知识可视化在高中物理教学中的应用以力学为例

引言：不同于其他学科，物理学有着相当独特的特点，很多学生对物理的印象就是抽象，晦涩，复杂，公式太多等等，很多学生谈到物理就头痛。因此对于高中物理老师来讲，怎么样能够让学生对他们难以理解的物理知识融会贯通? 是一项亟待解决的问题。如果仅仅只是是用传统的文字表述物理概念，学生是绝对难以理解的。所以这时可以利用知识可视化结合晦涩的物理概念将物理规律真实的呈现在学生眼前，有助于理解物理概念，从而提高学习物理相关知识的兴趣。物理可视化教学，实际上就是将可视化的技术融入到物理教学中，一般情况下指的是用多媒体表达方法将那些抽象的物理概念直观浅显的表达出来。这样一来做到了复杂问题，简单化，可以帮助学生由简入繁，逐渐进入到物理学习中来。针对高中物理教学特点，通过可视化教学，比如思维导图，概念图，以及情景图等等图示来将复杂的为知识形成体系，并通过为学生提供相应物理实验，创设合理物理情境，使他们需要学习的物理知识可视化，直接化。

一、知识可视化在高中物理教学中的应用

1.利用物理课堂的新课导入激发学生的学习兴趣 所谓良好的开端意味着成功了一半。因此在进行物理教学时，教师作为教学工作的实际实施人，需要针对每章节开课进行精心设计。在物理学的学习中，虽然需要涉及到非常多的概念，定理，公式以及相应计算，但所学到的这些物理知识，必定能够在生活中找到相关的现象。因此在授课前花费一段时间设计制作好新课导入，不管是对教师的教学还是对学生之于物理的学习兴趣，都有着较为重要的影响。例如在进行“自由落体运动”这一知识点教学时，上课后教师可以不急于给学生们传授新知识，而是先拿出一张纸条。教室用手拿着纸条的上部分，然后让学生利用拇指和食指对着纸条的下部分。对学生说，我放手后你就去集中精力夹住纸条，看看哪一位同学能够夹住纸条。然后可以进行重物下垂演示，教师首先向同学们展示一张a4 纸以及一只铅笔，然后问同学们“你们猜是a4 纸先落地还是铅笔先落地?”这时同学们肯定都回答铅笔先落地。之后教师再将a4 纸揉成一团，同时再重复刚刚的演示以及问题，来让同学们对问题的答案进行讨论，然后通过演示得到结果，并就结果引导学生们分析刚刚所发生的物理现象，紧接着教师可以再次向同学们提出问题“如果此时没有空气阻力，不同的物体下落又将会是什么样的?”并让学生们对此问题进行思考。这样一来，学生通过游戏就了解物体自由落体运动的大致情况，从而更有兴趣开启这一章节的学习，不仅可以使学生对所观察到的物理现象产生深刻的思考，还激发了学生的求知欲望。

2.利用物理实验培养学生物理学习兴趣 物理学是一门以实验为基础的课程。而物理运动都是自然界中最为普遍最为常见的现象。物理学科的发展是人们逐渐熟悉自然规律，并把熟悉的物理规律应用到实践活动中去发展各个与物理密切相关的行业领域，产生了现代社会许许多多的重要器具与技术。而这一切物理学所取得的成就都离不开大量重复的物理实验。因此在物理教学过程中，切勿忽视实验对物理教学的重要性。例如在进行“匀速直线运动”这一章节的教学过程中，需要注意，虽然匀速直线运动是力学中较为简单的运动，因为在生活中比较少见，所以学生对这一部分知识的理解很难深刻。因此可以在开课前准备一个匀速行驶的电动小车，在小车上再装上一个滴水装置，用于给学生们演示匀速直线运动。在小车上固定一个装水容器，通过注射器将水引到小车的后部，并控制水滴的流出速度。然后实验时在小车运动轨迹上铺上一层白纸，并在装水容器内滴入红墨水，打开车的开关，让车在白纸上边运动边滴水，此时小车经过的地方便会留下一串红点。通过这一现象引导学生观察小车运动可以发现在小车匀速直线运动时，红点的距离是相同的，这样学生就明白了，在相同的时间通过相同的位移便是匀速直线运动。这样的开课形式要比直接在课本上介绍一个个刻板生硬的知识点好太多。

3.创设可视化的教学情境完成物理实验的逻辑思维过程 各学科的发展总离不开各类情境的促进，物理学更是如此。只有在真实的情境下，学生才能够激发出物理思维，通过情境来想起记忆中与此物理现象有关的知识，经验，从而让学生能够更好的通过生活经验融合知识点。例如在“牛顿第一定律”的教学过程中，教师在开讲前可以为学生创设物理情境。首先给木块装上轮子，然后推动小木块运动，当手离开木块后发现木块可以继续向前滑行，一段时间后木块才会停止。学生观察到这一运动现象，便可以知道亚里士多德关于“力可以维持物体的运动”的观点是错误的。此时教师趁热打铁提出问题“为什么小木块在滑行一段时间后停止了运动”并通过这一问题进入到牛顿第一力学知识的正式讲授。这种可视化教学方式，既能帮学生加深物理力学定律的理解，也能让学生直观感受到物理现象的奇妙。

文章来源：《力学季刊》 网址: http://www.lxjkzz.cn/qikandaodu/2021/0223/392.html