思维可视化技术在高中物理习题课中应用效能研究——以《机械能守恒定律》应用为例

侯天江

（贵州省息烽县第一中学 贵州贵阳 551100）

思维可视化技术在高中物理习题课中应用效能研究
——以《机械能守恒定律》应用为例

侯天江

（贵州省息烽县第一中学 贵州贵阳 551100）

高中物理教学中，如何提高学生准确阶梯的思维能力，让学生从题海中走出来，以一变应万变，这是很多老师关注的地方。思维可视化技术在物理习题课中的应用将有效地提高学生解题力和思维能力，在其应用实践中总结得出了解决物理习题的"三环节"方法，从根本上解决了学生处理习题难的这一现状。

高中物理习题 思维可视化技术 能效 三环节

引言

习题训练时，很多时候学生都有这样一个感觉，一听就懂，一做就错。同一个考点知识，重复很多次，只要变一个模式学生就陌生，无从作手，感觉付出和收获不成正比、枯燥、低效、厌倦笼罩着整个心身。学习越来越吃力，学生已经变成了学习的奴隶，久而久之有的学生变成了学习的逃兵：有的心甘情愿的变成学习的奴隶，骨子里都透射出奴性思想，《成功大学》这一书中讲了一句话：“勤奋的双脚要站在正确的道路上，方向不对努力白费。”做什么事情都要讲方向讲方法，这样才会事半功倍。思维可视化技术强调思考方法及思考路径的梳理没呈现，它打破了传统教学模式对知识表征的简单呈现，更加有效提高信息加工及信息传递的效能。下面将展示我曾经用思维可视化技术教学的一堂习题课的部分内容，供大家参考。

【经典案例】滑块和小球的质量均为m，滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动，小球与滑块上的悬点O由一种不可伸长的轻绳相连，轻绳长为L。开始时，轻绳处于水平拉直状态。小球和滑块均静止，现将小球由静止释放，当小球到达最低点时，滑块刚好被一表面涂有黏性物质的物体挡板粘住，在极短的时间内速度减为0，小球继续向左摆动。当轻绳与竖直方向的夹角θ=60°时，小球到达最高点。求：滑块与挡板刚接触时（滑块与挡板还未相互作用）滑块与小球的速度分别是多少？

【传统做法与思维可视化技术比照】

【对比两种做法】相同点——解题结果都是一样：不同点——传统做法注重解题结果，对知识的加工和问题的解决思考过程，往往是不可见的，这样会使得学生更多的是关注答案，忽视答案的生成过程。习题训练中，学生思维的发展并不来自于“答案的积累”，而来自于“生成答案的思维方法和过程”。要提高物理习题课的教学效能，我们就必须变“强调答案”为“强调答案的生成过程”，变“依靠感性经验答题”为“运用理性思考解题”。而这就要求我们必须把“看不见的”思维的过程和方法清晰地呈现出来，以便更好的理解、记忆和运用。

【“三环节”方法】针对我校实际情况，进行调查发现：高中物理学习中，学生处理物理问题时多数学生对物理概念、规律、适用条件及其表达形式的理解都存在一些问题；对物理状态、过程、情景、重要因素和有关条件的分析不到位；对用自己学过的物理理论、实验方法和实验仪器处理实验问题都感到困难。在教师中调查发现教学时都以学习资料作为材料。章节知识为线索，精选一定的代表性问题由教师讲解分析，选择足够量的训练题，让学生进行巩固练习和建构模型的方式进行训练。两种现状表明：教师在物理练习训练中未充分培养学生对物理状态、过程、情景、重要因素和有关条件的分析，导致学生综合分析问题和解决问题的潜能，没有得到充分地开发。对物理问题分析不清。针对上述问题，本课题通过近两年研究实践总结得出：思维可视化技术处理高中物理习题教学效能的“三环节”方法：

①审题目、明问题、定对象；

②析过程、找状态、画情景；

③选规律、写步骤、解问题。

【抽样实验】“三环节”方法，是培养学生做题的思维习惯，通过设置各种不同的典型性和针对性的物理习题集，曾统计得出：

表一：高中物理习题各项训练统计

表二：数据处理—柱形图对比

【实验结论】从图可以看出被实验的学生在对概念的理解、定理规律的应用、以及综合分析物理问题的思维能力比没有被实验的学生要高。思维可视化技术处理高中物理习题教学效能的“三环节”方法是行之有效的，思维可视化技术处理后的三个环节，形象生动、化繁为简、有的放矢。他们互相联系互相已存，既独立又统一，高度分化又深度结合。

【结束语】思维比知识更加重要，没有思维的碰撞，就没有火花的诞生，学习上学生就缺少求知激情。课堂上就缺少了灵动性。而思维可视化技术更是让学生思维过程得以有效展现出来，通过图示的呈现，我们可以判断出问题存在于哪里，进而快速准确地帮助学生解决物理难题。总之开展可视化技术在物理教学领域的应用研究与实践需要，我们大家一起奋斗为祖国的教育事业培育出一代代接班人。

［1］刘庆兵，在高中物理教学中，要凸显学生创新能力的培养［J］，数理化学习。2011，<03>

［2］赵华，高中物理教学中怎样培养学生的创新能力［J］.科学咨询（教学科研）。2010.<10>

［3］百度.百科 http://baike.baidu.com/link？url=UXn49AwacwsPDI-iveI8DXK。