摘要：把知识可视化，形成恰当的外在表现形式，能帮助学生解决学习上遇到的难题，减轻学生认知负荷加快对知识的更好掌握，帮助教师改进教学方法，提高教学效率，从而有利于教学内容的传承。本文主要从两个例子来论述知识可视化的策略在高中物理教学中的应用，以供大家参考和研究。
关键词:知识可视化 高中物理教学
1 关于知识可视化
“视觉表征主要研究视觉符号意义，探讨其如何表现现象，以及观看者如何理解图像等问题。”[1]“知识可视化指的是研究怎么样运用视觉表征改进两个或两个以上人之间复杂的知识创造和传递的学科[2]。关于知识可视化的工具有如下英国的Tony Buzan发明的编写而成的思维导图（Mind Mapping），能有效的促进思维的发散与整理；美国康奈尔大学的Joseph Novak 博士的概念图（Concept Mapping），可以表征有组织的知识，是进行知识精加工的有效工具；此外还有认知地图、思维地图、语义网络等工具和方法等[3]。
2.知识可视化在概念理解中的应用
2.1本节内容对知识结构概括的要求
电势能、电势、电势差作为高中物理抽象性强、最难以理解的概念，学生刚学时很容易发生混淆，对一些相关的规律也难以想明白。笔者认为在教学中让学生对三个概念各自有一个认识之后，需要将其做一个有效的梳理和概括，将知识的关系脉络完整且细致的呈现，消除学生学习的障碍。获得必要的感性认识，是中学生形成物理概念、掌握物理规律的基础[5]，所以教学中大都采用了类比学生更为熟悉的重力场来进行教学。以教科版物理教材3-1的该节教学为例，本节的内容笔者分为两个课时进行教学，第一课时完成对电势能、电势、电势差的概念的认识，第二课时介绍等势面的知识并进行一些例题的讲练。由于本节三个概念名字相似，初学的时候学生容易发生混淆，如同力学的学习中搞不清楚速度与加速度、动能与动量的区别一样，学生尤其搞不清楚电势能和电势的区别，然而学生对电势能和电势虽然容易混淆，但是其类比的对象重力势能和高度却能区别清楚。所以在归纳性练习中，需要处处体现重力场和电场之间的类比关系来加深学生的认识，从多个角度说明几个概念之间的区别和联系。
2.2利用知识可视化呈现本节知识的好处
由于本节的知识是类比重力场来建立的，学生在对知识进行总体理解的时候，需要对重力势能、高度、高度差和电势能、电势、电势差以及之间的关系和区别进行纵向理解和区分的同时进行横向的类比。
2.3利用图示对本节课的课堂知识汇总
综上所述，笔者结合了思维导图的发散、整理功能和概念图中用框图用连线以及连线间文字说明的方式，设计了如下的图示来对这一节的知识结构进行梳理和总结，并以填空题的形式（划横线部分）出现在学生的练习之中。按照实际教学的情况，笔者在课堂时间内仅完成了对每一个概念的介绍和认识，所以让学生在课后完成图中内容，以达到对新知识的巩固加深。
3.课堂探究活动中的应用
学生由于受过去的学习经验和方法的影响，在面对高中物理问题时很可能会抓不住关键、读不懂题目、不会把实际情景和物理模型相结合来分析问题、不知道怎么运用已有知识去解决问题，所学的概念、规律、公式、定理等就是一堆散乱的碎片，不能有机的结合起来[6]。如对以下一道题目的教学：
如图所示的电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间隔均为d，各面电势已在图中标出，现有一质量为的带电小球以速度，方向与水平方向成角斜向上射入电场，要使小球做直线运动．问
1）小球应带何种电荷？电荷量是多少？
2）在入射方向上小球最大位移量是多少？
3.1师生活动得出题目解法
主要通过教师和提问和学生的思考交流来完成。
教师：“该题目叙述了怎样的情景，你认为解决该问题需要抓住哪些关键信息”。
学生1：“该题目叙述了一个小球在电场中的运动，且要做直线运动这个要求就是题目的关键信息之一。另外题目给出了运动的情景图，标出了等势面的电势，并且能看出等势面是间距为d的一簇等距平行的平面”。
教师：“请问从这些信息出发能让我们推出什么有用的结论或者想到其他哪些有用的信息。”
学生2：“题目中标出了等势面的电势，所以根据电场线方向和电势的升降关系能看出电场的方向是水平向左”
学生3：“根据题目中的等势面为一簇间距相等的平行竖直面知道该电场是匀强电场，并且知道电场大小。”
学生4：“小球要做直线运动所以说小球受到的合外力和运动方向共线。”
教师：“那么这些得到的信息能对我们解决该题目的两个问题起到什么作用？”
学生5：“因为小球所受的合外力和运动方向共线，可以通过受力分析等力学知识知道电场力的大小和方向，算出电荷量，结合电场方向就可以判断电荷正负”
学生6：“可以算出合力大小，然后由动能定理得到入射方向上小球的最大位移。”
3.2图示总结思维过程，对知识的应用进行巩固
通过教师的问题引导和学生的讨论交流这道题目的解题思路就算理清了。虽然对于基础较好的学生，能从刚才的活动中清楚的掌握了解题的方法，但是对于接受较慢的学生而言，却还不太能掌握到位。由于使用纯粹的文字来记录这一过程会显得内容相对散乱而逻辑性不太严密。所以笔者利用了知识可视化的的方法将解题时知识的构建过程进行了再现（如图2）。
4.结束语
知识可视化强调将知识以图解的手段表示出来，形成能够直接作用于人的感官的知识外在表现形式，对高中物理教学有着显著的辅助作用。探索知识可视化及其在物理教学当中的应用，发掘知识可视化在教学当中的潜力，使其更好地为教育教学服务，也是一个长期值得研究的问题。
参考文献
[1]赵国庆.知识可视化2004定义的分析与修订[J].电化教育研究,2009(03):15-18.
[2]赵国庆、黄荣怀、陆志坚.知识可视化的理论与方法[J].开放教育研究.2005.1:23-27
[3]封小超、王力邦.物理课程与教学论[M].北京：科学教育出版社.2005:63-67