思维可视化视角下的高中物理插图教学研究

2021-04-22展云飞

广西物理 2021年4期

关键词：可视化高中物理物理

展云飞

(南通大学附属中学，江苏南通 226000)

1 思维可视化视角下高中物理插图教学意义

物理课程作为高中教育的重点课程，肩负着非常重要的教育任务，在学生的物理知识学习与科学精神培养中发挥着基础性的作用。插图是物理教材的有机组成部分，也是辅助学生物理学习的有效载体。对此，教师要从思维可视化的角度出发，开展好高中物理插图教学。

1.1 激发学习兴趣

前苏联教育家苏霍姆林斯基曾言“兴趣是学生学习做好的老师”，兴趣不仅是开启学生学习大门的钥匙，也是学生学习活动得以持续的重要保障。思维可视化视角下，高中物理插图教学具有重要的价值。首先，可降低学生对新知识的陌生感。学生的学习本质上是一种从已知到未知的过程，物理插图多围绕生活中的物理现象、物理问题创设，学生对这些生活现象非常熟悉，容易对物理课程产生浓厚的兴趣；其次，可降低课程学习的枯燥感。学习内容枯燥难懂是学生普遍反映的问题，这极大地制约了学生的学习兴趣。物理插图教学能够将抽象难懂的物理知识融入到直观的情境中，能有效降低学生学习的枯燥感。

1.2 促进思维发展

物理课程对学生的思维品质，特别是高阶思维有着很高的要求。因此，促进学生的思维发展就成为高中物理教学的重点内容。对此，思维可视化视角下的高中物理插图教学在促进学生思维发展中发挥着重要的作用。一方面，思维可视化视角下的高中物理插图教学需要学生深入观察插图，提炼插图中的信息，需要学生结合所学知识对插图进行分析，这对学生的综合思维能力以及分析能力的培养与发展有着重要的作用。另一方面，思维可视化视角下的高中物理插图教学要求学生结合教材知识点，解决插图中所提出的问题，这对学生迁移应用思维的发展大有裨益。

1.3 培育核心素养

随着教育教学实践的不断深入，高中物理教学目标发生了深刻的变化，逐渐从传统的三维目标演变为更具综合性的核心素养目标。培育和发展学生的物理学科核心素养成为当前高中物理教学的重要任务。高中物理核心素养包括物理观念和应用、科学探究和交流、科学思维和创新、科学态度和责任四点内容，而思维可视化视角下的高中物理插图教学在学生核心素养的培育中发挥着重要的作用。

2 思维可视化视角下的高中物理插图教学原则

2.1 主体性原则

课堂教学价值观的转变是思维可视化视角下物理插图教学的首要内容，而强调学生的主体地位则在其中发挥着关键性的作用。学生的主体性是学生最为基本的特征之一，学生的主体性一方面体现在所有的教育活动都服务于学生主体的需要，或者说以学生的主体发展，尤其是核心素养的发展为核心目标；另一方面也体现在教育活动由学生主体层面的自主学习完成，从课前预习、课中自学到课后总结反思，学生均发挥主体性作用，教师则主要起到辅助作用。思维可视化视角下物理插图教学要遵循主体原则，发挥好学生在物理学习中的主体性地位。

2.2 启发性原则

一些教师受传统观念的影响，在课堂管理中难以将学生视作平等的对话、交流对象，以高高在上的姿态开展管理活动，由此导致的结果便是管理方式存在单一、粗暴的问题，不少学生对教师存在畏惧心理，从而阻碍了师生间的交流。因此，思维可视化视角下物理插图教学要遵循启发性原则。首先，营造开放的教学氛围，让学生在开放的教学氛围中大胆地与教师、同学展开交流，提升学生主动探索物理学习思路、方法的意识；其次，建立启发式的课堂教学理念，改变以往物理指导中直接告诉学生如何做的思路，以课堂讨论等方式来启发学生自主解决学习中的问题。

2.3 渐进性原则

高中物理学习是一个不断深入的过程，因此，教师在插图教学中同样要遵循渐进性原则。首先，根据学生的学习阶段开展指导。高中物理学习分为多个阶段，不同阶段的学习任务、学习重点、学习难度有着很大的差别，教师的指导要立足学生的学习阶段，有层次地开展教学工作，保证教学效果。其次，注意教学内容的层次性。高中物理插图众多，不同内容的难易程度有着很大的差别，因此，教师要注重教学内容的层次性，遵循由易到难的基本思路，让学生逐步把握插图学习的要点，提升教学的实效性。

3 思维可视化视角下高中物理插图教学对策

3.1 围绕插图设置情境

对高中生而言，物理课程是一门难度系数较高的课程，学生在知识点的认知、理解、吸收中存在着不小的困难。对此，情境教学有着非常重要的应用价值。情境指客观环境与主观心理因素所构成的情和境的总和，具有化抽象为具体的作用，而问题情境则是物理教学中情境创设的常见类型。物理源自生活，生活中存在着大量的物理现象，同时，物理也服务于生活，借助物理知识、物理实验可以解决生活中的物理问题。因此，以生活现象为素材创设问题情境，可作为提高高中物理教学效果的方法之一。教师要从插图出发设置情境，以“重力和弹力”教学为例，教材开篇便是人在空中跳跃的插图，并让学生分析空中人所受到的重力。笔者结合插图播放了一段跳高的视频，视频中包括跨越式跳高和背越式跳高两种情境。带学生看完视频后，笔者问到，哪一种跳高更为容易？这个问题的本质和物理学中的重心概念有关，对学生更好地理解教学内容有重要的帮助。又如，在“力的合成与分解”中，笔者带了一根绳子，并在绳子的中间系上了一个秤砣，然后让一个学生来将绳子拉直。结果学生怎么拉，都拉不直。这个时候，笔者从教学内容出发，顺势引导学生思考力的合成与分解的问题。

3.2 利用插图引导交流

从维果茨基对最近发展区的解读来看，最近发展区的内涵可以概括为“一段距离”，即学生独立解决问题时所显示出来的发展程度与学生在有人指导或有同伴帮助时所显示出来的发展程度之间的距离。最近发展区理论厘清了学生实际发展程度与可能发展程度之间的关系，为学生从实际发展程度向可能发展程度的跃进提供了指引。因此，在高中物理插图教学中，教师要从学生的实际发展程度出发，让学生调动已学知识，引导学生思考，从而实现向可能发展程度跃进的目标。以“速度”的教学为例，学生对速度的概念并不陌生，初中时期便已经了解了速度的计算公式。教材以运动员跑步的情境为插图（见图1），并设置了两个问题，一是“你还记得初中是怎样描述物体运动快慢的吗？”二是“运动员在比赛中的不同时段，运动的快慢是一样的吗？”笔者在教学中，围绕插图设计了借助一道简单的速度计算题目，调动学生的记忆。借助插图设计问题能够启发学生思考，引导学生交流。

图1 速度插图

3.3 借助插图开展实验

物理课程是以实验为基础的课程，实验探究与创新意识则是物理课程核心素养的重要内容，它要求学生具备实验探究的能力，要求学生能够借助实验设计与优化来学习知识、解决问题，并在实验中树立创新意识，形成独立思考、勇于创新的精神。高中物理实验教学是一项系统性工程，包括：第一、实验原理的讲解，实验原理讲解是高中物理实验教学的基础性内容，也是引导学生实验探究的初始环节，学生必须对物理反应原理有深入的了解，才能开展物理实验；第二、实验准备，高中物理课程教学内容丰富，涉及到大量的实验，不同实验的内容、目标有着很大的差别，因此，紧扣课程教学的需求，做好实验准备就成为实验开展的先决条件；第三、实验方案的设计，实验方案的设计是实验教学的核心环节，任何物理实验的开展都必须有明确、具体的实验方案；第四、实验操作，核心素养视角下的高中物理实验需要交由学生来自主完成，而学生的团队合作则是强化物理生实验操作能力与合作能力的重要手段；第五、实验结果的观察与总结，观察实验是否达到了预期结果，如果没有达到则要分析影响实验结果的因素。总之，插图在助力实验教学中有着重要的作用，能够用直观的情境呈现出实验的要点与步骤。比如：在位移和时间的测量中，教材展示了电磁打点计时器的插图（见图2），对学生开展实验具有辅助作用。

图2 电磁打点计时器插图

3.4 引导学生制作插图

高中物理课程每一章节都涉及到大量的知识点，学生很容易出现学习遗漏的现象。对此，思维导图有着重要的应用价值。思维导图以美术为基础，借助图文并重的方式来建立记忆链接，将处于同一层次，或者不同层次的信息节点用相关或隶属的层级图展现出来，从而形成兼有逻辑性和形象性的记忆工具。思维导图主要由中心词、分支、辅助工具构成，其中，中心词是思维导图赖以形成的基础，所有的分支均从中心词延伸开来。分支则是思维导图向外扩散的主要表现，根据扩散的需要可以分为一级分支、二级分支、三级分支乃至更多，分支内部为平等关系，上下为隶属关系。辅助工具则有图像、颜色等，具有化抽象为直观的作用。对此，教师在高中物理插图教学中，既要从思维可视化出发，强化教材中插图的运用，也要立足学生的主体地位，引导学生自主绘制插图，特别是在教学总结环节，更要让学生系统回顾梳理教材中的内容，并绘制相应的思维导图。比如：在磁场、磁感线的教学中，磁场、磁感线为中心词，一级分支包括磁感线、磁铁的磁场、电流的磁场、相互作用、来源、基本性质、小磁针在磁场中等。