薛忍荣

(江苏省海安市曲塘中学 226600)

高中物理具有高度的抽象性和严谨的逻辑性,导致学生的学习认知存在一定的难度.而教师在课堂中利用思维可视化方法,可以将抽象复杂的知识概念转换为直观形象的知识内容,不仅有利于锻炼学生的抽象思维能力,还能有效提高学生学习物理知识的积极热情.因此,教师可在物理课堂中依据学生的思维方式,采取可视化教学形式,通过物理知识概念的形象表现,有效促进学生推理计算能力和发散思维能力的综合发展.

一、形象直观,激发兴趣

知识可视化是基于图式理论、知识管理理论的教学形式,教师在高中物理教学中,以图解的形式来表达抽象的知识概念,能激发学生独特的思维能力,使学生在加工记忆信息的过程中形成创作构想.教师在教学中开展可视化教学,主要是利用概念图、流程图等图形思维工具,来表述完整的知识结构体系,促使学生在直观形象的氛围中,实现左右脑相互协作和配合,增强学生对物理知识的记忆和理解.由于高中阶段的物理知识更为抽象复杂,教师采用知识可视化教学方法,可清晰的概括物理知识重点和复杂的规律概念,降低学习难度,使学生在视觉和语言方式的双重启发和刺激下,有效深化对物理知识的辨别和记忆能力,教师通过完整直观的图形结构来串联各个知识概念,不仅可以加强学生对物理知识的探究兴趣和学习热情,还能充分锻炼学生的抽象思维能力.

例如,教学《牛顿第三定律》过程中,教师可以利用思维导图可视化工具来解释相关问题,让学生在独立思考的过程中,清晰的理解作用力、反作用力与平衡力的区别,思维导图是发散性思维可视化工具,教师通过图形表述便于学生的提炼、整理和记忆.教师在课堂中确定“牛顿第三定律”中心主题,向学生绘制呈树枝状图形,由此向外有层次的发散物理知识的关键节点,“作用力和反作用力”、“平衡力”分别为第二支点,由此在各自关键词的支点继续向外发散,并阐述相应第三支点,学生通过图形各个支点的关键词语就可以清楚的理解“大小相等、方向相反、作用在一条直线上”为共同点,而“作用力和反作用力”的“性质一定相同”和“平衡力”的“性质不一定相同”则为不同点,学生可以快速调用关键词的相关图形,清晰的梳理各个知识点之间的相关联系，有利于学生对知识概念的记忆和整理.

二、归纳推理,梳理脉络

教师在高中物理课堂应用可视化教学,能将复杂的物理概念转换为直观形象的知识内容，提高学生的认知能力.教师要利用图形结构清晰的概括物理知识概念的要点、重点和对比知识点.让学生在图形的观察、绘制过程中形成正确的解题思路.概念图可以清晰表达各个概念之间的某种相关联系,有利于对学生创新思维能力的开发.在采取知识可视化教学的过程中,教师在课堂中可利用概念图将各类知识相互联系,让学生在分析思考中形成自己的知识体系,同时教师在知识可视化教学中,鼓励学生积极参与到教学中来,由于图形是以层级方式来呈现知识概念,并以连线的方式连接各个概念形成完整的知识网络.教师可组织学生以小组的形式,绘制、完善、展示自己知识结构图,让学生在手脑并用的学习中,加深理解.

例如,教学《牛顿第二定律》过程中,教师可以通过问题的启发,加强学生对公式中各物理量的意义及相互关系的理解和学习,“物体的加速度与其质量之间存在什幺关系?”教师启发学生思考,促使学生可以在语言和图形的双重启发下,深刻理解牛顿第二定律的意义.教师提问“牛顿第二定律的内容是怎样表述的?”教师让图形结构中含义最广最具概括性的概念“牛顿第二定律”在最上层级,然后依次向细节概括,“加速度的方向跟合外力的方向相同”“力是使物体产生加速度的原因”概念图中教师可用交叉连线将各个层级看结构知识点联系起来,在力与物体的加速度的下一层级,标记出“矢量性、瞬时性、独立性”等特点,然后教师可以指导学生结合图形,对牛顿第二定律应用时的一般步骤进行归纳、总结，让学生在推理、分析中准确理解物体的受力情况和运动情况.

三、信息感知,深化理解

知识可视化工具种类较多,教师在课堂中不仅可以应用各种图形思维工具,还可以利用图片或视频为学生呈现直观形象的学习情境,启发学生对物理知识概念进行思考,尤其是视频内容具有声色兼备的特点，可刺激学生视觉、听觉多感官,使学生在声音、色彩、画面的启发下,能积极深入的对问题进行思考,让学生更乐于接受和理解抽象化的物理概念,教师可以利用图片或视频向学生传递复杂的知识难点,让学生在生动的学习情境中获取更为丰富的知识信息.由于各类可视化工具的特点不同,教师在实施可视化教学过程中,要灵活选用教学工具,让学生在可视化学习环境中获取深刻的知识体验.

例如,教学《牛顿第一定律》过程中,教师可利用多媒体视频阐述“亚里士多德和伽利略的观点”,通过微视频来演示实验，生动形成的实验画面不仅提高了物理实验效率，还能进一步激发学生对物理学习兴趣，加深学生对物理知识概念的正确理解和运用.视频中“乒乓球在水平面上被风吹动,风停后乒乓球球仍运动了一段距离.”教师启发学生思考,乒乓球运动一段距离后停了下来,为什幺?教师结合问题启发学生思考，培养学生观察、分析、归纳能力,然后教师向学生播放小车从斜坡到三种不同材料的水平面上滑动视频,在引出影响因素“摩擦力”的同时,进一步促进学生推理能力和猜想的能力的综合发展.

综上所述,教师在高中物理课堂教学中,应注重对学生抽象思维和推理、归纳能力的培养,让学生在图解形式的思考探究中,不断强化对物理知识概念的学习和理解.知识可视化教学是基于图式理论、双重编码等多种理论的教学形式,教师在教学中以概念图和思维导图工具,转换知识的呈现方法,可极大调动学生学习的积极兴趣,促进学生对物理规律本质的深度理解.