思维可视化：搭建高效初中物理课堂的“扶梯”

黄星高

摘   要：随着新课程改革的不断发展，初中物理教学也需要因时而变，通过多样化的手段搭建高效初中物理课堂。因此，物理教师必须要改变教师的“教”，从而促使学生更好的“学”，不断提升学生的物理学科核心素养。在这个过程中，思维可视化发挥着重要的作用。在初中物理课堂教学过程中运用思维可视化，能够将抽象、复杂的物理知识具体化、形象化、直观化，达到化繁为简的目的，激发学生物理学习的积极性和主动性，有效提升物理课堂教学的质量。文章旨在围绕思维可视化这个核心，就思维可视化如何搭建高效初中物理课堂进行深入的研究。

关键词：思维可视化；初中物理；初中物理课堂

初中物理新课程标准指出，物理课程应该提倡学习方式的多样化，“改革以书本为主、实验为辅的教學模式，提倡多样化的教学方式，鼓励将信息技术渗透于物理教学之中。”在新课程改革背景下，初中物理教学的思维可视化发挥着重要的作用[ 1 ]。在初中物理教学过程中进行思维可视化，能够运用一系列图示技术将本来不可忽视的思维清晰地呈现在学生面前，将应隐形的知识变得显性化、可视化，便于学生思考、理解和交流。因此，在初中物理教学过程中，物理教师要善于借助画图、操作和语言表达，促使学生的物理思维充分展现，成就物理教师的“教”和学生的“学”。下面，笔者就围绕初中物理课堂教学中的“思维可视化”进行深入介绍。

1  初中物理课堂的教学现状

作为基础教育的重要学科，初中物理教学能够促使初中生在物理学科的熏陶下掌握基础的物理知识，实现思维能力、探索能力、实验能力的培养[ 2 ]。然而，从当前初中物理课堂的教学现状来看，物理教学的实际与物理新课程标准的要求，仍然存在诸多问题。

1.1  忽视学生差异，教学步伐统一

初中生身上展现出明显的发展差异性和发展不均衡性，这就意味着物理教师要对学生群体进行深入的分析，贯彻分层思想，兼顾各个学生群体的物理学习情况。然而，当前很多物理教师并没有注重学生的差异性，而是将学生视为一个无差别的整体，在教学过程中步伐过于统一。

1.2  教学方法单一，学生兴趣不足

在新课程改革背景下，教学方法的多样性导致初中物理课堂教学展现出更多的活力。然而，当前很多物理教师在教学过程中采取的教学方法比较单一，也不能够主动掌握其他教学方法。这种情况下，物理课堂的活性不足，学生的学习兴趣不足。

1.3  评价方式单调，学生自主不足

评价活动是初中物理课堂教学的重要组成部分，对于学生进行评价的过程中，教师和学生的成长是显而易见的。然而，当前很多教师在评价的过程中采取的评价方式过于单调，不能突出学生的自主，导致学生的满足感和自豪感不强。

2  双减背景下思维可视化搭建高效初中物理课堂的策略

作为一门自然科学基础课程，物理对于学生的成长和发展至关重要。在双减背景下，物理课堂教学也需要贯彻双减理念，实现减负增效的目的。在这个过程中，物理教师要将思维可视化放置在第一位，将物理知识显著化，促使学生能够直观性地感知物理知识，从而构建高效初中物理课堂。对此，初中物理教师要认真学习双减政策，不断探索物理课堂教学中的思维可视化策略，促使物理课堂展现出丰富的活力。

2.1  创设直观情境，攻克教学难点

情境教学法是一种新型教学模式，能够将知识与情境融合起来，促使学生在一种轻松愉悦的氛围中获取知识。在初中物理课堂教学过程中创设一定的情境，能够激发初中生物理学习的情趣和动力，强化初中生对于物理知识的把握。毫无疑问，物理是一门逻辑性比较强的学科，对于初中生的思维逻辑提出了很大的挑战，导致很多知识在物理学习的过程中遇到很多问题和困难，物理成绩不理想。在这个过程中，创设直观情境则能够在一定程度上解决问题。因此，在初中物理课堂教学过程中，教师可以创设直观情境，促使学生在深入情境的过程中直观性地学习物理知识，帮助学生攻克重难点。

【案例】“凸透镜成像的规律”的思维可视化教学——凸透镜的自述

探究凸透镜成像的规律主要促使学生在科学探究的过程中找出凸透镜成像的规律，培养学生科学探究的方法，提升学生理解物理规律、运用分析解决问题的能力。为了实现凸透镜成像规律的思维可视化，物理教师利用交互式电子白板设置凸透镜的自述小环节，创设直观的蜡烛透过凸透镜情境，引导学生在观看情境的过程中进行思考。

如图1，凸透镜的自述：我是一面很特殊的镜子，虽然不如魔镜王后的魔镜那般神秘，但是我也有自己的小秘密。当你在我的面前放置一根蜡烛之后，蜡烛的光透过我照射在墙上，墙上的蜡烛会展现出什么样子呢？是否和真实的蜡烛一样呢？不妨来猜一猜吧！

显然，在上述直观情境创设的过程中，物理教师通过交互式电子白板将凸透镜和蜡烛的情境直观展示出来，促使学生在观察阅读凸透镜的自述的过程中，根据凸透镜提出的问题，结合自己的生活经验进行思考，蜡烛透过凸透镜后到底呈现出什么状态。相比较教师通过语言进行情境的创设，通过动态画面进行展示，能够激发学生的学习趣味，让学生的思维看得见、摸得着，更能够激发学生猜想的主动性，促使学生在头脑中模拟蜡烛的最终状态，最后通过学生真实的实验验证自己的猜想。

2.2  提供形象材料，强化自主探究

初中物理课程标准指出，“实验教学是物理教学的重要组成部分，是落实物理课程目标，全面提高学生科学素养的重要途径。”对于初中生而言，实验是促使其直观性掌握知识的有力途径，也是实现思维可视化的有效场所。利用思维可视化构建初中物理高效课堂的过程中，教师要为学生提供形象材料，促使学生能够利用材料进行自主探究，进而在自主探究的过程中掌握物理知识，培养学生的自主探究能力，让学生在自主操作的过程中将物理知识变得具体化、形象化。

【案例】“研究杠杆的平衡条件”的思维可视化教学——杠杆的左右手

探究杠杆的平衡条件通过实验，让杠杆在水平位置平衡，了解到设计实验探究的科学思想。与此同时，学生在自主探究的过程中获得杠杆平衡条件，理解杠杆平衡状态的基本含义。在探究的过程中，物理教师为学生提供了相应的探究材料，鼓励学生自主探究。

如图2，同学们，大家小时候玩过跷跷板，就是典型的杠杆。大家结合自己小时候玩跷跷板的经历，想一想跷跷板在什么时候能够保持平衡呢？现在，用图3带有等分刻度的均质木尺代替跷跷板，用钩码代替人，和杠杆、弹簧测力计、钩码和细绳一起组队，探索杠杆平衡的秘密吧！

在上述教学过程中，物理教师向学生提供了杠杆、弹簧测力计、钩码和细绳等实验材料，鼓励学生操作杠杆、弹簧测力计、钩码和细绳，探究杠杆平衡的条件。在教师的指导下，学生能够自主操作，最终认识到杠杆平衡的条件是F1L1=F2L2。整个过程中，实验材料能够被学生清晰可见，而在自主探究的过程中，学生的探究过程和探究思维也清晰可见。

2.3  设计思维导图，实现深度学习

近年来，思维导图作为一种十分有效的教学工具逐渐与初中物理教学融合起来。在思维导图的帮助下，初中生能够理清思路、形成逻辑，更好地掌握物理知识。对此，初中物理教师在教学活动中可以利用色彩、图形、线条、箭头、分支、联想等对思维导图进行深入的介绍，促使初中生在物理学习的过程中使用和设计思维导图，利用直观性的思维导图实现思维的可视化，促使学生对于物理知识具备清晰的信息认识，从而实现学生的深度学习。

【案例】“浮力”的思维可视化教学——神奇的思维导图

浮力是初中物理教学的重点内容，同时也是学生学习的一个重难点。在浮力章节的学习过程中，物理教师可以鼓励学生梳理浮力相关的知识，通过思维导图的方式呈现出来，具体内容如图4。

在上述教学过程中，物理教师在教学结束之后，鼓励学生对浮力的知识进行回顾，立足浮力这个主题，将章节所学知识通过思维导图的方式呈现出来。在构建思维导图的过程中，学生能够将脑海中关于浮力的相关知识进行分类，条理清晰地呈现出来，展现自己的知识结构。通过这样的方式，学生的思维通过思维导图展现出可视化的特点。

2.4  优化评价方式，构建高效课堂

优化评价方式，促使评价活动更好地实现其功能，这是当前物理课堂教学需要达成的目的之一。在思维可视化理念下，优化评价方式能够促使初中物理课堂变得透明，促使学生的成长和发展变得看得见、摸得着[ 3 ]。因此，在初中物理课堂教学的过程中，物理教师要注重优化评价方式，不断学习多样化的评价方式，从而有效构建高效物理课堂。在这个过程中，物理教师要从学生的实际出发，在多样化的评价过程中激发学生物理学习的积极性和主动性，促使评价活动也变得量化，贯彻思维可视化。

【案例】“液体压强的规律”的思维可视化教学——评价的技巧

液体压强的规律主要促使学生在操作的过程中了解液体内部压强的规律，在探索的过程中，物理教师设计了通关小任务，如表1，根据学生在通关任务中的表现对于学生进行评价。

在上述教学过程中，教师围绕液体压强的规律设计相关的任务，运用积星制的评价方式。当学生完成相关的任务之后，教师对于学生完成任务的具体情况进行赋分。最终，教师对于积分最高的学生进行奖励。在积星制评价方式之下，初中物理课堂教学呈现出高效化的特点。与此同时，积星也能够促使学生的表现可见。

3  结语

物理学科是一门逻辑性极强的学科，对于初中生的逻辑思维能力提出了要求。在初中物理课堂教学过程中使用思维可视化，能够促使初中生的逻辑思维能力优先展现出来。作为基础教育的一种重要教学技术，思维可视化能够减轻初中生的物理学习负担，促使初中生在学习的过程中有效掌握数学知识，实现初中生物理学科核心素养的培养。 因此，初中物理教师要重视思维可视化在初中物理课堂教学中的应用，不断创新思维可视化在物理课堂中的呈现方式，促使初中生在物理学习的过程中高效学习。更为重要的是，初中物理教师还要转变自己的物理教学理念，促使物理教学直观化。

参考文献：

［1］ 李宗海.思维可视化：初中物理课堂教学的重建[J].基础教育研究，2019（17）：77-78.

［2］ 蒋莉，杨瑞红，刘岚.思维可视化技術促进学生物理思维能力的提高[J].中国多媒体与网络教学学报（中旬刊），2020（4）：199-201.

［3］ 管佩磊，王胜华.基于核心素养的物理课堂思维可视化探索[J].中学物理教学参考，2021，50（2）：3-5.