刍议高中物理可视化教学的原则及其他

曹秀琼

【摘 要】阐述高中物理可视化教学的四个原则：科学性原则，生本性原则，图表优先性原则，整体性原则。为高中物理可视化教学提高参考。

【关键词】高中物理 可视化教学 原则

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）06B-0128-02

在物理的教学过程当中，如何提升学生的抽象思维能力是不少学者一直在研究的课题，这也是物理教师所迫切希望掌握的基本手段。伴随着现代教育技术的成熟与进步，高中物理可视化教学的优势日渐显现。将抽象知识可视化，把隐性知识显性化，可以使复杂的物理知识得以简化，使学生能够容易接受和掌握知识。

具体来说，高中物理可视化教学是运用视觉表现手段和物理实验等教学元素，促进高中物理知识的传授、传播与学习。它通过绘制过程草图和知识图表以及借助图形、音视频等视听形式来体现各个知识之间的联系，导引学生主动理解图形、图表的意义，进而使得学生认识、记忆、掌握和应用新的知识。从过程与方法、文化情感层面上将知识进行转移，实现知识的传播。高中物理可视化教学将文本形象化，使文图并茂、色声皆佳，增大课堂的“容量”，激发学生的好奇心，诱发学生的学习兴趣，调动学生积极性，从而提升高中物理的教学质量。

可视化教学对于高中的物理教学来说具有重要的意义，然而如果可视化教学在实际的运用中存有不当，则会违背教育和科学的原理和本意，误导学生，弄巧成拙。鉴于此，作者根据多年的教学经验，结合新的课程标准探讨高中物理可视化教学的原则，为高中物理教师提供参考。

一、科学性原则

对于高中物理教学来说，其教学任务是引导学生认识物质世界的客观规律，并了解现代科学技术，并帮助学生形成正确的世界观、价值观、人生观以及自然观，培养学生具有认识世界和改造世界的能力，为学生的终身发展、应对当前社会和未来发展的挑战奠定基础。物理教学是追求真理、提高素养和培养能力的一个过程，不但要注意其教学内容的科学性，而且要重视教学的方法、技术和手段。相对而言，科学性就是物理可视化教学的第一原则。

比如，教师在教授回旋加速器的时候，有的教师为了使得学生更好地了解带电粒子的回旋加速过程而使用图1所示的运动轨迹，这是有问题的。因为回旋加速器的特点是带电粒子每次通过两个半圆的金属盒之间的缝隙时，其加速增加的动能是一样的，回旋半径并非是线性增加，现作如下分析。

正如图2所示，在半圆的金属盒D1的中心O有一离子源，其产生的质量为m、电荷量为q的粒子经过两金属盒之间缝隙的电场加速器后进入金属盒D2。若两金属盒之间的加速电压为U，与金属盒水平的强磁场的磁感应强度为B，则离子经过电场加速后，第一次在金属盒D2中的速率v1与轨道半径r1分别由下面两式子确定。

带电粒子在回旋加速器D2内任何两个相邻的圆形轨道半径的比为，由此表明带电粒子在金属盒内部的运动轨迹之间的距离并不相等，越是靠近金属盒边缘，其间距就越小。

由上述的案例可以得出，在高中物理的可视化的教学过程中所运用的图片应该准确、细致，不可以凭空想象，猜测其现象和过程。

二、生本性原则

生本性原则，指的是以学生为本的原则，学生是高中物理学习的主人。教学上的生本原则就是以尊重学生个体为本，以呵护学生的创造天赋和灵性为基本，以促进学生的全面可持续发展为宗旨，尽力保护和发挥学生的积极性和能动性。认同学生掌握知识是一个探究的、创造的和选择的过程，是科学精神和创造精神的形成过程的观点。对于学生来说，最为重要的就是学会探究知识，能够为其终身的学习奠定基础。由此，高中物理可视化教学要以学生的全面协调可持续发展为目标，践行一切为了学生的理念。

三、图表优先性原则

拥有形态与色彩等多种特点的图表和图示信息相比于单一的语言文字更加具有魅力，人们对图片、图表信息的整合能力远远高于对文字信息的整合能力。实践教学的经验表明，在高中物理的可视化教学的过程当中“图”优于“表”，“表”优于“文字”，也就是说，图表相比于文字更容易让学生记住，更加能够凸显事物之间的联系，使得信息的表达更加鲜明生动。因此图表的科学合理利用在高中物理的可视化教学中处于极其重要的位置，图表优先性原则是高中物理可视化教学的基本技术原则之一。其原则具有以下特点：

1.借助图表减少文字量，将需要展现的文字转化为更加简洁直观的图形；

2.利用图表去阐述文字难以表达的关系，将复杂难懂的数据变得简单明了，有利于学生认知、理解和掌握；

3.在图表优先和科学性原则的前提下，优化图表，将必要的文字和图像、图表巧妙地结合起来，使其图文并茂，引人入胜。

四、整体性原则

整体性原则体现着高中物理可视化教学的系统化原理，经典物理学包含电学、力学、热学、光学、原子核理论等知识，这些知识构成了整个物理学的大厦，由此，高中物理中的每一个部分的教学都不是孤立存在的，而是整个知识体系不可分割的有机组成部分，与其他部分的知识之间存在密切的联系。高中物理的可视化教学的设计和教学应该从教材的整体出发，结合学生的身心特点和认知水平，明确每一个部分的教学内容在整个知识架构中的地位和作用。在以学生为本的基础之上，围绕新课程标准，利用可视化的方法和实验抓住关键问题，凸出重点，使教师、学生和教学媒体等要素之间相互统一，促进整体性迈进。

高中物理可视化教学在遵循以上原则的基础上，要利用好这些原则来进行教学。我们知道，物理是一门实验性的科学，物理教学离不开实验，包括教师的演示实验和学生的实验。物理中的很多现象、原理等难以用单纯的文字或语言来进行表现，而实验却能够很明显地将物理现象充分地表现出来，让学生感知到其中的道理。同时，物理实验更能有效地培养学生的观察能力，提升学生的创新能力与创新精神，这在其他的学科是很难做到的。因此，高中物理可视化教学要把实验教学放在首位，通过可视化教学来提高物理实验教学的质量。

另外，物理教学是一个极其复杂的过程，是一个系统化的体系，由教师、学生、仪器、教材和教学方法等基本的元素所构成。由此，为了实现教学目的，在高中物理可视化教学中要确保反馈渠道的顺畅。也就是说，通过建立一条顺畅的反馈渠道来促进教学发展，使学生能够通过反馈信息渠道更好地掌握知识与方法，不断地总结经验和改正错误，找出差距，促进发展；使教师能够通过反馈信息渠道及时了解和掌握教学情况，以便及时调整和改进教学方法，解决教学活动中出现的问题，实现教学的高度统一和步调协调性，从而更好地完成教学任务。

随着技术的进步，物理可视化教学能够利用技术进步和科学手段来更新教学形式，并使其内涵得到进一步扩展。高中物理的可视化教学在新科技不断发展的背景下迎来了自己的春天，教师可以通过各种方法来实现可视化教学，拓展课堂的“空间”，实现动静互换，让学生在学习中获得很强的视觉和听觉感染，更好地提高教学质量。

【参考文献】

[1]朱亚军.论高中物理可视化教学的学术原则与实施[J].物理教师，2015（6）

[2]吴小兵.知识可视化在高中物理教学中的实践[J].湖南中学物理，2015（10）

[3]伍国华，李克东.知识可视化教学应用的元分析研究[J].电化教育研究，2011（12）

（责编 卢建龙）