圖象教學(xué)：物理教學(xué)中不可或缺的智慧教育

江蘇省徐州市銅山區(qū)大許中學(xué) 王成金

英國(guó)哲學(xué)家懷特海說過：“教育的全部目的就是使人具有活躍的智慧，要使知識(shí)充滿活力，不能使知識(shí)僵化，這是一切教育的核心問題”。

物理學(xué)就是一門充滿智慧培養(yǎng)的學(xué)科，物理教學(xué)與其說是傳授豐富而深?yuàn)W的物理知識(shí)，倒不如說是以物理知識(shí)為載體去豐富學(xué)生的智慧，使學(xué)生變得更聰明、更睿智。其中物理圖象教學(xué)就是物理教學(xué)中不可或缺的啟迪學(xué)生智慧的重要途徑。

一、圖象教學(xué)的基本內(nèi)涵——思維方法教育

人教版高中物理必修1（2010年第3版），從第二章開始，就涉及到圖象問題，本文就從此章說起，談?wù)剤D象教學(xué)中學(xué)生思維方法培養(yǎng)的邏輯之路。

1.以數(shù)解形：圖象教學(xué)之邏輯起點(diǎn)

“以數(shù)解形”，是數(shù)學(xué)上的概念。在這里借用“數(shù)”比喻“公式”，借用“形”喻意“圖象”。就是說熟悉物理公式后，能描繪出相應(yīng)的物理圖象并能理解圖象相應(yīng)性質(zhì)代表的物理意義，這是物理圖象學(xué)習(xí)的最原始的起點(diǎn)，只能算是圖象“知識(shí)”學(xué)習(xí)的層面。

這是初學(xué)物理圖象時(shí)，必須通過的第一道坎。雖然簡(jiǎn)單，但卻是圖象教學(xué)的邏輯起點(diǎn)。

2.以形助數(shù)：圖象思維之功能翻轉(zhuǎn)

利用“形”（圖象）翻轉(zhuǎn)導(dǎo)出“數(shù)”（公式），是檢驗(yàn)圖象思維方法熟練程度的重要標(biāo)志。這是圖象處理“方法”的培養(yǎng)層面，是深入學(xué)習(xí)物理圖象時(shí)，必須通過的第二道坎，也是學(xué)生最簿弱的地方。

二、圖象教學(xué)的功能延伸——物理智慧教育

“方法”比“知識(shí)”重要，而“智慧”比“方法”更重要。

1.化曲為直：圖象處理的基本能力

高中階段，圖象應(yīng)用很多只涉及到線性函數(shù)（即圖象為一條直線），對(duì)于非線性函數(shù)的曲線圖象，往往需要變換自變量或因變量的表達(dá)方式，以達(dá)到變“曲線為直線”的目的。

人教版高中物理必修1（2010年第3版），第四章第2節(jié)；在處理a與m成反比的關(guān)系時(shí)，第一次使用了“化曲為直”的思想方法。見圖片4.2-2和4.2-3，這是圖象應(yīng)用的基本能力。

2.斜率推證：圖象應(yīng)用的常備武器

在各類圖象處理中，運(yùn)用圖象斜率，判斷圖象走勢(shì)以及正確與否是圖象處理的常備武器，也是學(xué)生必須掌握的技巧之一。

3.變通運(yùn)用：圖象方法的綜合體現(xiàn)

大型綜合考試是考查學(xué)生綜合能力的練兵場(chǎng)，對(duì)于圖象題的處理不能拘泥于某一定法，而要多法綜合，變通運(yùn)用。

例 (2014年蘇、錫、常鎮(zhèn)四市高三第二次調(diào)研物理試卷，第14題)某同學(xué)用電阻箱、多用電表、開關(guān)和導(dǎo)線測(cè)一節(jié)舊干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

（1）他先用多用表電壓檔直接接在電源兩極，讀數(shù)如圖甲，則電源電動(dòng)勢(shì)約為 ▲ V．

（2）為了更準(zhǔn)確的測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，他用多用表的“直流100mA”檔設(shè)計(jì)了如圖乙的測(cè)量電路，為了電表安全，請(qǐng)估算開關(guān)閉合前電阻箱的最小取值為 ▲ Ω．

（3）將多用電表的選擇開關(guān)從OFF旋轉(zhuǎn)至 “直流100mA”檔，調(diào)節(jié)電阻箱到合適 的值并記錄其讀數(shù)R，合上開關(guān)從多用 表上讀出相應(yīng)的示數(shù)I．

（4）重復(fù)（3）獲得多組數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)作出了如圖丙所示的圖線

（5）由圖線得干電池的電動(dòng)勢(shì)E= ▲ V（保留三位有效數(shù)字），內(nèi)阻r= ▲ Ω 取整數(shù)），多用表的內(nèi)電阻對(duì) ▲ （選填“E”、“r”或“E和r”）的測(cè)量結(jié)果有影響．

解析 （1）1.30v （2）13Ω略講

(5) 設(shè)多用電表的內(nèi)阻為R0，則多用電表與電池內(nèi)阻r構(gòu)成的等效新內(nèi)阻r0=R0+r

由閉合電路歐姆定律得：，化簡(jiǎn)得：

圖丙知：斜率k＝1.43V，故E＝k＝1.43V

圖象截距b＝-8Ω，故r0=-b=8Ω

因?yàn)? r0=R0+r 所以，多用表內(nèi)阻對(duì)“r”的測(cè)量結(jié)果有影響。

4.啟迪智慧：圖象功能的終極關(guān)懷

易中天曾說：“傳授知識(shí)是錄入數(shù)據(jù)；傳授方法是拷貝程序；那么，啟迪智慧就是設(shè)計(jì)程序。有了智慧（會(huì)設(shè)計(jì)程序），沒有知識(shí)（數(shù)據(jù)）也能獲得知識(shí)；沒有方法（程序）也能獲得方法。反之，沒有智慧，就不是真正的人才，最多是一臺(tái)電腦；如果連方法也沒有，最多只能是一張刻滿了數(shù)據(jù)的光盤?！?/p>

所以，物理圖象教學(xué)一定要完成“傳授知識(shí)”→“培養(yǎng)方法”→“啟迪智慧”的轉(zhuǎn)變，用物理圖象方法指導(dǎo)生活技能；用物理圖象思維點(diǎn)亮智慧人生。

三、圖象教學(xué)的實(shí)施建議——階梯漸進(jìn)原則

俗話說：羅馬不是一天建成的。

任何一種技能的培養(yǎng)，都是從基礎(chǔ)開始，由淺入深，步步為營(yíng)，日積月累方可達(dá)成。圖象教學(xué)的實(shí)施也要遵循這一思路，采用階梯漸進(jìn)的原則，高一年級(jí)打基礎(chǔ)；高二年級(jí)保鞏固；高三年級(jí)促提升。唯有采取階梯漸進(jìn)原則才能達(dá)到目的。