思维可视化工具在初中 物理教学中的有效 运用研究

思维可视化工具在初中 物理教学中的有效 运用研究

何陈宁 文韦

四川省成都市第四十九中学校 四川 成都 610000

摘 要：思维可视化工具能将隐性思维显性化，有助于学生对知识的理解。本文介绍了在初中物理教学中运用思维可视化工具，从而提高课堂效率，培养学生的思维能力和物理核心素养。

关键词：思维可视化工具 物理教学 核心素养

一、思维可视化工具在物理教学中运用的必要性

现代教育不仅要让学生掌握知识和方法，还要指导学生学会思考，更好地培养学生的思维能力。而物理知识大部分是抽象性概念、解决问题时对思维能力要求高，使得由形象思维向抽象逻辑思维过渡中的中学生感觉物理学习困难。初中物理教学中，如果我们能够运用“思维可视化”工具，则能够让学生有效地学习物理，培养学生的思维能力，为学生的高中学习和终身发展奠定坚实的基础。

二、思维可视化工具的在物理教学中运用的理解

思维是对新输入信息与脑内储存知识经验进行一系列复杂的心智操作过程。思维具有很强的“潜隐性”，因而易造成思维的混乱和不完整性。由此，我们可以借助思维可视化工具将隐性思维进行显性化。其中使用较多的思维可视化工具有八大思维图示、思维导图、鱼刺骨图等。

物理学对学生的模型建构、科学推理、科学论证等能力要求较高，对学生思维考查力度较大的力学和电学板块，学生在学习过程中普遍感觉比较困难。教学中运用思维可视化工具，能够将隐形思维显性化，抽象思维具体化、逻辑思维显现化、形象思维直观化，让学生更好地理解物理知识。

三、思维可视化工具在物理教学中的运用

（一）新授课中的运用

在新授课中合理利用思维可视化工具，可使课堂结构更加清晰、学生对知识的认识更加深入透彻。

1.利用思维可视化进行教学设计有利于课堂整体架构

在进行教学设计时，利用思维可视化工具，有助于教师整体把控课堂架构。在《科学探究：浮力的大小》等新授课，教师使用思维可视化工具，设计严密的科学探究过程，这样的教学能培养学生的物理观、科学思维、实验探究、科学态度与责任，使学生习得物理的基本知识结构和对其终生发展受益的物理核心素养。

2.利用思维可视化工具呈现教学内容有利于学生理解

思维可视化工具中的八大图示包括圆圈图、气泡图、双气泡图、树形图、流程图、复流程图和桥型图^[1]。这些特殊的图示有利于学生对知识的理解。

双气泡图展示比较思维。如利用双气泡图比较相互作用力和平衡了的异同，学生更易掌握其的共性和个性。

桥形图展示类比的思维。如利用桥型图将电流的产生与水流的产生进行类比、迁移，促进学生对电流基本概念的理解。

（3）流程图展示的程序性知识。如在完成测量物体的密度的实验室，画出实验流程图，帮助学生顺利完成实验，也有助于实验的误差分析。

3.利用思维可视化工具进行课堂板书有利于知识呈现清晰

通过思维可视化工具设计的板书，知识的承接关系和脉络清晰，知识的呈现清晰明了，一目了然，大大增强板书的易读性，学生更容易形成良好的思维品质。

4.利用思维可视化工具整理笔记有利于学生对知识的梳理

课后，学生用思维导图对本节课学习内容进行梳理，进行再创造。学生根据教师讲课内容课后整理的课堂笔记思维导图，这种思维导图是以“节”的形式展现，知识点相对较少，有利于对知识的快速整理和记忆。

（二）复习课中的运用

1.思维可视化工具在基础知识复习中的运用

传统复习方式以知识的简单罗列为主，对学生大脑皮层刺激较弱。教师利用思维可视化工具，在知识点中加入大量的图片、视频等，使知识的呈现更多元化与直观化、知识结构也更清晰。学生能用较短的时间唤起自己的记忆、理清知识脉络结构。

基础知识要点的复习可以采用一下流程：

如果学生时间充裕且思维工具应用能力较强，可以采用学生自主绘制思维导图的方式进行复习。

如果学生时间和能力有限建议使用概念地图填空或思维导图填空。

教师通过软件绘制思维导图并进行讲解。知识要点的呈现一步步进行，不能一次性将思维导图全部呈现。

2.思维可视化工具在具体题目解答中的运用

在具体题目中使用思维可视化工具，可以加深学生对知识的认识和迁移，对学生的解题技巧和科学思维的养成也有很大帮助。

帮助学生审题

对于一道复杂的综合性题目，题干往往很长，信息量大。学生很难有效抓住关键词并建立物理量间的初步关系。这时可以利用思维导图列出的关键词并连线找到各关键词之间的联系，这样便可以进行浅层的分析得出初步结论^[2]。

（2）帮助学生理解物理情境

利用思维可视化工具，展示物理情境，可以帮助学生理解题意，建立物理模型，减轻学生的记忆和思维负担，把更多的记忆空间和思维空间留在解题过程中的寻找解法阶段。

（3）帮助学生寻找解最好的解法

利用思维导图提炼的关键信息，结合物理概念、规律，找到已知量和未知量之间的关系。我们可以利用思维可视化工具不断的挖掘出各物理量间的直接或间接关系，从不同的角度出发我们会发现有不同解法，看节点最少的通常就是最好的解法。

（三）讲评课中的运用

讲评课是学生查漏补缺，巩固强化知识点，拔高能力的重要课型。借助思维可视化工具能够较好的完成以上目标。

1.利用思维可视化工具对基本知识点进行整理归纳

学生第一类常见错误是由于对知识的遗忘、记忆混乱、基本概念理解不到位造成的。对于这类基础错误可以利用思维可视化工具，对知识进行重现、对比区分，帮助学生梳理知识脉络。

2.利用思维可视化工具弥补学生知识结构体系、提升思维品质

学生的另一类常见错因在于对知识应用、迁移存在问题。这类错因主要在于没有建立起自身知识结构体系，或者在建立自身知识结构体系时存在了一些漏洞与错误认识。师生对这类问题进行归类、归因和归法。利用思维可视化工具总结出一般的解题思路和方法，帮助学生建立正确的知识体系。

四、结语

随着科技的不断进步，人工智能、虚拟现实技术、仿真软件等不断的进入课堂教学，思维可视化的方式将不断的优化。我们应该不断的学习和实践，利用思维可视化工具提高教学效果，使学生的思维能力得到更加充分的提升，培养更多的具有可持续发展能力和素质的中学生。

参考文献：

[1]赵国庆,杨宣洋,熊雅雯.论思维可视化工具教学应用的原则和着力点[J].电化教育研究,2019,40(09):59-66+82.

[2]吕怡宁. “思维导图”在高中生物学复习课中的实践研究[D].四川师范大学,2019.