思維可視化在初中物理教學中的應用探究

蘇秀珍

【摘要】提高教學效果的關鍵，在于挖掘與呈現知識背后的思維方法，并訓練學生理解它、掌握它、應用它。思維的可視化就是將師生的理性思維、正向思維、良性思維變隱性為顯性，呈現給大家，使其更加清晰、直觀，利于記憶、理解和運用。

【關鍵詞】以圖顯蹤? ?思維導圖? ?流程圖? ?條碼標注? ?數理圖像? ?情境再現? ?手賬? ?漫畫（話）

【中圖分類號】G633.7

【文獻標識碼】A

【文章編號】1992-7711（2020）31-019-01

物理是一門最能體現學生的理科思維是否完整、精準、到位的學科，大到知識系統的構建，解題思路的清晰，實際應用的貼切，小到運算過程的簡便，計算結果的準確等等，處處彰顯出物理思維的巧妙和細膩。思維可視化的技術手段很多，在物理教學實踐中，“以圖顯蹤”、“以宏擬微”是常用的方法。思維導圖、流程圖、條碼標注、數理圖像、情境再現、手賬、漫畫（話）等等都是手段。當可視化工具與物理學習深度融合時，教師“教”得有效，學生“學”得精彩。

那么，思維可視化從哪些方面開展呢？

1.自主預習：課前利用思維導圖（知識樹）進行預習，將淺層知識加以梳理，初步建立起知識結構體系，做好學習新知的準備。知識導圖是一種保障學習效率的重要學習手段。尤其是一些簡單章節，基本這種自學的手段就能解決80%的問題，課堂上教師精華性的點撥就能畫龍點睛了。例如，人教版《義務教育教科書·物理》中《聲現象》、《熱現象》、《內能》等章節，學生可以通過理解性記憶及整理思維導圖的方法，對這部分知識進行邏輯理解，對其中的關系進行圖像記憶，簡單的應用能夠應對。這不也提高學生的自學能力了嗎？

2.課堂學習：高效課堂的打造一直是教師追求的目標，合作創新型學習模式逐漸取代簡單的師講生聽。教師通過引領學生一步步的猜想、類比、探究、論證、應用等流程，把知識的脈絡條清縷析地呈現出來。然后將優化后的物理知識以流程圖的表達形式固定下來。同時與相關知識聯結，以思維導圖、表格類比和“溫馨提示”等方式，形成知識網絡。

物理是一門實驗學科，在進行實驗的合作探究時，流程圖可以幫助學生迅速理清知識脈絡、明確實驗步驟，使實驗有條理、有邏輯。例如，九年級在進行《串聯和并聯》的學習時，學生可以通過記錄實驗現象，畫出實驗電路，表格歸納它們的連接特點、電流特點、開關作用、用電器之間是否相互影響等不同點，進而提煉出生活中的不同應用，實物連接圖的呈現，邏輯電路的判斷和設計等。可見，構建可視化思維在知識的系統化方面多么的重要。同時，學生也可以通過分析演化實物圖的連接，重新回顧實驗過程，或通過繪制思維導圖對實驗結果進行鞏固和強化。這樣一來，學生對電路的連接和應用將記憶深刻，印象鮮明。

3.課后筆記：人腦對圖像的記憶比對文字的記憶更強，所以學生對實物圖像、框圖的記憶更加具象化。運用“思維導圖”和“典型例題”穿插，進行筆記整理，帶來的豐富而多樣的感官體驗是強烈的。無論課上還是課下，都能使學生的思路清晰、邏輯縝密、思維流暢，理解、運用起來更加直觀、系統。如果加上手繪的應用點評和插圖美化更加使學習變得趣味十足。

4.習題解析

4.1審題過程“套圍脖”、“戴帽子”

審題首先要讀懂題意，全面細致地對題目進行解讀，把題目中的關鍵詞即題眼，“圍圍脖”圈起來;把有用條件用表示物理量的字母“戴帽子”標注出來，在標注過程中注意字母的角標和單位換算，這可以看做是“帽子”的兩個飄帶。對于隱含條件照此辦理，使之顯性化。初中物理隱含條件的形式多種多樣，有的隱含在題目給出的數據信息中，有的隱含在題目的字里行間，有的隱含在題目給出的插圖中，必須具體問題具體分析。無用條件怎么辦？打個大大的×，直接pass掉就好了，省得代數時張冠李戴。

其次，相關聯的物理量直接把數量關系寫出來，比如滑輪組中繩子的速度與距離和物體的速度與距離的關系，往往解題時忽略出錯，寫出來就是提醒，就是路標嘛。這樣，做好審題的思維可視化以后，解題時對號入座就可以了。這種方法在解決《簡單機械》以及《功和能》的題目中屢試不爽，百發百中，好用極了。

4.2解題過程，善用技巧

有些學生能夠聽懂老師講授的習題，但卻不能獨立完成習題訓練，這就需要平時對解題思路進行有效的積累，從而形成正確的解題思路。

口訣法：以“動態電路分析”為例，滑片的移動使得電阻發生了變化，于是電路中其他部分的電壓或電流都會相應改變。若采用口訣分類處理，將復雜的變化各歸其類。即“并同串反”：與滑變并聯的部分變化趨勢與滑變阻值的變化趨勢相同，與之串聯的部分變化趨勢與之相反。于是一切電表示數變化題目迎刃而解。

模型法：在解題過程中，可以利用模型思維有針對性地解答題目。以電路分析為例，“模型電路”的解題思路是通過識別電路、建立等式（電源電壓不變或定值電阻的阻值不變）、公式求解三個步驟來完成。頭腦中形成“三部曲”，讓學生在較短的時間內掌握此類題目的解題技巧。

電路故障的判斷類題目用這樣的模型思維也非常管用：“有壓無流此處必斷，有流無壓此處必短。”模型思維要求教師在講授的過程中，通過一類典型題目掰開揉碎分析透徹，將思維流程固化在腦中，來實現對于同類或者相似題目的求解。

逆向法：學生們在解決初中物理問題的過程中，可以利用逆向思維來對問題進行反向推導。先分析題目的要求是什么，寫在草稿紙下邊，隨后分析要想得出這個結果需要什么條件，寫在它的上邊，若該條件存在，可以直接代入公式計算，若不存在，則繼續探尋求出這個未知的條件需要什么物理量，繼續往上推進，就像蓋房子那樣，一層層向上“碼”思維，直至找出原始條件。在卷面書寫時，從上往下按思維的倒序寫出來就好了。

綜上所述，思維可視化雖然常常以思維導圖、流程圖或樹狀圖、口訣、圖表等形式呈現，但其意義卻不僅僅是一幅簡單的模式圖。它把人腦中嚴密的思維以簡單的文字圖表方式呈現，實際上是釋放大腦的內存空間，以利于下一步思維的分析與管控，使手、眼、腦綜合運用，成就其高效、系統、縝密的反應體系。對學生而言，思維可視化在物理學習中的作用是超乎尋常的，能極大提升學生物理思維臺階。

【參考文獻】

[1]劉濯源《基礎教育參考》2014年

[2]陸劍衛《中國信息技術教育》2015年

[3]蔣惠清《遼寧教育》2015年