可視化方法在高中物理力學教學中的應用策略分析

可視化方法是指教師為了實現一定的教學目標，達到一定的教學目的，在教學活動中利用圖形、圖表、動畫以及視頻等教學元素，輔助開展教學活動，從而將抽象知識轉化為生動形象內容的教學方法。高中物理力學教學內容相對抽象，在本章節的教學中教師可以將可視化方法與教學工作相結合，促進高中物理力學教學呈現新的特點，同時推動高中物理教學改革發展。

一、可視化方法在高中物理力學教學中的應用價值

（一）有助于降低力學教學難度

力學是高中物理教學的難點，在高中物理力學教學中涉及重力與彈力、摩擦力、牛頓第三定律、力的合成和分解、共力點的平衡以及運動和力的關系等主要內容，這些內容相對抽象，這在無形中提高了高中物理力學教學的難度。為了突破和克服高中物理力學教學中的難點，物理教師及時創新教學理念，加強對可視化方法的應用。比如：教師引導學生在進行力的相關知識學習中結合具體內容進行受力分析，這樣力的作用將會以更加形象生動的方式展現在學生面前，能夠有效地降低力學教學的難度，提高力學教學的有效性[1]

（二）有助于激發學生參與力學學習的積極性

俗話說，興趣是最好的老師。在高中物理力學教學中，一部分學生往往存在學習興趣不濃厚、參與感低的問題，這極大地影響了高中物理力學教學工作的有序開展。新時期，高中物理教師加強對可視化方法的應用，比如：高中物理教師積極融入信息化時代背景，利用現代化信息媒介為學生呈現高中物理力學教學中的相關知識點，這些內容以視頻畫面的方式展現在學生面前，能夠讓學生感受到學習物理知識的樂趣，同時主動地參與到高中物理力學學習活動中來。

（三）有助于幫助學生建立完善的知識體系

通過對高中物理力學章節內容進行分析可以發現，該章節內容具有一定的體系性和聯系性。教師加強對可視化方法的應用，比如：借助思維導圖為學生呈現高中物理力學章節的知識點以及相關內容，能夠幫助學生梳理該章節的基本知識點，形成完善的知識體系，從而實現對該章節內容的全面把握。

二、可視化方法在高中物理力學教學中的應用策略

（一）遵循可視化方法應用原則

可視化方法在高中物理力學教學中具有良好的應用價值，它推動了高中物理力學教學改革發展，同時可視化方法在高中物理力學教學中也是一次有效的嘗試。為了更好地發揮可視化方法的作用和效果，高中物理教師應該遵循一定的應用原則。

首先，高中物理教師應該堅持科學性原則。科學性原則，顧名思義就是教師在利用可視化方法為學生呈現高中物理力學知識內容時應該加強對內容的審核，保障可視化內容的準確無誤，避免在教學中信息傳遞錯誤，影響學生的理解，這決定了高中物理教師應該加強對實驗數據以及理論推導等過程的嚴格審查，同時保障視覺呈現方式合理，避免視覺因素對學生學習物理力學知識造成不必要的干擾。其次，高中物理教師應該堅持以學生為本的應用原則。在應用可視化方法的過程中，高中物理教師應該充分尊重學生的特點以及個性，并針對學生的學習需求以及興趣，靈活選擇不同的可視化方法，讓學生能夠更加積極主動地參與物理力學知識學習，培養學生學習的主動性，發展學生的自主學習能力。再次，高中物理教師應該堅持過程性原則。在應用可視化方法開展高中物理力學教學中，教師應該盡可能用可視化方法為學生生動展示知識形成的過程，幫助學生理解物理概念是如何建立的，幫助學生實現深度學習。最后，高中物理教師應該堅持反饋性應用原則。借助可視化方法開展物理力學教學后，高中物理教師應該及時收集學生的學習信息以及基本情況數據，為開展后續教學活動、進行教學設計等提供參考依據[2]。

（二）利用思維導圖建構知識體系

思維導圖是一種新型的學習工具，在知識呈現以及梳理方面具有良好的優勢，同時思維導圖也是可視化方法中的組成部分，在高中物理力學教學中教師可以加強對思維導圖的應用，為學生構建完善的知識體系，幫助學生具體把握知識點之間的聯系以及層次關系，從而更加深入地理解知識，拓展學習深度。

以《相互作用一—力》一單元為例，本單元從物體的相互作用入手，從生活經驗出發，把力的概念、力的單位、力的作用效果以及力的檢測等力學基礎知識有機聯系和整合在一起，為以后學習更復雜的力做準備。通過對本節課的學習，需要學生了解相互作用的概念以及力的性質，掌握物體間力的作用是相互的以及物體受力時運動狀態可能發生改變，能夠進行簡單的估算和測量，發展學生的觀察和分析實驗現象的能力，學會與他人共同合作解決問題。在明確本節課教學目標后，教師可以加強對思維導圖的應用，利用思維導圖梳理該章節內容，建構知識體系。本節課教學中，教師利用思維導圖為學生呈現四個大的模塊：第一模塊為重力與彈力，第二模塊為摩擦力，第三模塊為牛頓第三定律，第四模塊是第四小節和第五小節的結合，為力的合成與分解以及共力點的平衡。在第一模塊重力與彈力模塊中，教師為學生呈現重力和重心的概念，展示形變中彈性形態以及塑形形變的過程，呈現彈力以及胡克定律與勁度系數。在第二模塊摩擦力的學習中為學生分別呈現滑動摩擦力以及靜摩擦力，滑動摩擦力下又呈現滑動摩擦力與壓力大小的關系、滑動摩擦力出現的條件。第三模塊牛頓第三定律中為學生呈現相互作用力、牛頓第三定律以及相互作用力和力的分類，其中力的分類又包括性質力和效果力兩種。其中性質力中含有重力、彈力、摩擦力，效果力中有浮力、拉力、壓力、支持力。第四模塊整合了力的合成與分解以及共點力的平衡兩節內容，在思維導圖中教師為學生呈現功力點的概念、合力與分力概念、力的合成與分解，以及在共點力作用下物體平衡的條件等內容，能夠幫助學生更加系統且全面地掌握本節課知識內容，同時在學生頭腦中建立更加清晰的知識網絡，實現了對可視化方法的高效應用[3]。

（三）利用圖片驗證力學原理

高中物理力學內容相對抽象，影響了學生學習物理知識的積極性。在新時期，高中物理教師在力學教學中可以引入可視化方法，借助圖片的形式驗證物理力學原理，加強學生對內容的理解與把握。

以古代建筑為例，古代建筑是我國優秀傳統文化的重要組成部分，古代建筑不僅造型優美，同時也合理地利用了力學，完美地呈現了力與美的結合，促使古代建筑外觀呈現出多樣性以及結構合理性的特點。以福州鎮海樓為例，福州鎮海樓位于屏山之巔，為中國九大名樓之一。鎮海樓歷經六百余年滄桑，屢建屢毀。現存的鎮海樓于2006年11月開始重建。重建的鎮海樓樓體由基座層、臺基層及二層樓閣組成，總高為31.3米；基座層內設地下宮，臺基層、樓閣一層作為展廳，二層作為觀景休閑廳。其中拱橋是鎮海樓古建筑中十分常見的一種造型，拱橋的結構也利用了力學的原理。然而中國古建筑中的拱橋結構是否符合力學原理呢，教師可以利用最簡單的圖片形式為學生進行分析。比如教師可以利用圖片為學生展示拱橋受力分析圖，當拱橋上方有荷載（如行人、車輛、包括橋身自重），這個力垂直向下會沿著拱橋磚塊以不同的角度往下傳遞，最終表現為對拱橋整體向兩邊的推力，叫做拱推力。在高中物理力學教學中教師利用簡單圖片反復驗證古建筑中拱橋的力學原理，幫助學生對古建筑中所蘊含的力學原理有了深入的了解，也感受到中國古建筑在造型方面的美，樹立了文化自信，提高了民族自豪感和自信心[4]。

（四）利用實驗闡述物理知識點

實驗是高中物理力學教學中應用十分廣泛的方式，實驗也是可視化方法的組成部分。在講解力學知識點時，教師可以加強對實驗方法的應用。

以《探究小車速度隨時間變化的規律》一節為例，教師可以加強對實驗的應用，更加直觀地為學生闡釋物理知識點。首先，在實驗之前，教師讓學生準備好此次實驗所需要的實驗器材。比如：打點計時器、紙帶若干、低壓交流電源、小車、細繩、一端帶有滑輪的長木板、鉤碼、刻度尺等，為開展后續實驗教學活動提供支持。其次，教師為學生設計實驗流程。將打點計時器固定在長木板上，將紙帶夾在小車上，跨過滑輪用細繩連接小車和砝碼，調整重力的方向，使其穿過砝碼重心，啟動實驗時候首先接通電源啟動打點計時器，當打點計時器在紙帶上打出均勻的點后，再釋放小車，用同一條紙帶多次重復實驗，不得改變砝碼質量，最后處理數據。在處理數據時候舍去起始位置密集點與最終位置誤差較大點，取相同位置點群畫圓，圓心位置為實驗點，測量相鄰實驗點的距離，利用加速度公式計算每段加速度值，取平均值作為加速度。最后，教師和學生一起開展實驗探究活動。在實驗過程中，教師和學生一起操作實驗，驗證實驗原理，共同解決實驗過程中遇到的問題，在這期間實驗概念原理以更加直觀的實驗方式呈現，促使學生對實驗過程有了全面的認知和了解，也能夠讓高中物理教學工作變得更加豐富化和多樣化[5]

（五）利用多媒體教學設備創設教學情境

伴隨著社會的發展，我國開始進入信息化時代，多媒體技術也開始與高中物理教學工作相結合。因此，高中物理教師應該積極融入信息化時代背景，加強對多媒體技術的應用，促使高中物理力學教學工作變得更加生動形象，激發學生參與高中物理力學學習的積極性。

以《共點力的平衡》一節為例，本節課主要教學目標是讓學生理解共點力作用下物體平衡狀態的概念，能推導出共點力作用下物體的平移條件，會用共點力平衡條件解決有關力的平衡問題。通過實驗認識超重和失重現象，理解產生超重失重現象的條件和實質，進一步熟練掌握應用牛頓運動定律解決問題的方法和步驟，培養學生分析推理能力和實驗觀察能力，培養學生處理三力平衡問題以及一題多解的能力，培養學生聯系實際、實事求是的科學態度以及科學精神。在明確本節課教學內容后，教師可以利用多媒體教學設備為學生創設教學情境。比如：在本節課教學中教師可以利用多媒體設備為學生呈現雜技表演中雜技演員頂缸的圖片以及海岸線島上關于力的平衡的雕像，讓學生觀察圖片，尋找共同之處。高中階段學生本身對生動精彩的圖片感興趣，教師利用多媒體課件以兩幅直觀生動的圖片為著力點，引入共點力的平衡相關知識點，能夠激發學生對內容的探究興趣，同時也可以讓高中物理教學變得更加可視化。利用多媒體教學設備開展高中物理力學教學工作對高中物理教師的專業素質以及專業能力等提出了更高的要求，作為高中物理教師應該樹立終身學習的理念，加強對多媒體教學設備的研究和學習，掌握應用多媒體教學設備的方法和技巧，讓多媒體教學設備能夠更好地服務于高中物理教學工作，提高高中物理力學教學的有效性[]。

結束語

綜上所述，可視化方法在高中物理力學教學中具有良好的應用價值，作為高中物理教師應該加強對可視化方法的研究，掌握應用可視化方法的技巧和策略，將可視化方法在高中物理力學教學中進行有效的嘗試，促進高中物理力學教學工作改革發展。

參考文獻

[1]陳麗君.高中物理信息化教學手段的應用與成效分析[J].新課程導學，2025（15）：45-50.

[2]曾凡勇.基于概念圖的高中物理可視化教學策略[].中學課程輔導，2025（16）：3-5.

[3]陳建林.探討高中物理概念圖教學法的應用與效果[].學苑教育，2025（15）：79-81.

[4]趙瑞冬.可視化方法在高中物理力學教學中的應用策略分析].數理天地（高中版），2025（10）：170-172.

[5]譚志剛，文博云.可視化科學思維探究的高中物理課例：以“曲線運動”為例[].實驗教學與儀器，2025，42（1）：32-35.

[6]王卿.從抽象到具象：高中物理概念可視化教學法[].當代家庭教育，2024（23）：149-151.

本文系福州市綜合實踐（研學實踐）及勞動教育研究2025年度立項課題“基于福州本土資源的中學綜合實踐活動研究”（課題立項審批編號：FZSJ2025019）的研究成果。