崔吉俠 崔北元 李金良

摘 ? 要：基于思維可視化的教學(xué)設(shè)計，以“簡諧運動”為例，探討如何通過思維可視化的方法，實現(xiàn)提升學(xué)生素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)，通過實際教學(xué)實踐，驗證了思維可視化的教學(xué)設(shè)計方案的有效性和可行性。

關(guān)鍵詞：思維可視化； 教學(xué)設(shè)計 ；核心素養(yǎng) ；簡諧運動

1 ?思維可視化在高中物理教學(xué)中的作用

思維可視化是指將思考過程及其結(jié)果以圖形化或可視化的方式表現(xiàn)出來，以便更清晰地理解和交流。這可以涉及到使用不同的圖表、圖像、模型、圖形和其他可視化工具來表示思考過程和結(jié)果。這種方法可以幫助人們更直觀地理解和解決問題，提高思維效率和創(chuàng)造力。思維可視化是一種跨學(xué)科的方法，適用于各種不同領(lǐng)域的問題和挑戰(zhàn)。思維可視化在提升高中物理核心素養(yǎng)方面具有重要的作用，可以幫助學(xué)生更好地掌握物理學(xué)的基本概念和方法，提高物理問題解決能力和實踐技能。

1.1 ?提高物理概念的理解

通過思維可視化的方式，學(xué)生可以更加直觀地理解抽象的物理概念，例如力、加速度、電場、磁場等，從而更加深入地理解物理學(xué)的基本原理。

1.2 ?幫助學(xué)生掌握物理學(xué)的定量分析方法

思維可視化可以將物理問題可視化展示，幫助學(xué)生更加清晰地看到問題的本質(zhì)，有助于學(xué)生運用定量分析方法解決物理問題。

1.3 ?培養(yǎng)物理實驗的設(shè)計能力

在進行物理實驗時，思維可視化可以幫助學(xué)生更加清晰地設(shè)計實驗步驟和分析實驗數(shù)據(jù)，從而提高學(xué)生的物理實驗設(shè)計能力。

1.4 ?提高物理問題的解決能力

思維可視化可以幫助學(xué)生更加清晰地把握物理問題的關(guān)鍵點和思路，從而提高學(xué)生對物理問題的解決能力。

1.5 ?提高物理實踐技能的掌握

通過思維可視化的方式，學(xué)生可以更加直觀地掌握物理實踐技能，例如使用物理實驗儀器、制作物理模型等。

2 ?高中物理教學(xué)思維可視化的常用方法

高中物理教學(xué)中常用的思維可視化方法如表1所示，包括物理實驗演示、物理圖示、數(shù)據(jù)可視化、模擬仿真和實物演示等?？梢暬某尸F(xiàn)形式可以是運用模型揭示本質(zhì)，亦可以是繪制示意圖直觀表達，大大降低了學(xué)生接受知識的難度。這些方法可以幫助學(xué)生更好地理解物理學(xué)的基本原理和問題解決方法，從而提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效果。

3 ?基于思維可視化教學(xué)的重要環(huán)節(jié)

基于思維可視化的教學(xué)設(shè)計包括教學(xué)目標(biāo)的確定、教學(xué)內(nèi)容的篩選、思維可視化工具的選擇、教學(xué)過程的設(shè)計和教學(xué)效果的評估等重要環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)的合理設(shè)計和實施可以提高教學(xué)效果，幫助學(xué)生更好地理解和掌握物理學(xué)知識。

3.1 ?教學(xué)目標(biāo)的確定

在教學(xué)設(shè)計中，明確教學(xué)目標(biāo)是非常重要的?；谒季S可視化的教學(xué)設(shè)計應(yīng)該明確具體的目標(biāo)，例如提高學(xué)生對物理學(xué)的理解、提高學(xué)生對物理實驗的設(shè)計和分析能力等。

3.2 ?教學(xué)內(nèi)容的篩選

在教學(xué)設(shè)計中，需要根據(jù)教學(xué)目標(biāo)篩選教學(xué)內(nèi)容?；谒季S可視化的教學(xué)設(shè)計應(yīng)該優(yōu)先選擇適合可視化呈現(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容，例如物理實驗、物理圖示、數(shù)據(jù)可視化等。

3.3 ?思維可視化工具的選擇

在教學(xué)設(shè)計中，需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇適合的思維可視化工具。例如，在進行物理實驗教學(xué)時，可以選擇實驗演示、模擬仿真等思維可視化工具，而在進行物理圖示教學(xué)時，可以選擇繪圖軟件、示意圖等思維可視化工具。

3.4 ?教學(xué)過程的設(shè)計

在教學(xué)設(shè)計中，需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和思維可視化工具設(shè)計具體的教學(xué)過程。例如，在進行物理實驗教學(xué)時，可以先進行實驗演示，然后引導(dǎo)學(xué)生分析實驗數(shù)據(jù)并設(shè)計實驗方案；在進行物理圖示教學(xué)時，可以先通過繪制示意圖的方式引導(dǎo)學(xué)生理解物理學(xué)的概念，然后通過示例分析和練習(xí)鞏固學(xué)生的知識點。

3.5 ?教學(xué)效果的評估

在教學(xué)設(shè)計中，需要對教學(xué)效果進行評估?；谒季S可視化的教學(xué)設(shè)計應(yīng)該通過測試、作業(yè)、討論等方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行評估，從而不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，提高教學(xué)效果。4 ?簡諧運動教學(xué)設(shè)計

4.1 ?教學(xué)目標(biāo)的確定

教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，具有可操作性和可評估性。在教學(xué)設(shè)計中，教師需要根據(jù)學(xué)生的實際情況，制定合理的教學(xué)目標(biāo)，并通過多種教學(xué)方法來達成這些目標(biāo)[ 1 ]。故簡諧運動的教學(xué)目標(biāo)和核心素養(yǎng)與學(xué)業(yè)質(zhì)量要求如表2所示。

4.2 ?設(shè)計創(chuàng)造性的教學(xué)活動

4.2.1 ?制作簡諧運動演示模型

步驟：

（1）學(xué)生在小組中收集簡諧運動相關(guān)資料（教材、國家電子圖書館、智學(xué)網(wǎng)以及抖音短視頻）；

（2）學(xué)生根據(jù)資料和教師指導(dǎo)，選取合適的材料，制作簡諧運動演示模型；

（3）學(xué)生在班級中：展示自己制作的簡諧運動演示模型，講解簡諧運動的相關(guān)知識。

設(shè)計意圖：通過自主學(xué)習(xí)拓寬學(xué)生獲取知識的途徑，仔細觀察生活中的現(xiàn)象培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律，建立模型的能力，利用小組協(xié)作，合理分工培養(yǎng)中學(xué)生的團隊精神和集體榮譽感。給予學(xué)生充足的展示自我的機會，培養(yǎng)自信的品格和獨特的人格魅力。

4.2.2進行簡諧運動實驗

步驟：

（1）學(xué)生在小組中設(shè)計簡諧運動實驗方案，包括實驗器材、實驗步驟等；

（2）學(xué)生在實驗中記錄實驗數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)處理；

（3）學(xué)生在班級中展示實驗結(jié)果，并進行分析和討論。

設(shè)計意圖：通過觀察現(xiàn)象提出合理的猜想（簡諧運動的周期與哪些因素有關(guān)），并且嘗試運用實驗探究相關(guān)的猜想，觀察現(xiàn)象評估相關(guān)的探究過程給予先前的實驗方案加以修正，經(jīng)歷科學(xué)探究過程，感受沉浸式的科學(xué)體驗。

4.2.3制作簡諧運動動畫

步驟：

（1）學(xué)生在小組中收集簡諧運動相關(guān)資料；

（2）學(xué)生利用計算機軟件制作簡諧運動動畫；

（3）學(xué)生在班級中展示自己制作的簡諧運動動畫，向同學(xué)講解簡諧運動的相關(guān)知識。

設(shè)計意圖：通過NB實驗平臺或者GGB、PYTHON等方式將數(shù)學(xué)工具和模擬軟件的界面與演示實驗同步呈現(xiàn)，讓學(xué)生更好地理解和掌握彈簧振子的運動規(guī)律和物理量之間的關(guān)系。讓學(xué)生感受技術(shù)帶給他們視覺的沖擊和心靈的震撼，科學(xué)技術(shù)正在慢慢改變?nèi)祟惖膶W(xué)習(xí)方式，也開啟了更多認識世界的大門。培養(yǎng)終生學(xué)習(xí)的意愿和良好的學(xué)習(xí)方法。

4.2.4依托科學(xué)評價，個性化作業(yè)輔導(dǎo)

幫助教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和掌握程度，同時也可以幫助教師及時調(diào)整教學(xué)方案和方法，提高教學(xué)效果[ 2 ]。可以通過觀察學(xué)生的課堂表現(xiàn)來評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，包括聽課態(tài)度、提問和參與課堂討論等方面。根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)，教師可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和掌握程度，及時調(diào)整教學(xué)方式和方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。可以通過知識測驗來評價學(xué)生對簡諧運動的相關(guān)知識掌握情況，包括概念理解、計算和分析等方面。根據(jù)學(xué)生的答題情況，教師可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時調(diào)整教學(xué)方案和方法[ 3 ]。

5 ?結(jié)語

思維可視化的教學(xué)設(shè)計包括教學(xué)目標(biāo)的確定、教學(xué)內(nèi)容的篩選、思維可視化工具的選擇、教學(xué)過程的設(shè)計和教學(xué)效果的評估等重要環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)的合理設(shè)計和實施可以提高教學(xué)效果，幫助學(xué)生更好地理解和掌握物理學(xué)知識。

參考文獻：

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［3］ 陳君.信息化背景下商務(wù)英語課程新型教學(xué)模式構(gòu)建[J] 齊齊哈爾師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2023（1）：125-128.