基于思維可視化視角下的高中物理插圖教學研究

文 / 謝志輝

引 言

在物理教材中，插圖可被視為第二語言，插圖的表現形式具有多樣化特征，可幫助學生克服物理學習過程中遇到的理解性困難。比如，在高中物理教材中，插圖可稀釋物理概念，為學生闡述原理，詳細描述物理過程等。由此可見，與純文字教材相比，含有插圖資源的教材更利于學生學習與掌握相關知識。在物理教學中，教師應充分利用教材中的插圖，對教學方式進行創新，提高物理教學質量。

一、思維可視化視角下高中物理插圖教學意義

（一）激發學習興趣

興趣是最好的老師。只有激發學生的學習興趣，才能使學生積極投入課堂學習中。在思維可視化視角下的高中物理教學中，教師應當充分利用教材中的插圖資源，采用趣味化教學方式，激發學生學習興趣。教師選擇一些具有代表性的插圖內容，以多媒體形式呈現出來，供學生課上拾趣，能增加課堂的靈動性，以此激發學生的學習興趣。

（二）促進思維發展

學生思維品質直接影響著高中物理教學的效果，對此，在高中物理教學中，教師應當多元地促進學生思維的發展。在思維可視化視角下，教師充分利用插圖對教學方式進行創新，可顯著提升學生思維能力。在課堂上，學生通過觀察插圖內容，結合已掌握的知識點，即可快速鎖定插圖關鍵信息和學習內容結構。插圖能激活學生的大腦想象，開發他們的思維，并且很多插圖內容源于學生日常生活，符合學生認知水平，可避免學生面對復雜的物理知識而產生抵觸情緒[1]。

（三）培養核心素養

高中物理教學的最終目標已發生明顯變化，從之前的“雙基要求”轉變為“三維目標”，再調整為以培養學生核心素養為主要目標。在思維可視化視角下，采用何種教學方式抓住學生的心理，就顯得尤為重要。采用插圖教學方式，鼓勵學生關注插圖內容，并據此開展自主思考和學習，有利于使學生形成良好的科學態度，提升學生物理學科核心素養。

二、思維可視化視角下的高中物理插圖教學原則

（一）主體性原則

在思維可視化視角下的高中物理插圖教學中，教師需轉變傳統的教學觀念，將學生作為課堂的主體。在高中物理教學活動開展過程中，教師應當將服務學生作為主要目標，堅持以生為本的原則對教學模式進行創新，重點培養學生學科核心素養。另外，在教學活動中，教師應當鼓勵學生自主完成學習任務，在課前預習、課堂教學以及課后復習階段，均應當充分發揮學生的主體性作用。

（二）啟發性原則

部分教師長期受到傳統教學理念和教學模式的影響，在課堂教學中很難與學生平等交流，造成學生對教師產生畏懼心理。對此，在思維可視化視角下，在高中物理插圖教學中，教師應當致力于為學生營造輕松、愉悅的課堂氛圍，并采用啟發式教學模式，鼓勵學生之間根據插圖內容相互討論，自主解決課堂學習中所遇到的各類問題。

（三）漸進性原則

高中物理學習是一個持續深入的過程，因此，在插圖教學中，教師應當堅持漸進性原則。教師應將高中物理學習劃分為多個階段，并根據各階段學習任務、學習重點以及學習難度制訂教學目標。教師應當根據學生的學習需求、學習能力設計開展課堂教學活動。另外，需要注意的是，在高中物理教材中，插圖內容比較多，不同章節的學習難度有所不同，因此，教師應當將插圖教學內容劃分為多個層次，堅持由易至難的原則開展插圖教學，保證教學內容的層次性，為學生打造高效課堂[2]。

三、思維可視化視角下高中物理插圖教學策略

（一）利用教材插圖，培養學生學習興趣

在高中物理教學中，部分物理知識比較抽象，如果教師僅采用文字描述的方式，則學生的理解難度較大，學習積極性會降低。而教材中的插圖內容具有多元化特征，教師要引導學生關注插圖內容，并充分利用插圖資源對教學方式進行創新，以激發學生的學習興趣，為學生打造高效課堂。教師應當充分利用教材中的插圖，鼓勵學生觀察插圖，根據插圖內容進行思考。插圖中的文字描述部分，有很多知識點與學生的日常生活密切相關，教師可通過采用插圖形式展示出生活情境，加深學生的理論知識和認知程度，不斷開發并提高學生的思維能力。

（二）圍繞插圖設置情境，幫助學生加深理解

對于高中生而言，物理學科的學習難度比較大，學生在學習、理解和吸收物理知識時面臨很多挑戰。對此，教師應圍繞插圖設置情境，使學生在情境中了解和學習物理知識。物理知識源于日常生活，同時也服務于日常生活。教師應充分利用教材中的插圖，為學生設置生活化的教學情境，便于學生更好地理解物理知識，提升學習效率。

以魯科版高中物理選擇性必修一“動量守恒定律及其應用”一課為例，通過對圖1進行觀察，可以看到兩個人穿著滑冰鞋站立在滑冰場上，互相推動后朝相反方向滑去。對此，教師可設計游戲情境，讓同桌面對面站立，輕輕推對方。此時，同桌二人均能夠感受到力的相互作用。由此可見，教師圍繞圖片創設情境，能夠加深學生對知識的理解。

圖1 互相推動后朝相反方向滑去

（三）利用插圖引導交流，鼓勵學生獨立思考

物理教材插圖可直觀地展示出復雜的物理現象，便于學生理解和記憶，降低學習難度。對此，教師可利用插圖鼓勵學生之間相互討論學習生活中的物理現象。

比如，在魯科版高中物理必修三“靜電的產生及微觀解釋”一課的教學中，教師可以要求學生觀察圖2靜電現象，相互溝通交流，分享生活中常見的靜電現象。比如，有的學生說人在用梳子梳理頭發時，有時頭發會隨著梳子豎立，這就是靜電現象。還有的學生說雷聲也屬于靜電現象。通過交流，學生加深了對相關內容的理解。

圖2 梳頭發的塑料梳可吸起細小紙屑

（四）利用圖片解析物理難點，提高學習效率

在高中物理教材中，很多插圖內容介紹的是物理知識的原理，其作用在于為學生解釋復雜的物理現象，揭示物理原理。在當前的物理教材中，插圖內容豐富多彩，學生在學習過程中不僅能建構復雜的物理知識，還能將抽象的物理知識轉變為客觀生動、有跡可循的生活化內容。因此，教師在教學過程中需充分利用插圖資源，幫助學生降低學習難度，提升學習效率。

以魯科版高中物理選擇性必修二“洛侖磁力”一課為例，學生對洛侖磁力的理解難度比較大。此時，教師可以引導學生觀察插圖。學生通過教材中的插圖內容，可直觀地觀察到物理現象。同時，教師要利用圖片為學生詳細講解相關知識，從而達到事半功倍的效果。

（五）借助插圖開展實驗，培養學生實驗操作能力

在高中物理教學中，教師應將實驗教學作為基礎課程內容，在思維可視化視角下，鼓勵學生借助插圖開展實驗、自主探究，達成創新意識的培養和能力的提升。高中物理實驗教學呈現一定的系統性，其內容通常包括以下幾點：第一，實驗原理講述。在高中物理實驗教學中，教師需為學生詳細講解物理原理，引導學生開展物理實驗探究，要求學生深入思考復雜的物理原理，奠定物理實驗順利開展的基礎。第二，實驗準備。高中物理知識點十分豐富，在很多知識點教學中均需開展物理實驗，不同物理實驗的內容和目標均有所不同，因此，教師應當根據教學要求做好準備工作。第三，設計物理實驗。在實驗教學中，實驗方案設計是十分重要的內容，只有保證實驗方案的科學性和合理性，才能夠確保物理實驗能夠順利開展。第四，實驗操作。教師應鼓勵學生自主完成物理實驗，在實驗過程中與其他同學相互合作，培養學生動手實踐能力以及合作能力。第五，對實驗結果做出總結[3]。

例如，在魯科版高中物理選擇性必修三“用油膜法估測油酸分子的大小”一課的教學中，教師可要求學生觀察圖3——粗略測量油酸分子直徑的示意圖完成實驗。物理實驗的復雜程度比較高，學生需根據上述內容做好準備，設計實驗方案，并自主參與實驗。在此過程中，教師通過插圖教學，引導學生觀察插圖內容了解實驗原理、實驗方法，充分展現出教材插圖的視覺效果，使得整個實驗過程清晰明了，便于學生了解實驗步驟，順利開展實驗。

圖3 粗略測量油酸分子直徑的示意圖

（六）引導學生制作插圖，幫助學生拓展思維

在高中物理教學中，各個章節中所包含的物理知識點均比較多，學生在學習過程中容易出現遺漏。在思維可視化視角下，教師可充分利用教材中的插圖，采用插圖教學方式，使復雜的物理問題迎刃而解。有很多物理現象是肉眼觀察不到的，對此，教師可以將這些物理現象設計成形象化插圖，配以便于理解的圖像和分明的顏色搭配，為學生直觀地展示物理現象。對此，教師應當從思維可視化視角下思考和建構高中物理插圖教學，合理應用教材中的插圖，堅持將學生作為課堂主體，鼓勵學生觀察教材插圖，并在自行思考后繪制插圖內容。

比如，在魯科版高中物理必修三“電場與電場強度”一課的“電荷間的電場分布實驗”中，電場線并非實際存在，而是一種為描述電場而假想的線。在本節課的實驗教學中，教師可先讓學生觀察圖4，了解電場線的分布情況，并模擬繪制插圖，幫助學生加深對電場線的理解程度。

圖4 電荷間的電場分布模擬

結 語

本文對思維可視化視角下的高中物理插圖教學策略展開了詳細探究，并將魯科版教材作為研究對象，提出了相關的教學策略。教師通過應用插圖教學方式，可引導學生進行自主思考和探究，培養學生分析問題、解決問題的能力。因此，在高中物理教學中，教師必須充分挖掘插圖所潛在的教學功能，用好教材插圖，為學生打造高效課堂。