知识可视化在中学物理习题教学中应用的必要性和可行性分析

知识可视化在中学物理习题教学中应用的必要性和可行性分析

石河子市石河子大学陈锋普丽华葛桂贤

摘要:本文以学生在解答题目过程中出现问题的情况为出 发点，究其根源，从习题教学的可视化入手，通过调查问卷的 形式，对知识可视化在中学物理习题教学中应用的必要性和 可行性进行分析，同时对教师习题教学以及如何帮助学生理 清题目，从知识可视化的角度上给出了建议。关键词：知识可视化；中学物理；习题教学1绪论

物理习题教学是中学物理教学中不可或缺的重要部 分，但是现有流行的习题教学模式的弊端显而易见。第 一，通过教师对知识点的复述以及对典型例题的讲解，然 后总结这一类型题目的规律，形成一个模式，再让学生去 做变式练习。这一过程中，教师做了充分的引导，但是学 生自主构建知识系，总结解题方法和规律的程度不够，这 与新课标要求不相符合，难以培养学生自主分析问题、解 决问题的能力[|]。第二，很多教师追求题海战术，追求一步 到位，这一过程忽略了培养学生良好审题和解题的习惯， 导致学生从审题就开始出现错误，套用解题模式规律就 无从说起了。2

现状分析

现今也有大量的研究者针对如何改善习题教学效果 进行研究。有研究认为，效果不理想的有一部分原因来自 于习题本身过于抽象化、固定化和试题化[2]，导致物理学 习脱离生活，不利于学生开放性思维的培养以及导致学 生机械的记忆解题步骤，缺乏对物理概念、规律和模型的 掌握。针对这些问题，有研究者给出了相应的解决思路， 即要精选习题，创设物理情景，对物理过程进行有效的分 析，要及时进行拓展训练并且注重评价与反馈[3];还有人 提出对于一道经典例题，可以采取一题多问和一题多答 的形式[4]。

我们认为学生之所以认为解物理题难，主要是思维 方式上存在问题，而思维过程隐存在学生的脑中，这就导 致学生的思维缺陷很难显现出来，教师就很难对症下药， 解决学生的困惑。如果将知识可视化运用到习题讲解的 过程中，选取思维导图这种可视化模式，可能会有助于构 建解题思路，实现思维和知识的可视化[5]，运用知识可视 化梳理题目条件有助于学生理解题目意思，抓住关键条 件，减少因为审题而出现的错误。我们通过教学实践还发 现，解错题的源头在于审题。学生由于审题不仔细导致解

错题而失分的现象，不可忽视。

但是把知识可视化运用到习题教学中的这种模式， 教学效果也需要大量的教学实验之后方能体现出来，而 且学生是否能接受这种教学模式也是一个问题所在。

本文提到的知识可视化在物理习题教学中的应用， 实质上是想让学生借助知识可视化手段清晰地理解老师 的解题思路，达到自我总结解题方法的目的。我们通过问 卷调查的形式，对学生是否具备接受这一教学方式的条 件进行调查分析，希望为准备从事这方面研究的研究者 给予一些帮助。3调查对象和调查内容

本问卷调查的对象是石河子市第三中学初三年级的 5个平行班，共计210名学生。调查问卷的设计共12道题 目，其中10道单选题，1道多选题以及1道开放性题目。其 中第1、2、3、4题的设计意图是考察学生对知识可视化的 认识程度，第5、6、7、8、9题考察学生对习题题目信息的把 握情况，第10尧11题是调查学生对将知识可视化运用到习 题教学中的兴趣程度，第12题是考察学生是否拥有将普 通题目转化为知识可视化模式的能力。4调查结果分析

针对问卷的第一部分考察学生对知识可视化的认识 程度，有56.67%的学生认为思维导图更能激发自己的学 习兴趣，18.57%c的同学选择了概念图这一表达方式，这说 明有75.24%的学生认可知识可视化这一教学模式能为他 们带来更多的兴趣，并且74.76%的学生是了解思维导图 这种可视化工具的，这说明学生认为知识可视化能为他 们带来学习兴趣不完全因为这是一种新鲜的方法；有. 76%的学生是从教师运用知识可视化手段总结知识点的 时候接触的知识可视化，还有11.43%的学生在习题讲解 时见到老师使用过，只有5.71%的学生完全没有见过知识 可视化的手段，不排除上课不认真听讲以及完全不了解 知识可视化是什么的学生，这说明课堂是学生对知识可 视化认知的主要来源曰对于有没有尝试使用知识可 视化手段，没有过的只占2.86%，也就是说几乎所有的学 生都具备接受可视化教学以及使用可视化的能力，但是 值得注意的是，12.38%的学生是将知识可视化运用到了 预习新知、65.71%的学生是将可视化手段运用在复习知 识的过程中，也就是常说的总结知识点当中。有16.19%的 学生在解答习题的时候运用过知识可视化，这也表明了

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第14卷总第79期中学理科园地教学探讨

教师有过无意识的培养学生运用知识可视化手段帮助学 习的能力，但是没有将这一方法强调出来，甚至运用到处 理习题当中。

我们对数据进行了统计处理，结果如下：

总结来说，知识可视化对于学生来说不算新鲜，而且 学生会对这种教学模式更感兴趣，教师在教学过程中也 无意识的使用或者灌输过知识可视化的方法，学生也完 全具备接受和使用这种教学方法的能力，但是值得注意 的是，教师没有有意识的将知识可视化运用到习题教学 中，对于教师和学生来说都算是一个新尝试，笔者认为可 以作为一项研究展开。

只有4.29%.的学生从来不会因为审题不完全而做错 题目，有15.24%.的学生经常会因为审题不仔细，没有抓住 关键信息、隐藏信息等导致缺少条件做错题目，63.81%.的 学生偶尔会出现这种情况，这一结果表明若减少学生审 题的失误，学生解答题目的正确率会提高很多;91.90%.的 学生觉得挖掘出有效信息对正确解题是很有帮助很有必 要的曰在面对长文字题目时，68.1%.的学生选择用笔在题 目中画出来，13.33%.的学生会将条件逐条写在草稿上，寻 找其中的关联，剩下的学生则对审题没有太多的认识。

有意思的是，对比之前是否出现因为审题不仔细导 致审题错误的调查结果来看，不难看出其中的关联，我们 会发现16.19%.的学生选择记忆或者无所谓审题和15.24%. 的经常审题错误形成了关联，同样，偶尔会出现审题失误 的学生都有较好的习惯去勾画出题目的关键信息，罗列 在草稿上的同学由于找到了条件的关联，几乎不会出现 审题上的失误。相信这对教师的教学会有所帮助。

回到数据中，我们看到52.38%.的学生尝试过把题目 中的条件去进行关联，寻找其中的联系，也有42.86%.的学 生没有做过这件事情曰而对于纯文字的题目和经过知识 可视化展现出来的有结构题目，.29%.却更倾向于更为 常见的纯文字的题目，这其实也不难理解，因为知识可视 化在习题中的应用并没有推广，也就是说，学生还没有真 正的接触过，也没有尝到这种方式的教学带来的甜处，这 也需要我们研究人员大胆的进行尝试。

总结来说，学生能正确解答习题，不完全依赖于知识 点的掌握情况，审题技巧也尤为关键，这一技巧包含了审 题习惯、挖掘关键信息和关联各项条件，知识可视化手段 将三者融合在了一起，这需要教师深人探讨知识可视化

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手段的运用，然后在教学中突出，教授给学生，达到习题 教学的效果。

在问卷的末尾也对学生对知识可视化手段的兴趣程 度做了调查统计。有77.14%.的学生对这一手段有兴趣;学 生在构建知识框架时使用知识可视化手段的呼声最高， 挖掘题目已知条件是相对来说最不受欢迎的，这也再一 次表明了学生更习惯于接受已经长时间使用的方式方 法，缺少了对新鲜事物的敏感性，甚至是缺少创新思维。

在问卷的最后一道开放性设计题目，笔者选择了一 段较为简单的对透镜的解释文段，要求答卷者把这段文 字用知识可视化的手段展示出来，认真完成了题目的同 学共137名，占65.24%.，不理解题目意思的有38名，占18. 10%.，完全没写的共35名，占16.67%.本道题目的目的在于 考察学生是否拥有将普通题目转化为知识可视化模式的 能力，结果表明大部分学生具备这一能力，但是就答卷的 情况来看，在认真填写的137名同学中，做的好的同学并 不多。5结论与展望

知识可视化在习题教学中的应用从一个新的角度对 习题教学进行了建议，培养学生审题的习惯，教授学生处 理题目条件的能力，引导学生进行条件的串联整合等都 能体现其中，同时培养了学生自身建构解题思路、规避思 维漏洞的能力，不断追求解答题目的规范性和严谨性。

希望这篇文章能对提升习题教学效果做出贡献，也 希望有研究者能进一步对知识可视化在物理习题教学中 的应用做出研究。参考文献：

[1] 杨志明，何蓁.中学物理习题教学设计中存在的问题及其对 策「J1.当代教育论坛(学科教育研究)，2008(11):97-98.

[2] 戴宗燕.提高初中物理习题课教学效果的策略[J].新课程 (中学),2016(10):85-87.

[3] 牛蕾.试论提高高中物理习题教学有效性的对策[J].中国 培训，2017(4):182.

[4] 王文.中学物理习题教学的课堂有效性及实例[J].昭通师 范高等专科学校学报，2010,32(S1):46-50.

[5] 庄祝全.思维导图在高中物理习题教学中的应用探究[J]. 湖南中学物理，2016,31(4):86-87.