淺談物理圖像在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

謝長鴻

作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，物理學(xué)主要研究的是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律和物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu).因此，物理問題相對于文科內(nèi)容在理解方面存在著一定的難度，這導(dǎo)致物理教學(xué)過程存在著一定的難度與挑戰(zhàn).在物理教學(xué)中，需要學(xué)生具備較強(qiáng)的空間想象力以及邏輯思維能力，而借助圖像的教學(xué)方法則能夠很好地實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求.它有助于把物理問題變抽象為具體，有益于教師的教學(xué)與學(xué)生的理解，同時(shí)還能夠活躍課堂教學(xué)的氛圍，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?、定理轉(zhuǎn)化為生動(dòng)直觀的曲線、圖像，進(jìn)而教師可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)來解決物理問題，實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識(shí)間的融合與應(yīng)用.

總的來說，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，它操作簡單，無需耗費(fèi)過多的教學(xué)工具與人員，在課堂中人人都能完成；另一方面，它直觀形象、通俗易懂，適合絕大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)與掌握，有助于物理課堂教學(xué)效率的提升.具體來說，圖像教學(xué)法主要有如下四大教學(xué)功能.

一、推理演示功能

圖像教學(xué)法，可以運(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，讓學(xué)生直觀理解物理定律的內(nèi)涵與變化.

比如在講授力學(xué)知識(shí)的時(shí)候，可以在正方形木塊的下面系條細(xì)線，另一端固定在一個(gè)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，用H表示容器內(nèi)水的高度.若想知道 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.由此可以看出，該教學(xué)法通俗易懂、直觀高效.

二、精確規(guī)律檢驗(yàn)功能

當(dāng)前物理課堂教學(xué)過程中，都是運(yùn)用圖像方式來表示出相應(yīng)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，其目的在于精準(zhǔn)刻畫定律中的變量關(guān)系，使學(xué)生能夠理解與記憶.借助圖像來直觀形象地表示出物理定律，實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)科同數(shù)學(xué)學(xué)科之間的融合教學(xué).如在講解電場知識(shí)的時(shí)候，盡管教師做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，但是有部分學(xué)生依舊會(huì)認(rèn)為電荷之間存在著力的相互作用.由于電場是看不見摸不到的，所以這個(gè)時(shí)候教師可以在電場上加上電場線，將電場線上的力表達(dá)出來，從而將無形無狀的電場生動(dòng)形象地展示在課堂中，加深學(xué)生對于電場知識(shí)的認(rèn)知與理解.

三、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題的時(shí)候，便出現(xiàn)這樣那樣的困難，不能夠很好地應(yīng)對問題.該現(xiàn)象表明，高中學(xué)科的知識(shí)性強(qiáng)且富有邏輯性，并且部分物理規(guī)律必須依靠實(shí)驗(yàn)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，因?yàn)樗軒椭鷮W(xué)生強(qiáng)化理解與掌握.

比如一條蚯蚓從點(diǎn)A出發(fā)沿著直線爬行，爬行速度v同時(shí)間之間存在著反比關(guān)系.若蚯蚓爬行至距離A點(diǎn)1m的B點(diǎn)的時(shí)候，其速度v=4cm/s，那么從B點(diǎn)爬到距離A點(diǎn)4m的C點(diǎn)處時(shí)要用多長時(shí)間？對于該問題，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，通過計(jì)算圖像面積關(guān)系來獲得爬行的時(shí)間.

四、避免實(shí)驗(yàn)誤差的功能

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，從而對數(shù)值結(jié)果產(chǎn)生直接的影響.例如，在運(yùn)用伏安法測量電阻實(shí)驗(yàn)的過程中，為了保證誤差最低，可以采用兩種方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量：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)測出伏特表、安培表的電壓與電流數(shù)值，并繪出與之對應(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，從而最大程度避免了誤差數(shù)值的干擾.

部分學(xué)生在學(xué)習(xí)高中物理時(shí)會(huì)感覺到符號(hào)、數(shù)字、公式等枯燥乏味，對物理學(xué)習(xí)提不起精神.在教學(xué)中巧妙地運(yùn)用物理圖像能夠很好地解決這一問題，同時(shí)這也是現(xiàn)代化教學(xué)的集中體現(xiàn).將抽象的物理知識(shí)轉(zhuǎn)化為具體的圖像，使學(xué)生通過看圖清晰直觀地觀察物理變化的過程.這一方法在教學(xué)中的實(shí)踐和應(yīng)用，能夠?yàn)楦呖紡?fù)習(xí)教學(xué)奠定基礎(chǔ)，為分析題干、理解題目找到突破口，所以應(yīng)該在高中物理教學(xué)中大力推廣.