高中生對物理圖像語言的理解現(xiàn)狀研究

（江西省豐城市第二中學(xué) 江西豐城 331100）

一、物理圖像語言

物理圖像是一種特殊的形象的語言工具，是數(shù)與形的巧妙結(jié)合，它從一個側(cè)面深刻揭示了物理概念于規(guī)律的內(nèi)涵，同時也是數(shù)學(xué)函數(shù)圖像賦予明確的物理意義，認(rèn)識物理圖像能夠幫助我們分析狀態(tài)和過程，加深我們對物理概念和規(guī)律的理解，提高分析解決問題的能力與速度，在形象、直觀的描述物理量之間的函數(shù)關(guān)系之中反映物理現(xiàn)象、物理過程和物理規(guī)律。圖像是描述物理過程，解釋物理規(guī)律，解決物理問題的重要方法之一，不但可以形象直觀而且簡潔準(zhǔn)確。物理圖像也是處理實驗數(shù)據(jù)的一種常用的方法，不僅具有簡單明了，形象直觀的特點(diǎn)，還能起到一般計算法所起不到的作用。物理圖像可以直觀的表達(dá)物理規(guī)律，而且也可以幫助人們發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，然后借用此法解決更多的物理問題。[1]

二、明確物理圖像的理論意義和實踐意義

明確物理語言與物理圖像語言的概念，現(xiàn)有的研究中尚未明確對物理學(xué)科中所涉及的物理圖像語言進(jìn)行梳理，對物理圖像語言進(jìn)行系統(tǒng)的綜述，是對物理語言研究的進(jìn)一步的豐富，這樣也能夠完善高中生對物理圖像的認(rèn)識。從實踐的角度來看，對物理圖像進(jìn)行研究，能夠更好的幫助物理教師了解學(xué)生對物理圖像的掌握情況，也為物理教師開展教學(xué)活動提供了現(xiàn)實依據(jù)。通過對學(xué)生了解物理圖像的研究，有助于了解高中生在解物理圖像問題時所遇到的難處，這樣老師就可以根據(jù)學(xué)生的了解情況，改進(jìn)自己的物理圖像教學(xué)方法，這樣就能夠提高教學(xué)效率。[2]

三、學(xué)生圖像理解的研究

在物理教學(xué)中，碰到物理圖像的問題是很常見的，受力分析圖，運(yùn)動情景圖等等許多的物理函數(shù)圖像都有可能被稱為物理圖像的一部分。物理圖像能夠拉近平凡人和物理學(xué)之間的距離，能夠讓人感受到物理學(xué)是“平易近人”的，圖像不僅僅包含狹義上的用一個看的見的圖形來表達(dá)物理問題，同時也包括對物理概念和物理規(guī)律形象化發(fā)理解，以及深刻理解物理概念和物理規(guī)律的內(nèi)涵后，抽象出來的一個穩(wěn)定的思維模式，從而使頭腦中能夠形成模型化的形象。這種圖像被分為三類圖像，分別稱為第一類、第二類和第三類物理圖像，其中前兩類圖像的獲得主要得益于形象思維，而第三類圖像的獲得則取決于抽象思維，關(guān)于物理圖像的一些重要因素，物理圖像具有直觀性，形象性，醒目明了的特點(diǎn)，圖像可以使一些復(fù)雜的問題變得淺顯易懂，認(rèn)真理解和分析圖像可以幫助學(xué)生弄清物理過程，認(rèn)識物理規(guī)律。另一方面，圖像更重要的是它能夠?qū)⑽锢韺W(xué)科和其他學(xué)科，像數(shù)學(xué)等的這類的郵寄學(xué)科結(jié)合起來，增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)能力。除此之外，物理圖像的最重要的要素就是“點(diǎn)”和“線”，“點(diǎn)”是圖像的基礎(chǔ)，“線”能夠指出圖像中曲線和直線的切線，他們的斜率通常具有明確的物理意義。[3]

四、對物理圖像的理論探討

物理圖像有很多種，本文主要介紹物理函數(shù)圖像。

物理學(xué)中的函數(shù)圖像，均有其自身獨(dú)特的物理意義，圖像中往往蘊(yùn)含著物理概念和物理規(guī)律，坐標(biāo)軸、坐標(biāo)點(diǎn)、圖線（直線、曲線）所反映的信息均與物理量、物理概念和物理規(guī)律直接聯(lián)系，不僅僅單純是數(shù)字上的此消彼長的變化關(guān)系。因此，在理解物理圖像時，就不只是要求我們清楚函數(shù)圖像本身的數(shù)學(xué)關(guān)系，更需要聯(lián)系與物理圖像背后相關(guān)聯(lián)的物理量、物理概念和物理規(guī)律聯(lián)系，即對于圖像物理意義的理解。物理函數(shù)圖像可以清晰的描述物理量之間的關(guān)系——此消彼長，起起落落的變化規(guī)律，學(xué)生在直觀看到物理量的變化關(guān)系后，便可以更加輕松順暢的描述出相應(yīng)的物理情景。

物理函數(shù)圖像有助于學(xué)生將物理學(xué)與數(shù)學(xué)聯(lián)系起來，建立數(shù)形結(jié)合的思想。物理函數(shù)圖像清楚明白的反映了物理量之間的數(shù)量變化規(guī)律，并且學(xué)生可根據(jù)圖線的走勢或趨勢）以及所對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)值，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，總結(jié)歸納出具體的函數(shù)解析式，將物理學(xué)的規(guī)律與數(shù)學(xué)的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行聯(lián)系。與此同時，在得到包含物理量的函數(shù)解析式之后，學(xué)生可以進(jìn)行合理的推理判斷，進(jìn)一步推導(dǎo)研究對象在接下來的時間里所發(fā)生的物理情形。數(shù)形結(jié)合的思想也就在這一不斷的轉(zhuǎn)化中慢慢建立了起來。從數(shù)學(xué)的數(shù)量關(guān)系到物理情形，是學(xué)生認(rèn)識到物理學(xué)知識是有邏輯的一個重要過程。在這個的過程中，學(xué)生從對物理函數(shù)圖像的不斷認(rèn)識到發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)與物理這兩個學(xué)科之間千絲萬縷的聯(lián)系的過程巾，也就不知不覺的在思維上建立起了數(shù)形結(jié)合的思想?？梢哉f，物理函數(shù)圖像的出現(xiàn)是有助于學(xué)生將數(shù)學(xué)與物理學(xué)聯(lián)系起來，建立數(shù)形結(jié)合的思想的。

結(jié)語

圖像是數(shù)學(xué)研究中的主要部分，但它在物理學(xué)中的表現(xiàn)卻是在很大程度上有別于數(shù)學(xué)學(xué)科中圖像的概念，物理學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)與圖像結(jié)合，最終形成別具一格的物理圖像語言，成為物理語言之一。與此同時，物理語言也是豐富教學(xué)方式多樣化的助推器，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識與技能。因此，對物理圖像語言的研究有一定的價值。