運(yùn)用可視化教學(xué)強(qiáng)化高中物理課堂實(shí)踐活動分析

摘 要：物理課程是高中課程教學(xué)領(lǐng)域的重要組成部分，與我們的實(shí)際生活聯(lián)系密切，但高中階段的物理知識過于深奧，也十分抽象，對很多學(xué)生而言，學(xué)習(xí)起來很吃力。教師通過運(yùn)用可視化教學(xué)，能有效地降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，提高課堂教學(xué)的有效性。文章將簡單分析可視化教學(xué)及其在高中物理課堂教學(xué)實(shí)踐活動中運(yùn)用的必要性，并在此基礎(chǔ)上分析探討可視化教學(xué)在高中物理課堂實(shí)踐活動中的具體運(yùn)用，以供相關(guān)教師參考。

關(guān)鍵詞：高中物理;課堂實(shí)踐活動;可視化教學(xué);運(yùn)用策略

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 收稿日期：2019-12-06 文章編號：1674-120X（2020）18-0098-02

一、引言

高中階段的物理相比初中階段的物理，在概念和知識方面更加深入，內(nèi)容更加復(fù)雜，也更加深奧。在實(shí)際教學(xué)中，教師不僅要幫助學(xué)生理解并掌握基礎(chǔ)的理論知識，還要培養(yǎng)他們推理新知、論證概念等探索的能力，并幫助學(xué)生學(xué)會利用學(xué)習(xí)到的知識解決實(shí)際生活中的問題。而要想達(dá)到這一目的，教師必須轉(zhuǎn)變思維，積極運(yùn)用可視化的教學(xué)方式，借助現(xiàn)代信息技術(shù)，通過為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)、恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)情境，將抽象、枯燥的物理知識直觀、形象、具體、生動地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，降低他們學(xué)習(xí)的難度，并促使學(xué)生自覺發(fā)揮主觀能動性，積極分析問題并解決問題，提高實(shí)踐應(yīng)用能力。

二、可視化教學(xué)的簡述

（一）可視化

可視化，在英語中被稱為“Visualization”，是指利用計算機(jī)信息技術(shù)的圖形學(xué)與圖像處理技術(shù)，將一系列數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的圖形或者圖像，然后展示在屏幕上，并以此進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)?？梢暬夹g(shù)涉及計算機(jī)信息技術(shù)的圖形學(xué)、圖像處理、視覺等諸多領(lǐng)域，日益成為研究數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)處理及決策分析等一系列問題的綜合技術(shù)。

在實(shí)際生活中，運(yùn)用可視化技術(shù)具有如下重要意義：

首先，可以幫助人們展現(xiàn)事物的全貌。當(dāng)前，在人們的學(xué)習(xí)或工作中，很多討論的主體都會涉及多種不同的元素，而且其中的某一個元素還可能影響到其他不同的元素，如果不借助可視化技術(shù)展示其全貌，就無法進(jìn)行有效的探討。其次，運(yùn)用可視化技術(shù)，能幫助人們增強(qiáng)理解，這樣能方便人們之間的探索和對話交流。再次，運(yùn)用可視化技術(shù)能將復(fù)雜的事物簡單化，從而幫助人們強(qiáng)化審視。最后，運(yùn)用可視化技術(shù)還能幫助人們處理異議：在實(shí)際生活中，當(dāng)人們進(jìn)行某種問題的討論時，經(jīng)常會出現(xiàn)意見分歧。這時候人們借助可視化技術(shù)，將自己的觀點(diǎn)形象地展現(xiàn)出來，可消弭爭端。

（二）可視化教學(xué)

可視化教學(xué)就是指在教學(xué)中，教師借助計算機(jī)信息技術(shù)將原本枯燥、抽象的文字轉(zhuǎn)化成形象、生動、具體的圖形或圖像開展教學(xué)的方式。在教學(xué)中運(yùn)用可視化技術(shù)，能有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時降低他們學(xué)習(xí)的難度，從而為高效課堂教學(xué)的構(gòu)建奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。

三、在高中物理課堂中運(yùn)用可視化教學(xué)的必要性分析

雖然課程改革已經(jīng)不斷深化，且我國已開始全面實(shí)施高考制度改革，但在實(shí)際教學(xué)中，仍有很多高中物理教師受傳統(tǒng)教學(xué)理念的影響，繼續(xù)采用“填鴨式”的灌輸教學(xué)模式，仍然以自己或教材為中心，局限于書本上的知識的講解，只追求教學(xué)的進(jìn)度和學(xué)生的成績，往往忽略了學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)需求，也忽略了《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出的教學(xué)理念和目標(biāo)。高中階段的物理知識過于抽象，部分學(xué)生學(xué)習(xí)起來較吃力，如果教師依舊采用知識灌輸?shù)慕虒W(xué)模式，會嚴(yán)重削弱他們學(xué)習(xí)的積極性，進(jìn)而導(dǎo)致他們因跟不上教師教學(xué)的進(jìn)度逐漸失去學(xué)習(xí)的熱情和信心。而教師采用可視化教學(xué)，能使高中物理課程中深奧、枯燥以及抽象的知識變得更加直觀、生動。這不但能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能有效地降低他們的學(xué)習(xí)難度，并幫助學(xué)生逐步構(gòu)建自身的知識結(jié)構(gòu)體系，同時還能拓展學(xué)生的思維，開闊他們的視野，從而有效地培養(yǎng)與提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，提高課堂教學(xué)的有效性。因此，在高中物理課堂教學(xué)實(shí)踐中，運(yùn)用可視化教學(xué)是必要的。

四、運(yùn)用可視化教學(xué)強(qiáng)化高中物理課堂實(shí)踐活動的策略

（一）科學(xué)地創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境

在高中物理教學(xué)中，運(yùn)用可視化教學(xué)來創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境是最常用也是最有效的一種方法。眾所周知，高中物理課程中涉及諸多概念，且很多概念都比較相似，學(xué)生極易將其混淆。所以，在理論教學(xué)中，教師可以借助交互式電子白板為學(xué)生展示具體的生活事物或思維導(dǎo)圖，以此為學(xué)生創(chuàng)設(shè)適宜的教學(xué)情境，讓原本抽象的物理知識變得形象、具體、可感，從而降低他們學(xué)習(xí)的難度，加深他們對知識的理解，從而提高教學(xué)效率。例如，在學(xué)習(xí)魯教版高中物理必修2第一章“功和功率”的知識時，學(xué)生常常無法快速、準(zhǔn)確地掌握“功”“能”“功率”的知識，甚至還經(jīng)常出現(xiàn)混淆的現(xiàn)象。教師就可以通過整合這一章的內(nèi)容，將其制成可視化的思維導(dǎo)圖（見圖一），幫助學(xué)生建立相應(yīng)的知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，從而促使他們扎實(shí)地掌握相應(yīng)的物理知識，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

實(shí)驗教學(xué)是高中物理教學(xué)的重要組成部分，且在高中物理教學(xué)中占據(jù)著十分重要的地位。但我國部分地區(qū)的高中學(xué)校的物理實(shí)驗條件不夠完善，無法開展一些對實(shí)驗器材、操作方法及外部條件具有嚴(yán)格要求的實(shí)驗。針對這一問題，教師可以借助多媒體設(shè)備，進(jìn)行演示實(shí)驗，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)實(shí)驗情境，讓學(xué)生清晰地感受到整個實(shí)驗過程，從而幫助他們理解相應(yīng)的實(shí)驗原理，并掌握實(shí)驗中所涉及的物理學(xué)知識。例如，在魯教版高中物理必修2第六章“相對論與量子初步”第一節(jié)“高速世界”涉及了幾個實(shí)驗，因其運(yùn)動速度極快，單憑肉眼很難捕捉到其運(yùn)動的過程。這時候，教師就可以借助多媒體設(shè)備，用慢放的方式將物體高速運(yùn)動的過程呈現(xiàn)給學(xué)生觀看，讓學(xué)生在慢鏡頭下細(xì)致地觀察物體高速運(yùn)動時的實(shí)驗效果，這對學(xué)生理解并掌握相應(yīng)的物理知識具有極大的幫助。教師通過運(yùn)用可視化教學(xué)技術(shù)，能讓實(shí)驗教學(xué)變得更加生動、直觀，能幫助學(xué)生更快、更好地理解并吸收實(shí)驗背后的物理知識和原理，并借助實(shí)驗現(xiàn)象在腦海中建立清晰、直觀的印象。這有助于學(xué)生構(gòu)建自身的知識網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)物理核心素養(yǎng)的形成與提升，進(jìn)而為未來的全面發(fā)展奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）加強(qiáng)教師的指導(dǎo)

正如筆者在前文所說，高中階段的物理知識比較深奧，也比較抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)起來有一定的難度。而且，高中生因受到種種因素的影響，物理基礎(chǔ)有較大的差異，學(xué)習(xí)的興趣和愛好也各不相同。所以他們對教師講解的物理知識的理解和掌握程度也有一定的差異。因此，高中物理教師要想運(yùn)用可視化教學(xué)來強(qiáng)化課堂實(shí)踐活動，提高課堂教學(xué)的有效性，并培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，還必須在可視化教學(xué)中加強(qiáng)指導(dǎo)和點(diǎn)撥，為學(xué)生指明學(xué)習(xí)的方向，幫助他們更快、更好地理解并掌握相應(yīng)的物理知識，這樣才能促進(jìn)每一個學(xué)生在可視化教學(xué)中學(xué)習(xí)到相應(yīng)的知識，并逐漸提高自己。例如，魯教版高中物理選修3-1第四章“閉合電路歐姆定律和邏輯電路”涉及測定金屬絲的電阻率、描繪小電珠的伏安特性曲線以及測電源電動勢等實(shí)驗。這三個實(shí)驗都會運(yùn)用到伏安法，也都會運(yùn)用到電流表、電壓表和滑動變阻器等元件，很多學(xué)生在做這幾個實(shí)驗時，往往會弄混淆，甚至屢屢出錯。因此，在進(jìn)行這幾項實(shí)驗時，教師可以借助思維導(dǎo)圖對這三個實(shí)驗進(jìn)行整合，讓學(xué)生更清晰地了解并掌握相關(guān)的試驗方法。（見圖二）

（三）對學(xué)生進(jìn)行積極的評價

在課程改革的背景下，新課標(biāo)明確指出要對學(xué)生進(jìn)行積極的評價，幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)的自信心，從而促進(jìn)他們的發(fā)展。因此，在開展可視化教學(xué)過程中，教師必須對學(xué)生進(jìn)行積極的評價，特別是對學(xué)困生，教師必須關(guān)注他們的每一點(diǎn)進(jìn)步，并認(rèn)真分析他們身上的閃光點(diǎn)，進(jìn)行積極的評價，鼓勵他們再接再厲，從而讓這些學(xué)生獲得成就感，逐漸樹立學(xué)習(xí)的自信心，進(jìn)而促進(jìn)他們學(xué)習(xí)成績的提高，促進(jìn)他們物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。

五、結(jié)語

綜上所述，在高中物理課堂教學(xué)中，教師可以將可視化技術(shù)運(yùn)用在理論知識和實(shí)踐教學(xué)當(dāng)中，通過科學(xué)地創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、加強(qiáng)指導(dǎo)、對學(xué)生進(jìn)行積極的評價，可以提高高中物理課堂教學(xué)的有效性，從而培養(yǎng)并提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，為他們未來的全面發(fā)展奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：翁彩珠（1982—），女，福建晉江人，福建省晉江市僑聲中學(xué)教師，二級教師，本科，研究方向：高中物理教學(xué)。