂測試時，特別是剛開始新課教學時，要求學生根據已知條件，先進行“同液”？“同排”？“同物”？的判斷，再畫出簡易解題流程圖，做到思維可視。

此外，還可以給學有余力的同學拓展延伸，在同一道題里同時涉及“公式法”和“受力分析法”的使用，進一步深化學生對這兩種方法的理解。

【例題6】如圖7所示，甲、乙兩物塊體積相同，乙、丙兩物塊質量相等，將它們放入水中靜止后，甲物塊漂浮、乙物塊懸浮、丙物塊沉底，則（? ? ?）

A. 甲受到的浮力等于乙受到的浮力

B. 甲受到的浮力大于乙受到的浮力

C. 丙所受的浮力等于乙受到的浮力

D. 丙所受的浮力小于乙受到的浮力

本道題初步判斷屬于“同液”的情況，因此根據流程圖應該選用公式法，其中甲、乙兩個球體積相同，可以根據圖判斷出乙球浮力大。接著發現，乙、丙雖然同液，但是沒辦法直接選用公式法，因為體積大小情況不確定，所以繼續閱讀題目已知條件，發現乙、丙質量一樣，所以重力相同，相當于“同物”題型，要用受力分析法。對兩個球受力分析可知，丙球浮力小。因此本道題是一道比較綜合的判斷“比較浮力大小”的題目，涉及了兩種解法，適合用于鼓勵好生解答。

流程圖等代表的思維可視化圖示為學生的學習提供了一種視覺的支撐，記下思維的痕跡，在艱難的思考中，能夠抓住關鍵要素，忽略次要因素，層層遞進，抽具象轉化思考來轉化條件，鍛煉了學生的高階思維，建立有效的思維和反思通道，進而完成了“由題到類，由類到法，由法到能”的智能升級，科學思維，塑造核心素養，避免了忙碌的題海戰術，也給教學的減負增效帶來巨大的價值。

參考文獻：

[1] 劉濯源.思維可視化：減負增效的新支點[J]. 中小學管理，2014（6） ：10-13.

[2] 劉濯源.當學習力遇到思維可視化——基于思維可視化的中小學生學習力發展策略[J].基礎教育參考，2014（21） ：7-10.2056D43C-4198-452F-B3E6-01B91947A16D