圖像法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

趙家祥

（山東省聊城市莘縣莘州中學(xué)，山東 聊城）

當(dāng)前，我們正處于一個(gè)視覺(jué)文化時(shí)代，應(yīng)用視覺(jué)資源開(kāi)展課堂教學(xué)也是社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)。在高中物理教學(xué)中，圖形、圖片、圖表等視覺(jué)資源十分豐富，應(yīng)用圖像解決問(wèn)題也是高中物理教學(xué)的重要內(nèi)容之一。廣義的圖像包括實(shí)物圖、示意圖、函數(shù)圖像、統(tǒng)計(jì)圖表、思維導(dǎo)圖、流程圖等。本文的物理圖像特指高中物理課堂中常見(jiàn)的示意圖和函數(shù)圖像。圖像法作為物理教學(xué)中的常用方法，有它自己獨(dú)有的魅力。圖像法表述是現(xiàn)象或過(guò)程的形象直觀化描述，如運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析圖、矢量的合成與分解圖、絕熱過(guò)程狀態(tài)圖等。雖然圖像法廣泛出現(xiàn)于高中物理學(xué)科的各個(gè)部分，但是教學(xué)實(shí)踐中，對(duì)圖像法的重視程度和應(yīng)用現(xiàn)狀卻不容樂(lè)觀。數(shù)形結(jié)合的思想是高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容，也是學(xué)生必須具備的基本能力之一，研究高中物理教學(xué)中圖像法的應(yīng)用問(wèn)題并探討針對(duì)性的策略，是提高物理教學(xué)效果的重要途徑之一。

一、圖像法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

對(duì)于高中物理學(xué)科來(lái)說(shuō)，應(yīng)用圖像來(lái)解決問(wèn)題司空見(jiàn)慣。很多教師對(duì)于應(yīng)用圖像法解決問(wèn)題習(xí)以為常，但對(duì)于圖像教學(xué)的重要性卻沒(méi)有足夠的重視。一方面，很多教師在講課時(shí)對(duì)于圖像法的應(yīng)用沒(méi)有全面系統(tǒng)的講解，學(xué)生不知如何運(yùn)用圖像法解決問(wèn)題；另一方面，課堂上教師沒(méi)有引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用圖像法來(lái)解決問(wèn)題，很多學(xué)生作圖意識(shí)不強(qiáng)，甚至不會(huì)作圖，不能把物理問(wèn)題形象化、可視化，在面對(duì)圖像類問(wèn)題時(shí)沒(méi)有解題思路。物理教學(xué)過(guò)程一般偏重于運(yùn)用抽象思維進(jìn)行解題訓(xùn)練，教師將簡(jiǎn)化后的物理模型提供給學(xué)生，學(xué)生缺乏對(duì)問(wèn)題的分析和思考過(guò)程，只是機(jī)械地應(yīng)用物理理論知識(shí)和相關(guān)數(shù)學(xué)運(yùn)算解決問(wèn)題，在面對(duì)實(shí)際問(wèn)題時(shí)學(xué)生常常不知如何下手。因此，高中物理教師應(yīng)加強(qiáng)圖像教學(xué)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)畫(huà)示意圖、函數(shù)圖像等基本的圖形，引導(dǎo)學(xué)生借助圖形來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的本質(zhì)，進(jìn)而一步步降低思維難度，將抽象的問(wèn)題具體化、形象化，進(jìn)而逐步掌握?qǐng)D像法的具體應(yīng)用步驟，提高物理學(xué)習(xí)效率。

二、圖像法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）結(jié)合圖像將物理知識(shí)和物理過(guò)程直觀化

圖像能夠直觀地呈現(xiàn)物理現(xiàn)象的變化過(guò)程和物理知識(shí)的產(chǎn)生發(fā)展過(guò)程，在物理教學(xué)中，教師要根據(jù)物理知識(shí)的特點(diǎn)，將物理量之間的關(guān)系轉(zhuǎn)化為圖像之間的關(guān)系，讓學(xué)生直觀地觀察其變化過(guò)程，形成對(duì)于物理知識(shí)的正確認(rèn)識(shí)，從而加深理解，在解題時(shí)能夠?qū)⑽锢碇R(shí)與圖像緊密聯(lián)系起來(lái)，正確描述和表達(dá)物理量之間的關(guān)系，在頭腦中建立物理表象，從而促進(jìn)思維過(guò)程，找到從感性思維到抽象思維的轉(zhuǎn)換點(diǎn)和結(jié)合點(diǎn)，有效抓住物理量的特征，起到事半功倍的教學(xué)效果。例如，在學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)過(guò)程時(shí)，運(yùn)用圖形來(lái)展示運(yùn)動(dòng)軌跡，讓學(xué)生形象地記憶物理變化。

（二）結(jié)合圖像分析物理概念和物理規(guī)律

在物理概念、物理定理的教學(xué)中，僅用語(yǔ)言進(jìn)行描述往往顯得較為單調(diào)，運(yùn)用直觀教具又往往不夠深刻，通過(guò)利用模型圖可以讓學(xué)生更加透徹地觀察概念和定理中的物理現(xiàn)象，循序漸進(jìn)地剖析概念和規(guī)律的推導(dǎo)過(guò)程，這樣可以幫助學(xué)生形成對(duì)于物理概念和物理規(guī)律的理性認(rèn)識(shí)，方便學(xué)生掌握。例如，在學(xué)習(xí)電場(chǎng)性質(zhì)時(shí)，可以通過(guò)畫(huà)出電場(chǎng)線來(lái)幫助學(xué)生理解，通過(guò)觀察圖形，學(xué)生可以從中總結(jié)出相關(guān)的性質(zhì)，建立對(duì)這一物理規(guī)律的個(gè)人理解。

（三）利用圖像輔助數(shù)據(jù)處理

在物理實(shí)驗(yàn)中，通常需要記錄大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用圖像法來(lái)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠?qū)?fù)雜、瑣碎的數(shù)據(jù)構(gòu)建為一個(gè)系統(tǒng)的變化過(guò)程，從而幫助學(xué)生理清數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，建立清晰的思路來(lái)進(jìn)行分析歸納。例如“用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”這一實(shí)驗(yàn)，可以將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表現(xiàn)在圖像中，利用圖像中的圖線斜率、圖線與縱坐標(biāo)的截距來(lái)表示各種物理數(shù)據(jù)變化，這樣可以通過(guò)物象挖掘其中的物理知識(shí)，更加快速地處理數(shù)據(jù)，求出實(shí)驗(yàn)所需的物理量。

（四）利用圖像解決實(shí)際問(wèn)題

物理是一門(mén)與實(shí)際生活息息相關(guān)的課程，在物理教學(xué)時(shí)，教師可以利用圖像來(lái)構(gòu)建物理問(wèn)題的現(xiàn)實(shí)模型，將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為具體的圖像，簡(jiǎn)化問(wèn)題的分析和解決過(guò)程。例如，在動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題中，可以通過(guò)畫(huà)出圖像的方法來(lái)對(duì)問(wèn)題中的物體進(jìn)行受力分析，研究動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程中物體的狀態(tài)變化，并對(duì)物體平衡受力的情況在圖中進(jìn)行仔細(xì)分析，結(jié)合受力變化中的圖像特征來(lái)分析作用力在方向和大小上的變化。在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，圖像不僅是一種方法和手段，更是一種重要的思維方式，通過(guò)觀察和分析圖像，可以綜合分析各個(gè)變量，從不同的角度來(lái)思考問(wèn)題、解決問(wèn)題。

總之，圖像不僅具有直觀性和形象性，而且具有高度的概括性，能夠建立形象到抽象的有機(jī)聯(lián)系，從而幫助學(xué)生理解物理概念和物理現(xiàn)象。作為物理教師，要在教學(xué)中樹(shù)立圖像教學(xué)的意識(shí)，通過(guò)示范作用幫助學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用圖像法來(lái)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，不斷簡(jiǎn)化物理解題過(guò)程，提高物理學(xué)習(xí)效率。