庄莹莹

摘   要：“思维可视化”是指以图示或图示组合的方式把原本不可见的思维结构及规律、思考路径及方法呈现出来。运用思维可视化手段建构课堂，让学生“知己”——思考有依托，促进元认知监控。教师“知彼”——教学有生本资源，了解学生的最近发展区，便于精选题目针对性训练，对减负增效有重要意义，避免繁忙的题海战术。

关键词：思维可视化;高阶思维;解题流程图;浮力

随着初二下学期力学的深入学习，尤其是“浮力”一章，对学生高阶思维提出了更高要求，导致越来越多学生感到云里雾里。如何帮助学生拨开“雾里”见“物理”？物理核心素养给出了答案——培养学生的“科学思维”。提高教学效能的关键在于挖掘与呈现知识背后的思维规律并帮助学生掌握它。

据信息传播学及脑科学的研究，在各类信息中，图像信息的传递效率最高，大概是声音信息传递效率的两倍、纯文字信息传递效率的10倍[ 1 ]。大脑天性更喜欢理解和记忆图片，“思维可视化”就是把学习过程中的思考方法和思考路径通过图示技术呈现出来，思维可视化手段可以把隐蔽思维显性化，在课堂上展开教学可以事半功倍，实现减负增效。

“浮力”一章中“比较浮力大小”的习题的难点是要会灵活选用“公式法”和“受力分析法”，因此本文以此为例，运用几道经典的例题，初步探索如何运用思维可视化手段构建物理课堂。

1  知己：让学生思维可视，实现元认知监控

囫囵吞枣是物理高阶思维养成的抑制剂，长此以往会导致学生在学习时经常无法从记忆中成功提取正确的信息以及解题策略，在学习成果评价方面也不够客观。因此在上“比较浮力大小”的习题时，必须在精选题目，难度层层推进的基础上，让学生学会进行元认知监控。

【例题1】三个实心球甲、乙、丙体积相等，在液体中静止时的位置如图1所示，受浮力最大的球是？

学生错误的原因可能有：（1）公式提取错误;（2）V排和V物混淆;（3）控制变量意识缺乏。而学生在错题反思整理时，经常过于简单描述：（1）我不会;（2）我会，就是粗心而已。这两种归因都浮于表面，因此通过图示让学生把思维呈现出来，更有利于学生认识自己错误症结。

思维可视化图示有“学科思维导图”“解题流程图”“鱼骨图”等[ 2 ]，解题的图示，可选用对作图要求比较简单的流程图展示。万事开头难，一开始让学生把解题流程图画出来，显然是难度比较大的，特别是后进生往往无从下手，而恰恰后进生更需要解题流程图指导解题，因此教师应该在例题讲解的时候，板书示范解题流程图，如图2。

在学生课堂小测的时候，要让学生模仿流程图进行解题，也可以简化流程图，直接在公式上标明。公式中相同量上面画横线“—”，在变量上画“↑”“↓”箭头即可。对于这种多变量的公式，一个量一个量查找清楚是很重要的，学生往往忽略了控制变量。在画完解题流程图后，学生就会明确自己解题碰的壁到底是什么，对自己掌握的层次有了解，在今后复习时才会有针对性，实现对自己的解题过程有正确的认知。

2  知彼：根据可视化课堂测试，形成个性化教学

学生课堂测试所展示的思维流程图错误的地方，就是很好的动态课程资源，教师针对三种常见的错误归因，找到学生的最近发展区，进行强化训练，方能有的放矢。

2.1  公式问题

课前5分钟让课代表组织朗读公式。

2.2   V排问题

可以让要素可视化，让学生用阴影表示出排，跟物对比。接着摆脱情境限制，实现“具象—抽象—具象”。可以进行如下例题2，例题3的变式训练。

【例题2】如图3，体积相等的甲、乙、丙三个物体，形状不同，同时浸没在水中，则三者所受浮力的大小关系是？

【例题3】体积相等的苹果和梨子放入水中，如图4所示，则受到的浮力比较大的是？

2.3  控制变量意识缺乏问题

让学生直观对比例题4“同液”和例题5“同物”两种类型题，虽然图片一样，文字相似，但是蕴含的不变量不一样，导致解题方法不一样。例题4其实就是例题1的拆分，这两道例题是本节课的重点也是难点所在，通过简单图形题目对比突破，有利于降低学习难度，突出解题控制变量的重要意义。

【例题4】三杯水中分别放有体积相同，但是质量不同的甲、乙、丙三个球，静止时情况如图5，比较三个小球受到浮力的大小关系是（        ）

【例题5】有甲、乙、丙三种液体，分别放入三个完全相同的小球，靜止后情况如图5所示，比较小球在不同液体中受到的浮力（     ）

3  百战不殆：向下迁移，形成策略

两种重要方法都出现后，就要进行板书的归纳，教师在习题讲评时，要进行解题方法总结，这类题目的解题技巧就是挖掘题目的不变量进行联想是用公式法还是受力分析法，哪一条路径可控的不变量越多，这条路径更有利于解题，如图6。勾勒思考路径，进行逻辑整合，完成“情境——模型”转化，解决实际问题。学生在课堂测试时，特别是刚开始新课教学时，要求学生根据已知条件，先进行“同液”？“同排”？“同物”？的判断，再画出简易解题流程图，做到思维可视。

此外，还可以给学有余力的同学拓展延伸，在同一道题里同时涉及“公式法”和“受力分析法”的使用，进一步深化学生对这两种方法的理解。

【例题6】如图7所示，甲、乙两物块体积相同，乙、丙两物块质量相等，将它们放入水中静止后，甲物块漂浮、乙物块悬浮、丙物块沉底，则（     ）

A. 甲受到的浮力等于乙受到的浮力

B. 甲受到的浮力大于乙受到的浮力

C. 丙所受的浮力等于乙受到的浮力

D. 丙所受的浮力小于乙受到的浮力

本道题初步判断属于“同液”的情况，因此根据流程图应该选用公式法，其中甲、乙两个球体积相同，可以根据图判断出乙球浮力大。接着发现，乙、丙虽然同液，但是没办法直接选用公式法，因为体积大小情况不确定，所以继续阅读题目已知条件，发现乙、丙质量一样，所以重力相同，相当于“同物”题型，要用受力分析法。对两个球受力分析可知，丙球浮力小。因此本道题是一道比较综合的判断“比较浮力大小”的题目，涉及了两种解法，适合用于鼓励好生解答。

流程图等代表的思维可视化图示为学生的学习提供了一种视觉的支撑，记下思维的痕迹，在艰难的思考中，能够抓住关键要素，忽略次要因素，层层递进，抽具象转化思考来转化条件，锻炼了学生的高阶思维，建立有效的思维和反思通道，进而完成了“由题到类，由类到法，由法到能”的智能升级，科学思维，塑造核心素养，避免了忙碌的题海战术，也给教学的减负增效带来巨大的价值。

参考文献：

[1] 刘濯源.思维可视化：减负增效的新支点[J]. 中小学管理，2014（6） ：10-13.

[2] 刘濯源.当学习力遇到思维可视化——基于思维可视化的中小学生学习力发展策略[J].基础教育参考，2014（21） ：7-10.2056D43C-4198-452F-B3E6-01B91947A16D