(福建省泉州市城東中學(xué),福建　泉州　362000)

思維可視化是指運(yùn)用一系列圖示技術(shù)把不可視的思維呈現(xiàn)出來,使其清晰可見的過程。本文以“力學(xué)”復(fù)習(xí)為例,談?wù)勗诟呖嘉锢韽?fù)習(xí)中如何應(yīng)用思維可視化工具,挖掘試題背后的思維規(guī)律,開展解題的思維訓(xùn)練,提高復(fù)習(xí)效率。

1　試題結(jié)構(gòu)可視化

大多數(shù)力學(xué)試題表述的事件是“研究對象在一定環(huán)境中處于某種狀態(tài)或經(jīng)歷某一過程”，有的題目提供的背景是模型化的事件,有的題目會依托真實(shí)的物理事件,但也都是可以轉(zhuǎn)化為模型化的事件,所以大多數(shù)高考試題中的對象、環(huán)境、狀態(tài)、過程都是模型化的，因此高考力學(xué)試題的結(jié)構(gòu)可以用圖1表示。在高中階段,對象模型大多數(shù)為質(zhì)點(diǎn)，運(yùn)動模型包括勻速直線運(yùn)動、勻變速直線運(yùn)動、勻變速曲線運(yùn)動、圓周運(yùn)動等,環(huán)境模型包括場環(huán)境模型、裝置模型,規(guī)律等包括三條定律、兩個定理。

圖1

2　解題流程可視化

物理試題的邏輯規(guī)律是簡約的,解決物理問題的方法也是簡約且有序的。從圖1可以看出,解決物理試題時首先找對象,構(gòu)建對象模型,一般高考力學(xué)試題的研究對象都可以視為質(zhì)點(diǎn)。第二步是分析環(huán)境,把對象從環(huán)境中隔離出來,分析對象所在的環(huán)境,根據(jù)環(huán)境的特點(diǎn)分析對象的受力情況,畫受力示意圖。第三是分析運(yùn)動,構(gòu)建運(yùn)動模型,畫運(yùn)動過程草圖。第二、第三兩個步驟沒有明確的先后順序,可交替進(jìn)行,根據(jù)牛頓運(yùn)動定律進(jìn)行定性分析時,有時可由運(yùn)動模型分析受力情況,有時則由受力分析得出運(yùn)動模型。第四,根據(jù)所畫的運(yùn)動過程圖和受力圖,選擇合適的規(guī)律列方程求解，解題流程圖如圖2。

圖2

3　知識結(jié)構(gòu)可視化

對模型進(jìn)一步細(xì)化,運(yùn)動模型可以用圖3表示，環(huán)境模型則如圖4所示。在圖3、圖4的基礎(chǔ)上可以進(jìn)一步發(fā)散,將相關(guān)的內(nèi)容整合到一張圖中。這個工作可以引導(dǎo)學(xué)生用思維導(dǎo)圖軟件自主完成。

圖3

圖4

圖1中的規(guī)律、定理即力學(xué)的三條定律和兩個定理，可以用圖5表示。通過三條主線,可以將力和運(yùn)動聯(lián)系起來,解題的過程其實(shí)就是找力和運(yùn)動的聯(lián)系。

圖5

4　概念結(jié)構(gòu)可視化

從全局出發(fā),搭好大的框架后需要對內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化。內(nèi)容的細(xì)化工作之一是概念的復(fù)習(xí)，用概念圖可以很好的展示概念與概念之間的聯(lián)系。畫概念圖時不是簡單將概念羅列出來,要找到概念與概念之間的邏輯關(guān)系。比如,描述運(yùn)動的物理量有位置、位移、速度、速度變化量、加速度等,用圖6可以描述運(yùn)動概念之間的邏輯關(guān)系。

圖6

再比如,描述電場的物理量有電場強(qiáng)度、電勢能、電勢、電勢差等,用圖7可以使這幾個概念形成較穩(wěn)固的知識鏈結(jié)構(gòu),突出知識之間的遞進(jìn)關(guān)系。

圖7

5　解題思維過程可視化

物理解題是在形象思維的平臺上進(jìn)行邏輯思維,而形象思維的平臺通俗的說就是畫圖打草稿，主要畫兩個圖,一是受力示意圖,二是運(yùn)動過程圖。這里要強(qiáng)調(diào)的是,在畫圖的過程中,要在圖中用符號標(biāo)注出物理量。根據(jù)試題的特點(diǎn),把物理量分為三類：一是特征量,描述對象的特征量如質(zhì)量m、電量q等,描述環(huán)境的特征量如電場強(qiáng)度E、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、勁度系數(shù)k、動摩擦因數(shù)μ等;二是狀態(tài)量,如速度v、動能Ek、動量P等;三是過程量,如時間t、位移s、功W、沖量I等，下面用一道例題說明草圖的畫法。

例:一質(zhì)量為m,電量為q的電荷在勻強(qiáng)電場中做勻加速直線運(yùn)動,在時間間隔t內(nèi)位移為s,動能變?yōu)樵瓉淼?倍,求電場強(qiáng)度E。

解析:如圖8所示,先畫運(yùn)動過程圖，包括三個部分,第一部分：明確描述對象,標(biāo)注特征量m、q;第二部分：標(biāo)注狀態(tài)量v、3v；第三部分：標(biāo)注過程量s、t,其中v、3v和a是引入的物理量。再畫出受力示意圖。

圖8

可見,畫圖起至關(guān)重要的作用,畫草圖其實(shí)就是找條件的過程,將需要的條件標(biāo)注在圖中,再看圖決策列方程,這是良好的解題習(xí)慣,復(fù)習(xí)中應(yīng)該要求學(xué)生先畫圖，再列方程。

一圖勝千字,圖是最直觀的語言,易讀、易懂、易記而且記得牢。實(shí)現(xiàn)“思維可視化”的最有效方式便是用“圖”把“思維”呈現(xiàn)出來，實(shí)現(xiàn)“思維可視化”。

參考文獻(xiàn)：

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