淺談物理圖像在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

劉輝

【摘 要】看似抽象的物理知識(shí)，幾乎都是在日常生活當(dāng)中積累、總結(jié)出來(lái)的。在物理教學(xué)中，教師應(yīng)該把難以理解的物理難題還原成與生活息息相關(guān)的知識(shí)，這樣才能夠更好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理。而物理圖像就能夠很好的起到化繁為簡(jiǎn)，回歸生活的作用。恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用物理圖像進(jìn)行教學(xué)，可以更好地提高教學(xué)效率。本文就結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)歷，簡(jiǎn)要分析物理圖像在高中物理教學(xué)的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】物理圖像；高中物理；應(yīng)用

作為一門基礎(chǔ)自然學(xué)科，物理學(xué)主要研究的為物質(zhì)方面的基本結(jié)構(gòu)以及相互作用，還有運(yùn)動(dòng)規(guī)律的思維方式與實(shí)驗(yàn)方法等，因此可以說(shuō)物理問(wèn)題相對(duì)于文科課程在理解方面存在著一定的難度，這也導(dǎo)致在物理教學(xué)過(guò)程中存在著一定的難度與挑戰(zhàn)。在物理問(wèn)題教學(xué)中需要學(xué)生具備較強(qiáng)的空間想象力以及邏輯思維力，而借助圖像教學(xué)法則能夠很好實(shí)現(xiàn)該需求，有助于變抽象為具體、更為直觀清晰，易于教師的教學(xué)與學(xué)生的理解，同時(shí)還能夠進(jìn)一步提升課堂教學(xué)氛圍，進(jìn)而提高課堂教學(xué)效率。圖像教學(xué)法能夠?qū)⒊橄罂斩吹墓交蚴嵌ɡ磙D(zhuǎn)化為生動(dòng)具體且直觀的曲線、圖像，進(jìn)而教師可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)解決物理問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識(shí)的融合與開發(fā)。因此在高中物理課程教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用圖像教學(xué)方法是當(dāng)下較為有效的課堂教學(xué)方式之一，有助于課堂教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，值得大力推廣。

總的來(lái)說(shuō)，圖像教學(xué)法是非常適合物理課程教學(xué)的一種教學(xué)方法，一方面操作簡(jiǎn)單，無(wú)需耗費(fèi)過(guò)多的教學(xué)工具與人員，在課堂中人人都能夠完成；另一方面更為直觀形象，圖表教學(xué)更為通俗易懂，適合絕大大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)與掌握，有助于物理課堂教學(xué)效率的顯著提升。具體來(lái)說(shuō)，圖像教學(xué)法主要有如下四大教學(xué)功能，即：

一、圖像教學(xué)法的推理演示功能

高中物理推理圖像教學(xué)方法就是運(yùn)用已知的物理定律配合相應(yīng)環(huán)境變量的差異推導(dǎo)出新的物理定律，所推理的規(guī)律包含了定量與定性的分析。教師運(yùn)用圖像教學(xué)法演繹出物理定律，然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，直觀理解物理定律的內(nèi)涵與變化。

如在講解牛頓第二定律的時(shí)候，教師可以先對(duì)定律進(jìn)行推導(dǎo)，并繪制出相應(yīng)的線性關(guān)系圖表，然后引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出物體加速度同所受外力合力F之間的正比關(guān)系，同物體本身質(zhì)量反比關(guān)系的定律。課程中，學(xué)生可以進(jìn)行自主論證，形象直觀的推理有助于大部分學(xué)生快速掌握定律，并取得良好的課堂教學(xué)效果。

又如在講授力學(xué)知識(shí)的時(shí)候，可在正方形木塊的下面系條細(xì)線，另一端固定在一容器之上，且容器高度要比線和木塊高度之和要大，然后向容器中注水，用f表示細(xì)線的拉力，H表示容器內(nèi)誰(shuí)的高度，若想要得知f與H之間的關(guān)系就可以借助圖像法繪制坐標(biāo)圖，得出正比關(guān)系，可以看出該教學(xué)法通俗易懂更直觀高效。

二、圖像教學(xué)法的精確規(guī)律檢驗(yàn)功能

當(dāng)前物理課堂教學(xué)過(guò)程中都是運(yùn)用圖像方式表示出相應(yīng)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，目的在于精準(zhǔn)把握定律中的變量關(guān)系，學(xué)生也更能夠容易理解與記憶。借助圖像來(lái)直觀形象表示出物理定律，實(shí)現(xiàn)物理學(xué)科同數(shù)學(xué)學(xué)科之間的融合教學(xué)。如在講解電場(chǎng)知識(shí)的時(shí)候，盡管教師做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，但是依舊有部分學(xué)生認(rèn)為電荷之間存在著力的相互作用。由于電場(chǎng)是看不見摸不到的，這個(gè)時(shí)候教師可以在電場(chǎng)上加上電場(chǎng)線，將電場(chǎng)線之上的力來(lái)表達(dá)出來(lái)，從而將無(wú)形無(wú)狀的電場(chǎng)生動(dòng)形象展示在課堂中，從而加深學(xué)生對(duì)于電場(chǎng)知識(shí)的認(rèn)知與理解。

三、圖像教學(xué)法的直觀解題功能

就高中生而言，一般都能夠做到上課認(rèn)真聽講，仔細(xì)記筆記，但是一到了需要自己解決問(wèn)題的時(shí)候，便出現(xiàn)了這樣那樣的困難，不能夠很好的應(yīng)對(duì)問(wèn)題。該現(xiàn)象能夠表明高中學(xué)科知識(shí)性強(qiáng)且富于邏輯性，并且部分物理規(guī)律必須依靠實(shí)驗(yàn)研究方能真正理解，在這種情況下運(yùn)用圖像教學(xué)法就顯得尤為必要，從而易于學(xué)生的強(qiáng)化理解與掌握，教學(xué)效率大大提升。

如一只蚯蚓沿著直線爬行，爬行速度v同出發(fā)點(diǎn)A之間存在著反比關(guān)系，若蚯蚓爬行至距離A1m的位置B點(diǎn)的時(shí)候，其速度v=4cm/s，如果從B走到距離A4m的C處時(shí)要用多長(zhǎng)時(shí)間？針對(duì)于該問(wèn)題，學(xué)生可以運(yùn)用所學(xué)知識(shí)將舉例進(jìn)行無(wú)限分割，從而使得蚯蚓爬行為一種勻速直線的運(yùn)動(dòng)然后求出總和。如果運(yùn)用圖像法，就更為簡(jiǎn)潔明了。學(xué)生可以借助反比關(guān)系繪制物理圖像，然后設(shè)置相應(yīng)的縱橫坐標(biāo)軸與物理量，通過(guò)換算圖像面積關(guān)系來(lái)獲得爬行的耗時(shí)，更高效。

四、有效的避免實(shí)驗(yàn)誤差影響的功能

書上介紹的實(shí)驗(yàn)通常是在排除誤差存在的條件下進(jìn)行的，然而在實(shí)際操作中不可避免會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)誤差，從而對(duì)數(shù)值結(jié)果產(chǎn)生直接的影響，例如在運(yùn)用伏安法測(cè)量電阻實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，為保證誤差最低可以采用兩種方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量：第一種為電流表內(nèi)接方法，第二種為電流表外接法，為確保圖像教學(xué)法數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，在改變滑動(dòng)變阻器的時(shí)候應(yīng)當(dāng)測(cè)出伏特表、安培表的電壓與電流數(shù)值并繪出與之相對(duì)應(yīng)的圖像，然后借助歐姆定理得出一條直線，即電流同電壓之間的關(guān)系，從而最大化避免了誤差數(shù)值的干擾。

在高中物理教學(xué)中運(yùn)用圖像法是現(xiàn)代化教學(xué)的集中體現(xiàn)，將抽象的物理知識(shí)轉(zhuǎn)化為具象的圖像，學(xué)生們能夠通過(guò)看圖清晰直觀的觀察物理變化的過(guò)程，這一方法在教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用，能夠?yàn)楦呖嫉於ɑA(chǔ)，為分析題干、理解題目找到突破口，應(yīng)該在高中物理教學(xué)中推而廣之。