思維可視化技術在高中物理習題課中應用效能研究
——以《機械能守恒定律》應用為例

侯天江

（貴州省息烽縣第一中學 貴州貴陽 551100）

思維可視化技術在高中物理習題課中應用效能研究
——以《機械能守恒定律》應用為例

侯天江

（貴州省息烽縣第一中學 貴州貴陽 551100）

高中物理教學中，如何提高學生準確階梯的思維能力，讓學生從題海中走出來，以一變應萬變，這是很多老師關注的地方。思維可視化技術在物理習題課中的應用將有效地提高學生解題力和思維能力，在其應用實踐中總結得出了解決物理習題的"三環節"方法，從根本上解決了學生處理習題難的這一現狀。

高中物理習題 思維可視化技術 能效 三環節

引言

習題訓練時，很多時候學生都有這樣一個感覺，一聽就懂，一做就錯。同一個考點知識，重復很多次，只要變一個模式學生就陌生，無從作手，感覺付出和收獲不成正比、枯燥、低效、厭倦籠罩著整個心身。學習越來越吃力，學生已經變成了學習的奴隸，久而久之有的學生變成了學習的逃兵：有的心甘情愿的變成學習的奴隸，骨子里都透射出奴性思想，《成功大學》這一書中講了一句話：“勤奮的雙腳要站在正確的道路上，方向不對努力白費。”做什么事情都要講方向講方法，這樣才會事半功倍。思維可視化技術強調思考方法及思考路徑的梳理沒呈現，它打破了傳統教學模式對知識表征的簡單呈現，更加有效提高信息加工及信息傳遞的效能。下面將展示我曾經用思維可視化技術教學的一堂習題課的部分內容，供大家參考。

【經典案例】滑塊和小球的質量均為m，滑塊可在水平放置的光滑固定導軌上自由滑動，小球與滑塊上的懸點O由一種不可伸長的輕繩相連，輕繩長為L。開始時，輕繩處于水平拉直狀態。小球和滑塊均靜止，現將小球由靜止釋放，當小球到達最低點時，滑塊剛好被一表面涂有黏性物質的物體擋板粘住，在極短的時間內速度減為0，小球繼續向左擺動。當輕繩與豎直方向的夾角θ=60°時，小球到達最高點。求：滑塊與擋板剛接觸時（滑塊與擋板還未相互作用）滑塊與小球的速度分別是多少？

【傳統做法與思維可視化技術比照】

【對比兩種做法】相同點——解題結果都是一樣：不同點——傳統做法注重解題結果，對知識的加工和問題的解決思考過程，往往是不可見的，這樣會使得學生更多的是關注答案，忽視答案的生成過程。習題訓練中，學生思維的發展并不來自于“答案的積累”，而來自于“生成答案的思維方法和過程”。要提高物理習題課的教學效能，我們就必須變“強調答案”為“強調答案的生成過程”，變“依靠感性經驗答題”為“運用理性思考解題”。而這就要求我們必須把“看不見的”思維的過程和方法清晰地呈現出來，以便更好的理解、記憶和運用。

【“三環節”方法】針對我校實際情況，進行調查發現：高中物理學習中，學生處理物理問題時多數學生對物理概念、規律、適用條件及其表達形式的理解都存在一些問題；對物理狀態、過程、情景、重要因素和有關條件的分析不到位；對用自己學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器處理實驗問題都感到困難。在教師中調查發現教學時都以學習資料作為材料。章節知識為線索，精選一定的代表性問題由教師講解分析，選擇足夠量的訓練題，讓學生進行鞏固練習和建構模型的方式進行訓練。兩種現狀表明：教師在物理練習訓練中未充分培養學生對物理狀態、過程、情景、重要因素和有關條件的分析，導致學生綜合分析問題和解決問題的潛能，沒有得到充分地開發。對物理問題分析不清。針對上述問題，本課題通過近兩年研究實踐總結得出：思維可視化技術處理高中物理習題教學效能的“三環節”方法：

①審題目、明問題、定對象；

②析過程、找狀態、畫情景；

③選規律、寫步驟、解問題。

【抽樣實驗】“三環節”方法，是培養學生做題的思維習慣，通過設置各種不同的典型性和針對性的物理習題集，曾統計得出：

表一：高中物理習題各項訓練統計

表二：數據處理—柱形圖對比

【實驗結論】從圖可以看出被實驗的學生在對概念的理解、定理規律的應用、以及綜合分析物理問題的思維能力比沒有被實驗的學生要高。思維可視化技術處理高中物理習題教學效能的“三環節”方法是行之有效的，思維可視化技術處理后的三個環節，形象生動、化繁為簡、有的放矢。他們互相聯系互相已存，既獨立又統一，高度分化又深度結合。

【結束語】思維比知識更加重要，沒有思維的碰撞，就沒有火花的誕生，學習上學生就缺少求知激情。課堂上就缺少了靈動性。而思維可視化技術更是讓學生思維過程得以有效展現出來，通過圖示的呈現，我們可以判斷出問題存在于哪里，進而快速準確地幫助學生解決物理難題。總之開展可視化技術在物理教學領域的應用研究與實踐需要，我們大家一起奮斗為祖國的教育事業培育出一代代接班人。

［1］劉慶兵，在高中物理教學中，要凸顯學生創新能力的培養［J］，數理化學習。2011，<03>

［2］趙華，高中物理教學中怎樣培養學生的創新能力［J］.科學咨詢（教學科研）。2010.<10>

［3］百度.百科 http://baike.baidu.com/link？url=UXn49AwacwsPDI-iveI8DXK。