試論圖像法在物理教學(xué)中的應(yīng)用

施慧

摘 要：在物理教學(xué)中，圖像法能將看似抽象且單調(diào)的物理知識(shí)以一種直觀、形象、生動(dòng)的形式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，讓他們更清晰、更明了地掌握物理知識(shí)和原理。文章結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，從教學(xué)導(dǎo)入、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、過(guò)程描述三個(gè)方面對(duì)圖像法的應(yīng)用進(jìn)行深入研究與思考。

關(guān)鍵詞：圖像法;物理教學(xué);實(shí)驗(yàn);描述

中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-3561（2019）22-0062-01

“學(xué)有法”的前提是“教有法”，方法的科學(xué)與否直接影響著教學(xué)的質(zhì)量和成敗。在物理教學(xué)中，因?yàn)槲锢韺W(xué)科本身的特點(diǎn)，教師們會(huì)選擇多種探究方法引導(dǎo)學(xué)生從更理想的角度去認(rèn)識(shí)物理、理解物理，如模型法、比較法、遷移法等。然而筆者認(rèn)為，對(duì)于剛剛接觸物理這門(mén)學(xué)科的中學(xué)生來(lái)說(shuō)，打消他們對(duì)物理知識(shí)的陌生感、避免他們被物理符號(hào)和公式弄得迷惑不解尤為重要。因此，本文提出了在物理教學(xué)中應(yīng)用“圖像法”的觀點(diǎn)。圖像法，即借助圖像實(shí)施物理教學(xué)的一種方法，圖像具有變抽象為直觀的優(yōu)勢(shì)，也能夠?qū)⒛切┩ㄟ^(guò)語(yǔ)言無(wú)法表述的知識(shí)內(nèi)涵以圖像的形式恰當(dāng)表現(xiàn)，還可以讓復(fù)雜的物理運(yùn)算變得更加直觀、迅速和準(zhǔn)確?；诖耍疚慕Y(jié)合具體的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)圖像法在物理教學(xué)中的實(shí)踐與應(yīng)用進(jìn)行探討。

一、物理教學(xué)入過(guò)程中圖像法的應(yīng)用

使用圖像法的優(yōu)勢(shì)在于圖像能夠?qū)?fù)雜抽象的物理規(guī)律具體地、有選擇性地進(jìn)行表現(xiàn)。圖像對(duì)于物理量和其相互之間存在的關(guān)系可以直觀且準(zhǔn)確地呈現(xiàn)出來(lái)，這種方式比一些常規(guī)教法更簡(jiǎn)單，更便于學(xué)生理解和操作，讓他們產(chǎn)生“物理規(guī)律和物理本質(zhì)并不是那么晦澀難懂”的想法，從而擺脫學(xué)習(xí)物理帶來(lái)的緊張感。如在學(xué)習(xí)“電磁場(chǎng)”時(shí)，很多學(xué)生在經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)演示之后，對(duì)于“在沒(méi)有接觸的情況下電荷之間仍舊存在力的作用”這一觀點(diǎn)是認(rèn)可的。他們知道物體間存在相互作用的力，那么電荷之間又存在著怎樣的一種既摸不到也看不著的特殊物質(zhì)呢？這時(shí)老師自然而然就將“電磁場(chǎng)”的話題引出來(lái)。然而還有一些學(xué)生并不能夠十分理解，畢竟所謂的磁場(chǎng)不容易直接感知，而這時(shí)教師就可以通過(guò)圖像的方法用“線”（磁感線）對(duì)電磁場(chǎng)進(jìn)行描述，通過(guò)圖像，那些無(wú)形的物質(zhì)就變得形象化了，學(xué)生們自然就理解了其中的知識(shí)內(nèi)涵。

二、物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中圖像法的應(yīng)用

物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是得出結(jié)論的依據(jù)，但有時(shí)僅憑數(shù)據(jù)所得的結(jié)論并不能夠保證其準(zhǔn)確性。因此，可以借助圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，除了此法直觀、簡(jiǎn)明和便于操作比較，使誤差在一定程度上得到降低或減少之外，它還可以將“第三個(gè)”物理量求解出來(lái)，并能夠通過(guò)圖像對(duì)產(chǎn)生誤差的原因進(jìn)行分析，這也是為什么圖像法被稱為物理實(shí)驗(yàn)不可或缺的有利工具的原因。如學(xué)生們?cè)趯?duì)“導(dǎo)體的電流和電壓之間的關(guān)系”進(jìn)行探究時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得到的三組數(shù)據(jù)，學(xué)生們會(huì)對(duì)導(dǎo)體中電流和電壓，以及電阻和電流之間的定性關(guān)系有了初步理解，這時(shí)如果讓學(xué)生將三組數(shù)據(jù)通過(guò)平滑曲線與描點(diǎn)相結(jié)合的方法，在“直角坐標(biāo)系”中繪制“I-U”“I-R”圖像，學(xué)生們就會(huì)得到兩個(gè)函數(shù)圖像（一個(gè)正比例、一個(gè)反比例），那么導(dǎo)體中電流和電壓，以及電流和電阻之間存在的定量關(guān)系就明確了。然后再將不同數(shù)據(jù)形成的不同，圖像進(jìn)行對(duì)比，學(xué)生們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)體不同圖像中直線斜率也不同，那么“不同的導(dǎo)體存在不同的電阻”這樣的結(jié)論自然也會(huì)得出。這時(shí)教師再引導(dǎo)學(xué)生們思考：“假設(shè)將兩個(gè)電阻分別串聯(lián)和并聯(lián)，那么它們各自的‘I-U圖像會(huì)出現(xiàn)在哪個(gè)區(qū)域？”學(xué)生們?cè)谝贿呌^察、一邊思考、一邊繪制中逐漸加深了對(duì)物理知識(shí)的了解。

三、物理過(guò)程描述中圖像法的應(yīng)用

物理的抽象性和復(fù)雜性眾所周知，對(duì)于物理過(guò)程，如果簡(jiǎn)單用文字進(jìn)行描述，學(xué)生們理解起來(lái)比較有難度，所以有時(shí)候教師會(huì)通過(guò)圖像進(jìn)行描述。相比之下，圖像顯然比文字更加直觀，而對(duì)于物理過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化描述更形象，函數(shù)關(guān)系也更明確，通過(guò)文字和圖像兩者之間有機(jī)結(jié)合和巧妙轉(zhuǎn)化，學(xué)習(xí)難度就會(huì)大大降低。學(xué)生通過(guò)圖像對(duì)于物理變化過(guò)程的理解會(huì)更透徹，能避免一味死記硬背而無(wú)法融會(huì)貫通。圖像法能夠幫助學(xué)生養(yǎng)成從圖像中獲取有效信息的習(xí)慣，使物理學(xué)習(xí)變得輕松和簡(jiǎn)捷。圖像法應(yīng)用于物理過(guò)程的描述可分兩個(gè)層次，一是用物理圖像來(lái)表現(xiàn)物理過(guò)程，二是從物理圖像中進(jìn)行物理過(guò)程的分析。所以物理繪圖是理解的關(guān)鍵，繪圖過(guò)程就是學(xué)生們理解和分析解題的過(guò)程。因此，物理教師要注意在日常教學(xué)中對(duì)學(xué)生繪圖的指導(dǎo)，如怎樣確定單位、符號(hào)和坐標(biāo)軸，如何設(shè)定終點(diǎn)、起點(diǎn)等特殊點(diǎn)，怎樣用平滑曲線將各點(diǎn)進(jìn)行連接，等等?？梢?jiàn)，提高學(xué)生的物理繪圖能力是提高學(xué)生運(yùn)用圖像解題的一種最直接且有效的方法。

總之，物理教材中很多知識(shí)點(diǎn)的記憶與理解都可以借助圖像法來(lái)完成。很多信息都可以通過(guò)物理圖像被學(xué)生所獲取，而如何準(zhǔn)確找到并將這些信息為自己所用，是圖像法教學(xué)的關(guān)鍵。物理教師應(yīng)該充分運(yùn)用自己的智慧，在教學(xué)導(dǎo)入、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、物理過(guò)程的描述中，合理運(yùn)用圖像法輔助教學(xué)，將最美的物理展現(xiàn)在學(xué)生們面前，讓他們感受物理魅力，發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神。

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