基于思维可视化视角下的高中物理插图教学研究

文 / 谢志辉

引 言

在物理教材中，插图可被视为第二语言，插图的表现形式具有多样化特征，可帮助学生克服物理学习过程中遇到的理解性困难。比如，在高中物理教材中，插图可稀释物理概念，为学生阐述原理，详细描述物理过程等。由此可见，与纯文字教材相比，含有插图资源的教材更利于学生学习与掌握相关知识。在物理教学中，教师应充分利用教材中的插图，对教学方式进行创新，提高物理教学质量。

一、思维可视化视角下高中物理插图教学意义

（一）激发学习兴趣

兴趣是最好的老师。只有激发学生的学习兴趣，才能使学生积极投入课堂学习中。在思维可视化视角下的高中物理教学中，教师应当充分利用教材中的插图资源，采用趣味化教学方式，激发学生学习兴趣。教师选择一些具有代表性的插图内容，以多媒体形式呈现出来，供学生课上拾趣，能增加课堂的灵动性，以此激发学生的学习兴趣。

（二）促进思维发展

学生思维品质直接影响着高中物理教学的效果，对此，在高中物理教学中，教师应当多元地促进学生思维的发展。在思维可视化视角下，教师充分利用插图对教学方式进行创新，可显著提升学生思维能力。在课堂上，学生通过观察插图内容，结合已掌握的知识点，即可快速锁定插图关键信息和学习内容结构。插图能激活学生的大脑想象，开发他们的思维，并且很多插图内容源于学生日常生活，符合学生认知水平，可避免学生面对复杂的物理知识而产生抵触情绪[1]。

（三）培养核心素养

高中物理教学的最终目标已发生明显变化，从之前的“双基要求”转变为“三维目标”，再调整为以培养学生核心素养为主要目标。在思维可视化视角下，采用何种教学方式抓住学生的心理，就显得尤为重要。采用插图教学方式，鼓励学生关注插图内容，并据此开展自主思考和学习，有利于使学生形成良好的科学态度，提升学生物理学科核心素养。

二、思维可视化视角下的高中物理插图教学原则

（一）主体性原则

在思维可视化视角下的高中物理插图教学中，教师需转变传统的教学观念，将学生作为课堂的主体。在高中物理教学活动开展过程中，教师应当将服务学生作为主要目标，坚持以生为本的原则对教学模式进行创新，重点培养学生学科核心素养。另外，在教学活动中，教师应当鼓励学生自主完成学习任务，在课前预习、课堂教学以及课后复习阶段，均应当充分发挥学生的主体性作用。

（二）启发性原则

部分教师长期受到传统教学理念和教学模式的影响，在课堂教学中很难与学生平等交流，造成学生对教师产生畏惧心理。对此，在思维可视化视角下，在高中物理插图教学中，教师应当致力于为学生营造轻松、愉悦的课堂氛围，并采用启发式教学模式，鼓励学生之间根据插图内容相互讨论，自主解决课堂学习中所遇到的各类问题。

（三）渐进性原则

高中物理学习是一个持续深入的过程，因此，在插图教学中，教师应当坚持渐进性原则。教师应将高中物理学习划分为多个阶段，并根据各阶段学习任务、学习重点以及学习难度制订教学目标。教师应当根据学生的学习需求、学习能力设计开展课堂教学活动。另外，需要注意的是，在高中物理教材中，插图内容比较多，不同章节的学习难度有所不同，因此，教师应当将插图教学内容划分为多个层次，坚持由易至难的原则开展插图教学，保证教学内容的层次性，为学生打造高效课堂[2]。

三、思维可视化视角下高中物理插图教学策略

（一）利用教材插图，培养学生学习兴趣

在高中物理教学中，部分物理知识比较抽象，如果教师仅采用文字描述的方式，则学生的理解难度较大，学习积极性会降低。而教材中的插图内容具有多元化特征，教师要引导学生关注插图内容，并充分利用插图资源对教学方式进行创新，以激发学生的学习兴趣，为学生打造高效课堂。教师应当充分利用教材中的插图，鼓励学生观察插图，根据插图内容进行思考。插图中的文字描述部分，有很多知识点与学生的日常生活密切相关，教师可通过采用插图形式展示出生活情境，加深学生的理论知识和认知程度，不断开发并提高学生的思维能力。

（二）围绕插图设置情境，帮助学生加深理解

对于高中生而言，物理学科的学习难度比较大，学生在学习、理解和吸收物理知识时面临很多挑战。对此，教师应围绕插图设置情境，使学生在情境中了解和学习物理知识。物理知识源于日常生活，同时也服务于日常生活。教师应充分利用教材中的插图，为学生设置生活化的教学情境，便于学生更好地理解物理知识，提升学习效率。

以鲁科版高中物理选择性必修一“动量守恒定律及其应用”一课为例，通过对图1进行观察，可以看到两个人穿着滑冰鞋站立在滑冰场上，互相推动后朝相反方向滑去。对此，教师可设计游戏情境，让同桌面对面站立，轻轻推对方。此时，同桌二人均能够感受到力的相互作用。由此可见，教师围绕图片创设情境，能够加深学生对知识的理解。

图1 互相推动后朝相反方向滑去

（三）利用插图引导交流，鼓励学生独立思考

物理教材插图可直观地展示出复杂的物理现象，便于学生理解和记忆，降低学习难度。对此，教师可利用插图鼓励学生之间相互讨论学习生活中的物理现象。

比如，在鲁科版高中物理必修三“静电的产生及微观解释”一课的教学中，教师可以要求学生观察图2静电现象，相互沟通交流，分享生活中常见的静电现象。比如，有的学生说人在用梳子梳理头发时，有时头发会随着梳子竖立，这就是静电现象。还有的学生说雷声也属于静电现象。通过交流，学生加深了对相关内容的理解。

图2 梳头发的塑料梳可吸起细小纸屑

（四）利用图片解析物理难点，提高学习效率

在高中物理教材中，很多插图内容介绍的是物理知识的原理，其作用在于为学生解释复杂的物理现象，揭示物理原理。在当前的物理教材中，插图内容丰富多彩，学生在学习过程中不仅能建构复杂的物理知识，还能将抽象的物理知识转变为客观生动、有迹可循的生活化内容。因此，教师在教学过程中需充分利用插图资源，帮助学生降低学习难度，提升学习效率。

以鲁科版高中物理选择性必修二“洛仑磁力”一课为例，学生对洛仑磁力的理解难度比较大。此时，教师可以引导学生观察插图。学生通过教材中的插图内容，可直观地观察到物理现象。同时，教师要利用图片为学生详细讲解相关知识，从而达到事半功倍的效果。

（五）借助插图开展实验，培养学生实验操作能力

在高中物理教学中，教师应将实验教学作为基础课程内容，在思维可视化视角下，鼓励学生借助插图开展实验、自主探究，达成创新意识的培养和能力的提升。高中物理实验教学呈现一定的系统性，其内容通常包括以下几点：第一，实验原理讲述。在高中物理实验教学中，教师需为学生详细讲解物理原理，引导学生开展物理实验探究，要求学生深入思考复杂的物理原理，奠定物理实验顺利开展的基础。第二，实验准备。高中物理知识点十分丰富，在很多知识点教学中均需开展物理实验，不同物理实验的内容和目标均有所不同，因此，教师应当根据教学要求做好准备工作。第三，设计物理实验。在实验教学中，实验方案设计是十分重要的内容，只有保证实验方案的科学性和合理性，才能够确保物理实验能够顺利开展。第四，实验操作。教师应鼓励学生自主完成物理实验，在实验过程中与其他同学相互合作，培养学生动手实践能力以及合作能力。第五，对实验结果做出总结[3]。

例如，在鲁科版高中物理选择性必修三“用油膜法估测油酸分子的大小”一课的教学中，教师可要求学生观察图3——粗略测量油酸分子直径的示意图完成实验。物理实验的复杂程度比较高，学生需根据上述内容做好准备，设计实验方案，并自主参与实验。在此过程中，教师通过插图教学，引导学生观察插图内容了解实验原理、实验方法，充分展现出教材插图的视觉效果，使得整个实验过程清晰明了，便于学生了解实验步骤，顺利开展实验。

图3 粗略测量油酸分子直径的示意图

（六）引导学生制作插图，帮助学生拓展思维

在高中物理教学中，各个章节中所包含的物理知识点均比较多，学生在学习过程中容易出现遗漏。在思维可视化视角下，教师可充分利用教材中的插图，采用插图教学方式，使复杂的物理问题迎刃而解。有很多物理现象是肉眼观察不到的，对此，教师可以将这些物理现象设计成形象化插图，配以便于理解的图像和分明的颜色搭配，为学生直观地展示物理现象。对此，教师应当从思维可视化视角下思考和建构高中物理插图教学，合理应用教材中的插图，坚持将学生作为课堂主体，鼓励学生观察教材插图，并在自行思考后绘制插图内容。

比如，在鲁科版高中物理必修三“电场与电场强度”一课的“电荷间的电场分布实验”中，电场线并非实际存在，而是一种为描述电场而假想的线。在本节课的实验教学中，教师可先让学生观察图4，了解电场线的分布情况，并模拟绘制插图，帮助学生加深对电场线的理解程度。

图4 电荷间的电场分布模拟

结 语

本文对思维可视化视角下的高中物理插图教学策略展开了详细探究，并将鲁科版教材作为研究对象，提出了相关的教学策略。教师通过应用插图教学方式，可引导学生进行自主思考和探究，培养学生分析问题、解决问题的能力。因此，在高中物理教学中，教师必须充分挖掘插图所潜在的教学功能，用好教材插图，为学生打造高效课堂。