可視化教育理論與高中物理教學(xué)創(chuàng)新思考研究

王穌

【摘要】高中物理知識抽象性和邏輯性相對較強(qiáng)，按照傳統(tǒng)的教學(xué)方法，學(xué)生往往無法形成對物理知識的形象化感知，學(xué)習(xí)效率和效果也會受到不良影響。文章嘗試從可視化教育理論入手，對高中物理教學(xué)創(chuàng)新進(jìn)行了探究，力求能為物理教學(xué)改革提供良好的支持，高效培養(yǎng)學(xué)生的物理知識和技能。

【關(guān)鍵詞】可視化教育理論;高中物理;教學(xué)改革;創(chuàng)新

可視化教育理論具體指思維可視化方面的教育理論，主張?jiān)诮虒W(xué)活動中以可視化的教學(xué)方式直觀呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生能對涉及的知識點(diǎn)形成清晰、明了的認(rèn)識，能在頭腦中構(gòu)建完善知識體系，從而提高對學(xué)科知識的學(xué)習(xí)效果。在高中物理教學(xué)實(shí)踐中，基于可視化教育教學(xué)理論，教師可以嘗試對物理教學(xué)活動進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，引入新型教學(xué)方法落實(shí)可視化教學(xué)，對學(xué)生實(shí)施積極有效的物理教學(xué)指導(dǎo)，提升物理教學(xué)活動的綜合效果，為學(xué)生對物理知識進(jìn)行深層次探究創(chuàng)造良好的條件。

一、可視化教育理論指導(dǎo)高中物理教學(xué)的優(yōu)勢

可視化教學(xué)是一種能將復(fù)雜的物理知識轉(zhuǎn)化為直觀形象物理教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)理念和方法。新時期按照新課程標(biāo)準(zhǔn)對高中物理教學(xué)進(jìn)行改革創(chuàng)新的過程中，結(jié)合信息技術(shù)的應(yīng)用和全新教學(xué)理念、教學(xué)方法的實(shí)踐應(yīng)用，高中物理教師嘗試針對可視化教學(xué)進(jìn)行探究和分析，對物理教學(xué)活動進(jìn)行創(chuàng)新，能進(jìn)一步發(fā)揮可視化教育理論的指導(dǎo)作用和應(yīng)用優(yōu)勢，循序漸進(jìn)地提高高中物理教學(xué)活動的整體水平。對可視化教育理論應(yīng)用于高中物理教學(xué)活動的基本情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)教學(xué)優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾方面。

其一，可視化教學(xué)能增強(qiáng)物理教學(xué)的生動性和直觀性，使教師在教學(xué)活動中可以將復(fù)雜、抽象的物理知識點(diǎn)以直觀形象的方式展現(xiàn)在學(xué)生面前，方便學(xué)生對這部分物理知識點(diǎn)進(jìn)行深入的探究，還能加深學(xué)生對物理知識的理解和認(rèn)識，從而對教學(xué)效果進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，切實(shí)提升高中物理教學(xué)的整體水平[1]。

其二，可視化教學(xué)能豐富物理教學(xué)內(nèi)容，能將課內(nèi)外可視化教學(xué)資源進(jìn)行整合應(yīng)用，真正按照學(xué)生的學(xué)習(xí)需求實(shí)施可視化教學(xué)指導(dǎo)，使學(xué)生對物理知識學(xué)習(xí)探究產(chǎn)生濃郁興趣，主動針對物理學(xué)科知識進(jìn)行探索，從而在學(xué)習(xí)實(shí)踐中獲得積極的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

其三，可視化教學(xué)能促進(jìn)師生有效互動，引導(dǎo)教師和學(xué)生針對物理知識的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行多元化解析，真正調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生在對物理知識進(jìn)行探索的過程中始終保持積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而對教學(xué)效果進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，對學(xué)生實(shí)施高質(zhì)量的教學(xué)指導(dǎo)，在師生互動中促進(jìn)積極健康教學(xué)氛圍的營造，切實(shí)保障學(xué)生能對物理知識的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行深層次探索[2]。

由此看出，在全面推進(jìn)高中物理教學(xué)改革的背景下，可視化教學(xué)理論的應(yīng)用能展現(xiàn)高中物理教學(xué)的優(yōu)勢，有助于對學(xué)生實(shí)施更加生動、形象的物理教學(xué)指導(dǎo)，降低學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的難度，促使高中生在物理學(xué)習(xí)實(shí)踐中始終保持積極的狀態(tài)，從而提高物理教學(xué)指導(dǎo)的有效性，有助于為學(xué)生下一步對物理知識進(jìn)行更加深入系統(tǒng)的探究指明方向。

二、可視化教育理論下高中物理教學(xué)改革創(chuàng)新的措施

在可視化教育理論的指導(dǎo)下，高中物理教師在對教學(xué)活動進(jìn)行改革創(chuàng)新的過程中，要積極探索可視化教學(xué)活動的組織實(shí)施，引導(dǎo)學(xué)生對相關(guān)物理知識進(jìn)行細(xì)化的探究，從而對學(xué)生實(shí)施有效的物理教學(xué)指導(dǎo)，保障學(xué)生在物理知識學(xué)習(xí)實(shí)踐中獲得積極的學(xué)習(xí)感悟和學(xué)習(xí)體驗(yàn)。下面就對思維可視化教學(xué)在高中物理教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行分析，為高中物理教學(xué)改革活動的開展提供有價值的指導(dǎo)，力求有效提高教學(xué)效果[3]。

（一）繪制思維導(dǎo)圖，促進(jìn)知識體系構(gòu)建

對于高中物理教學(xué)活動來說，在可視化教育理論的指導(dǎo)下，教師在對物理教學(xué)活動進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新的過程中，可以嘗試將復(fù)雜的物理知識點(diǎn)與無法直觀感受的物理關(guān)系等以思維導(dǎo)圖的方式展現(xiàn)出來，使學(xué)生對這方面的知識內(nèi)容形成形象化的感知，在學(xué)習(xí)實(shí)踐中可以準(zhǔn)確把握各部分物理知識之間的聯(lián)系，對涉及的物理知識進(jìn)行系統(tǒng)的探究，切實(shí)保障高中物理教學(xué)活動能對學(xué)生產(chǎn)生吸引力，引導(dǎo)學(xué)生對物理知識進(jìn)行有意識的探索，從而保障教學(xué)效果得到進(jìn)一步優(yōu)化，高中物理教學(xué)質(zhì)量得到進(jìn)一步提升。

例如在學(xué)習(xí)“圓周運(yùn)動”過程中，由于這方面知識點(diǎn)相對復(fù)雜，涉及的公式較多，學(xué)生在初期往往無法對不同的公式進(jìn)行準(zhǔn)確的區(qū)分，在解題方面往往會出現(xiàn)計算錯誤和求解偏差情況，影響學(xué)習(xí)效果的提升。因此，教師在對這部分物理知識進(jìn)行講解的過程中，可以嘗試引入圓周運(yùn)動思維導(dǎo)圖，在可視化教學(xué)中使學(xué)生能直觀把握生活中的圓周運(yùn)動，描述圓周運(yùn)動的物理量，對離心運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動、變速圓周運(yùn)動、線速度以及角速度與周期的關(guān)系等形成直觀的認(rèn)識，能把握不同知識點(diǎn)之間的聯(lián)系，對這部分物理知識的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行探究[4]。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合思維導(dǎo)圖的輔助，學(xué)生還能從線速度、角速度、向心加速度、向心力、轉(zhuǎn)速、周期以及頻率角度對圓周運(yùn)動知識體系中涉及描述圓周運(yùn)動的物理量進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，并在實(shí)際解決物理問題的過程中對解題方法做出合理的選擇，通過繪制思維導(dǎo)圖構(gòu)建完善的知識體系，從而循序漸進(jìn)地優(yōu)化高中物理教學(xué)活動的綜合效果，在可視化教學(xué)中實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。

（二）設(shè)計視頻輔助，直觀展示教學(xué)內(nèi)容

部分高中物理知識內(nèi)容，采用直接講解難度大，學(xué)生往往無法對教學(xué)內(nèi)容形成深層次感知，甚至?xí)诶斫獠粔蛲笍氐那闆r下對學(xué)習(xí)物理知識產(chǎn)生畏難心理，不愿意主動針對物理知識的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行分析，會限制對物理知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，導(dǎo)致物理綜合學(xué)習(xí)效果下降。針對這一情況，高中物理教師在可視化教育理論的指導(dǎo)下，可以發(fā)揮視頻輔助教學(xué)的作用，直觀展示相關(guān)物理知識，指導(dǎo)學(xué)生對這部分物理知識進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，從而高效培養(yǎng)高中生的物理學(xué)習(xí)能力。

例如在學(xué)習(xí)“電勢”方面的物理知識時，為了讓學(xué)生對電勢方面的知識形成形象的感知，教師可以嘗試采用視頻輔助教學(xué)的方式，在網(wǎng)絡(luò)上搜集與電勢相關(guān)的3D動畫可視化介紹，展示與本節(jié)課所學(xué)相關(guān)的物理知識，對涉及的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析，促使學(xué)生對物理知識產(chǎn)生形象的理解。在學(xué)生對這方面的物理知識形成形象化感知后，為了讓學(xué)生對這方面物理知識的實(shí)踐應(yīng)用形成全新的認(rèn)識，教師可以為學(xué)生展示《閉合電路電勢升降動畫》視頻內(nèi)容，將電梯的工作原理作為視頻展示的核心。組織學(xué)生觀看直觀的動畫視頻，能使學(xué)生對電動勢、內(nèi)電阻、外電阻以及電梯運(yùn)行涉及的原理形成形象化的感知，并在視頻輔助下對這方面的物理知識進(jìn)行深入系統(tǒng)的探索，從而對物理知識在生活中的應(yīng)用形成客觀準(zhǔn)確的認(rèn)識。這樣發(fā)揮視頻可視化教學(xué)的輔助作用，能使高中階段的學(xué)生對物理知識進(jìn)行主動學(xué)習(xí)和探索，并且能很好地培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐能力，確保高中階段物理教學(xué)質(zhì)量得到全面提升[5]。

（三）落實(shí)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)，形象感知物理現(xiàn)象

物理實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要組成部分。在可視化教育理論的支持下，教師在對高中物理教學(xué)進(jìn)行改革的過程中，可以探索實(shí)驗(yàn)可視化教學(xué)的組織與實(shí)施，借助物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行直觀觀察，獲取相關(guān)物理知識，從而對實(shí)驗(yàn)可視化教學(xué)內(nèi)容形成全新的理解。同時，為了發(fā)揮實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)的作用，教師可以將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象準(zhǔn)確地記錄下來，如果不方便記錄或者實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象存在觀察難度，可以依托信息技術(shù)平臺，開展虛擬實(shí)驗(yàn)活動，對學(xué)生實(shí)施有效的物理可視化教學(xué)訓(xùn)練，從而循序漸進(jìn)地提高物理教學(xué)活動的綜合效果，提升綜合教學(xué)質(zhì)量[6]。

例如教師在講解“動力勢能”方面知識的過程中，為了讓學(xué)生對動力勢能的影響因素形成形象的感知，可以嘗試設(shè)計探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，總結(jié)動力勢能的影響因素，加深對這方面知識的學(xué)習(xí)和理解，重點(diǎn)對高中生的物理實(shí)驗(yàn)探究能力進(jìn)行合理的訓(xùn)練。在實(shí)驗(yàn)活動中，教師組織學(xué)生對涉及的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察、總結(jié)和分析，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)方面的問題，并組織學(xué)生進(jìn)行深入的思考，確保學(xué)生在實(shí)驗(yàn)可視化教學(xué)活動的輔助下能對動力勢能方面的知識點(diǎn)形成深層次的感知，從而切實(shí)提高教學(xué)組織成效，保障學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[7]。需要注意的是，在開展物理實(shí)驗(yàn)可視化教學(xué)的過程中，教師要加強(qiáng)與學(xué)生進(jìn)行互動交流，及時引導(dǎo)學(xué)生發(fā)表自己的看法，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等提出疑問，培養(yǎng)學(xué)生的物理探究能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，使學(xué)生找到合適的學(xué)習(xí)方法，能對相關(guān)物理知識的應(yīng)用進(jìn)行實(shí)踐探究，夯實(shí)物理教學(xué)指導(dǎo)的基礎(chǔ)，真正彰顯物理可視化教學(xué)的價值。

三、結(jié)語

綜上所述，在全面促進(jìn)高中物理教學(xué)改革創(chuàng)新的過程中，教師積極探索思維可視化教學(xué)模式的組織實(shí)施，在可視化教學(xué)基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生對物理知識進(jìn)行深入思考，使學(xué)生對物理知識之間的關(guān)系形成形象的認(rèn)識，加深對物理知識的理解，提高物理學(xué)習(xí)效果。因此，教師要積極探索思維可視化教學(xué)的實(shí)踐應(yīng)用，真正發(fā)揮可視化教育理論的作用，對高中物理教學(xué)進(jìn)行改革創(chuàng)新，切實(shí)保障學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力和探索能力得到良好的培養(yǎng)。

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