思維可視化視角下的高中物理插圖教學(xué)研究

展云飛

(南通大學(xué)附屬中學(xué)，江蘇 南通 226000)

1 思維可視化視角下高中物理插圖教學(xué)意義

物理課程作為高中教育的重點(diǎn)課程，肩負(fù)著非常重要的教育任務(wù)，在學(xué)生的物理知識學(xué)習(xí)與科學(xué)精神培養(yǎng)中發(fā)揮著基礎(chǔ)性的作用。插圖是物理教材的有機(jī)組成部分，也是輔助學(xué)生物理學(xué)習(xí)的有效載體。對此，教師要從思維可視化的角度出發(fā)，開展好高中物理插圖教學(xué)。

1.1 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

前蘇聯(lián)教育家蘇霍姆林斯基曾言“興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)做好的老師”，興趣不僅是開啟學(xué)生學(xué)習(xí)大門的鑰匙，也是學(xué)生學(xué)習(xí)活動得以持續(xù)的重要保障。思維可視化視角下，高中物理插圖教學(xué)具有重要的價(jià)值。首先，可降低學(xué)生對新知識的陌生感。學(xué)生的學(xué)習(xí)本質(zhì)上是一種從已知到未知的過程，物理插圖多圍繞生活中的物理現(xiàn)象、物理問題創(chuàng)設(shè)，學(xué)生對這些生活現(xiàn)象非常熟悉，容易對物理課程產(chǎn)生濃厚的興趣；其次，可降低課程學(xué)習(xí)的枯燥感。學(xué)習(xí)內(nèi)容枯燥難懂是學(xué)生普遍反映的問題，這極大地制約了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。物理插圖教學(xué)能夠?qū)⒊橄箅y懂的物理知識融入到直觀的情境中，能有效降低學(xué)生學(xué)習(xí)的枯燥感。

1.2 促進(jìn)思維發(fā)展

物理課程對學(xué)生的思維品質(zhì)，特別是高階思維有著很高的要求。因此，促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展就成為高中物理教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。對此，思維可視化視角下的高中物理插圖教學(xué)在促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。一方面，思維可視化視角下的高中物理插圖教學(xué)需要學(xué)生深入觀察插圖，提煉插圖中的信息，需要學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識對插圖進(jìn)行分析，這對學(xué)生的綜合思維能力以及分析能力的培養(yǎng)與發(fā)展有著重要的作用。另一方面，思維可視化視角下的高中物理插圖教學(xué)要求學(xué)生結(jié)合教材知識點(diǎn)，解決插圖中所提出的問題，這對學(xué)生遷移應(yīng)用思維的發(fā)展大有裨益。

1.3 培育核心素養(yǎng)

隨著教育教學(xué)實(shí)踐的不斷深入，高中物理教學(xué)目標(biāo)發(fā)生了深刻的變化，逐漸從傳統(tǒng)的三維目標(biāo)演變?yōu)楦呔C合性的核心素養(yǎng)目標(biāo)。培育和發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)成為當(dāng)前高中物理教學(xué)的重要任務(wù)。高中物理核心素養(yǎng)包括物理觀念和應(yīng)用、科學(xué)探究和交流、科學(xué)思維和創(chuàng)新、科學(xué)態(tài)度和責(zé)任四點(diǎn)內(nèi)容，而思維可視化視角下的高中物理插圖教學(xué)在學(xué)生核心素養(yǎng)的培育中發(fā)揮著重要的作用。

2 思維可視化視角下的高中物理插圖教學(xué)原則

2.1 主體性原則

課堂教學(xué)價(jià)值觀的轉(zhuǎn)變是思維可視化視角下物理插圖教學(xué)的首要內(nèi)容，而強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位則在其中發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。學(xué)生的主體性是學(xué)生最為基本的特征之一，學(xué)生的主體性一方面體現(xiàn)在所有的教育活動都服務(wù)于學(xué)生主體的需要，或者說以學(xué)生的主體發(fā)展，尤其是核心素養(yǎng)的發(fā)展為核心目標(biāo)；另一方面也體現(xiàn)在教育活動由學(xué)生主體層面的自主學(xué)習(xí)完成，從課前預(yù)習(xí)、課中自學(xué)到課后總結(jié)反思，學(xué)生均發(fā)揮主體性作用，教師則主要起到輔助作用。思維可視化視角下物理插圖教學(xué)要遵循主體原則，發(fā)揮好學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中的主體性地位。

2.2 啟發(fā)性原則

一些教師受傳統(tǒng)觀念的影響，在課堂管理中難以將學(xué)生視作平等的對話、交流對象，以高高在上的姿態(tài)開展管理活動，由此導(dǎo)致的結(jié)果便是管理方式存在單一、粗暴的問題，不少學(xué)生對教師存在畏懼心理，從而阻礙了師生間的交流。因此，思維可視化視角下物理插圖教學(xué)要遵循啟發(fā)性原則。首先，營造開放的教學(xué)氛圍，讓學(xué)生在開放的教學(xué)氛圍中大膽地與教師、同學(xué)展開交流，提升學(xué)生主動探索物理學(xué)習(xí)思路、方法的意識；其次，建立啟發(fā)式的課堂教學(xué)理念，改變以往物理指導(dǎo)中直接告訴學(xué)生如何做的思路，以課堂討論等方式來啟發(fā)學(xué)生自主解決學(xué)習(xí)中的問題。

2.3 漸進(jìn)性原則

高中物理學(xué)習(xí)是一個(gè)不斷深入的過程，因此，教師在插圖教學(xué)中同樣要遵循漸進(jìn)性原則。首先，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)階段開展指導(dǎo)。高中物理學(xué)習(xí)分為多個(gè)階段，不同階段的學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)重點(diǎn)、學(xué)習(xí)難度有著很大的差別，教師的指導(dǎo)要立足學(xué)生的學(xué)習(xí)階段，有層次地開展教學(xué)工作，保證教學(xué)效果。其次，注意教學(xué)內(nèi)容的層次性。高中物理插圖眾多，不同內(nèi)容的難易程度有著很大的差別，因此，教師要注重教學(xué)內(nèi)容的層次性，遵循由易到難的基本思路，讓學(xué)生逐步把握插圖學(xué)習(xí)的要點(diǎn)，提升教學(xué)的實(shí)效性。

3 思維可視化視角下高中物理插圖教學(xué)對策

3.1 圍繞插圖設(shè)置情境

對高中生而言，物理課程是一門難度系數(shù)較高的課程，學(xué)生在知識點(diǎn)的認(rèn)知、理解、吸收中存在著不小的困難。對此，情境教學(xué)有著非常重要的應(yīng)用價(jià)值。情境指客觀環(huán)境與主觀心理因素所構(gòu)成的情和境的總和，具有化抽象為具體的作用，而問題情境則是物理教學(xué)中情境創(chuàng)設(shè)的常見類型。物理源自生活，生活中存在著大量的物理現(xiàn)象，同時(shí)，物理也服務(wù)于生活，借助物理知識、物理實(shí)驗(yàn)可以解決生活中的物理問題。因此，以生活現(xiàn)象為素材創(chuàng)設(shè)問題情境，可作為提高高中物理教學(xué)效果的方法之一。教師要從插圖出發(fā)設(shè)置情境，以“重力和彈力”教學(xué)為例，教材開篇便是人在空中跳躍的插圖，并讓學(xué)生分析空中人所受到的重力。筆者結(jié)合插圖播放了一段跳高的視頻，視頻中包括跨越式跳高和背越式跳高兩種情境。帶學(xué)生看完視頻后，筆者問到，哪一種跳高更為容易？這個(gè)問題的本質(zhì)和物理學(xué)中的重心概念有關(guān)，對學(xué)生更好地理解教學(xué)內(nèi)容有重要的幫助。又如，在“力的合成與分解”中，筆者帶了一根繩子，并在繩子的中間系上了一個(gè)秤砣，然后讓一個(gè)學(xué)生來將繩子拉直。結(jié)果學(xué)生怎么拉，都拉不直。這個(gè)時(shí)候，筆者從教學(xué)內(nèi)容出發(fā)，順勢引導(dǎo)學(xué)生思考力的合成與分解的問題。

3.2 利用插圖引導(dǎo)交流

從維果茨基對最近發(fā)展區(qū)的解讀來看，最近發(fā)展區(qū)的內(nèi)涵可以概括為“一段距離”，即學(xué)生獨(dú)立解決問題時(shí)所顯示出來的發(fā)展程度與學(xué)生在有人指導(dǎo)或有同伴幫助時(shí)所顯示出來的發(fā)展程度之間的距離。最近發(fā)展區(qū)理論厘清了學(xué)生實(shí)際發(fā)展程度與可能發(fā)展程度之間的關(guān)系，為學(xué)生從實(shí)際發(fā)展程度向可能發(fā)展程度的躍進(jìn)提供了指引。因此，在高中物理插圖教學(xué)中，教師要從學(xué)生的實(shí)際發(fā)展程度出發(fā)，讓學(xué)生調(diào)動已學(xué)知識，引導(dǎo)學(xué)生思考，從而實(shí)現(xiàn)向可能發(fā)展程度躍進(jìn)的目標(biāo)。以“速度”的教學(xué)為例，學(xué)生對速度的概念并不陌生，初中時(shí)期便已經(jīng)了解了速度的計(jì)算公式。教材以運(yùn)動員跑步的情境為插圖（見圖1），并設(shè)置了兩個(gè)問題，一是“你還記得初中是怎樣描述物體運(yùn)動快慢的嗎？”二是“運(yùn)動員在比賽中的不同時(shí)段，運(yùn)動的快慢是一樣的嗎？”筆者在教學(xué)中，圍繞插圖設(shè)計(jì)了借助一道簡單的速度計(jì)算題目，調(diào)動學(xué)生的記憶。借助插圖設(shè)計(jì)問題能夠啟發(fā)學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生交流。

圖1 速度插圖

3.3 借助插圖開展實(shí)驗(yàn)

物理課程是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的課程，實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識則是物理課程核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，它要求學(xué)生具備實(shí)驗(yàn)探究的能力，要求學(xué)生能夠借助實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與優(yōu)化來學(xué)習(xí)知識、解決問題，并在實(shí)驗(yàn)中樹立創(chuàng)新意識，形成獨(dú)立思考、勇于創(chuàng)新的精神。高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，包括：第一、實(shí)驗(yàn)原理的講解，實(shí)驗(yàn)原理講解是高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)性內(nèi)容，也是引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的初始環(huán)節(jié)，學(xué)生必須對物理反應(yīng)原理有深入的了解，才能開展物理實(shí)驗(yàn)；第二、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，高中物理課程教學(xué)內(nèi)容豐富，涉及到大量的實(shí)驗(yàn)，不同實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、目標(biāo)有著很大的差別，因此，緊扣課程教學(xué)的需求，做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備就成為實(shí)驗(yàn)開展的先決條件；第三、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心環(huán)節(jié)，任何物理實(shí)驗(yàn)的開展都必須有明確、具體的實(shí)驗(yàn)方案；第四、實(shí)驗(yàn)操作，核心素養(yǎng)視角下的高中物理實(shí)驗(yàn)需要交由學(xué)生來自主完成，而學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作則是強(qiáng)化物理生實(shí)驗(yàn)操作能力與合作能力的重要手段；第五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察與總結(jié)，觀察實(shí)驗(yàn)是否達(dá)到了預(yù)期結(jié)果，如果沒有達(dá)到則要分析影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素?？傊鍒D在助力實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有著重要的作用，能夠用直觀的情境呈現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)的要點(diǎn)與步驟。比如：在位移和時(shí)間的測量中，教材展示了電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的插圖（見圖2），對學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)具有輔助作用。

圖2 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器插圖

3.4 引導(dǎo)學(xué)生制作插圖

高中物理課程每一章節(jié)都涉及到大量的知識點(diǎn)，學(xué)生很容易出現(xiàn)學(xué)習(xí)遺漏的現(xiàn)象。對此，思維導(dǎo)圖有著重要的應(yīng)用價(jià)值。思維導(dǎo)圖以美術(shù)為基礎(chǔ)，借助圖文并重的方式來建立記憶鏈接，將處于同一層次，或者不同層次的信息節(jié)點(diǎn)用相關(guān)或隸屬的層級圖展現(xiàn)出來，從而形成兼有邏輯性和形象性的記憶工具。思維導(dǎo)圖主要由中心詞、分支、輔助工具構(gòu)成，其中，中心詞是思維導(dǎo)圖賴以形成的基礎(chǔ)，所有的分支均從中心詞延伸開來。分支則是思維導(dǎo)圖向外擴(kuò)散的主要表現(xiàn)，根據(jù)擴(kuò)散的需要可以分為一級分支、二級分支、三級分支乃至更多，分支內(nèi)部為平等關(guān)系，上下為隸屬關(guān)系。輔助工具則有圖像、顏色等，具有化抽象為直觀的作用。對此，教師在高中物理插圖教學(xué)中，既要從思維可視化出發(fā)，強(qiáng)化教材中插圖的運(yùn)用，也要立足學(xué)生的主體地位，引導(dǎo)學(xué)生自主繪制插圖，特別是在教學(xué)總結(jié)環(huán)節(jié)，更要讓學(xué)生系統(tǒng)回顧梳理教材中的內(nèi)容，并繪制相應(yīng)的思維導(dǎo)圖。比如：在磁場、磁感線的教學(xué)中，磁場、磁感線為中心詞，一級分支包括磁感線、磁鐵的磁場、電流的磁場、相互作用、來源、基本性質(zhì)、小磁針在磁場中等。

4 結(jié)語

從思維可視化的角度出發(fā)開展好插圖教學(xué)，可強(qiáng)化物理插圖教學(xué)價(jià)值。對此，教師要從圍繞插圖設(shè)置情境、利用插圖引導(dǎo)交流、借助插圖開展實(shí)驗(yàn)、引導(dǎo)學(xué)生制作插圖四個(gè)角度采取好措施，提高物理教學(xué)效果。