淺談物理原理圖在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

向聰

摘要：物理原理圖是在實(shí)物與或者現(xiàn)象圖的基礎(chǔ)上加工、抽象等思維的產(chǎn)物，是人腦對(duì)物理現(xiàn)象、過程本質(zhì)的一種反映，是研究客觀物理規(guī)律的一種行之有效的方法。物理原理圖在物理教學(xué)中對(duì)學(xué)生“形成概念”“掌握規(guī)律”“啟發(fā)思維”具有重要作用。

關(guān)鍵詞：物理原理圖?物理教學(xué)?應(yīng)用

物理原理圖是指反映某一物理原理的圖，如力學(xué)中的物體受力分析圖、電學(xué)中的電路圖。物理原理圖與實(shí)物圖、現(xiàn)象圖存在著根本區(qū)別：實(shí)物圖反映了實(shí)物的某些具體特征，著重于對(duì)實(shí)物的了解;現(xiàn)象圖直接反映某種物理現(xiàn)象;而原理圖則往往是在實(shí)物與或者現(xiàn)象圖的基礎(chǔ)上加工、抽象等思維的產(chǎn)物，是人腦對(duì)物理現(xiàn)象、過程本質(zhì)的一種反映，是研究客觀物理規(guī)律的一種行之有效的方法。物理原理圖主要用于某種物理原理的分析（如電路圖就有畫出各個(gè)實(shí)際原件的實(shí)物電路和用簡(jiǎn)化符號(hào)表示各原件的原理電路圖）。當(dāng)然，在一些特殊情況下也有是兩圖合一，兼有實(shí)物圖和原理圖的功能。物理原理圖在高中物理教學(xué)內(nèi)容中占的比例很大，應(yīng)用也十分廣泛，尤其在高中階段，它是幫助學(xué)生理解和掌握物理知識(shí)，培養(yǎng)思維能力的重要手段，所以在高中物理教學(xué)中具有十分重要的作用。

一、培養(yǎng)學(xué)生正確運(yùn)用科學(xué)抽象的方法

所謂抽象思維能力是指對(duì)復(fù)雜的物理問題進(jìn)行具體分析，區(qū)分主要因素和次要因素，進(jìn)行合理簡(jiǎn)化的能力。在高中物理教學(xué)中，要特別注意培養(yǎng)學(xué)生建立合理的物理原理圖的能力。在物理科學(xué)的研究中，建立合理的物理原理圖具有十分重要的意義。合理的物理原理圖是抽象思維的產(chǎn)物，是人腦對(duì)物理現(xiàn)象過程本質(zhì)的一種反映，是研究客觀物理規(guī)律一種行之有效的方法。我們所遇到的物理問題，往往包含著許多的因素和矛盾，具有多方面的特性。這就需要我們根據(jù)所要解決的特定問題，分析哪些因素是主要的，哪些因素是次要的，從而合理地忽略那些次要因素，突出主要因素加以研究。例如牛頓第一定律就是把物體在自然狀態(tài)下所受到的各種各樣的作用力（重力、摩擦力等），都假設(shè)不存在的情況下，物體在不受任何作用的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是主要的，作用在物體上的各種外力是次要的，可以暫不考慮，這樣進(jìn)行研究當(dāng)然是抽象的，但是因?yàn)樽プ×酥饕?，所以這種科學(xué)的抽象，其研究結(jié)果基本上是符合客觀實(shí)際的。在高中階段，培養(yǎng)學(xué)生初步建立物理原理圖的能力應(yīng)注意以下三個(gè)方面：①要使學(xué)生初步建立合理的物理原理圖，對(duì)于學(xué)習(xí)和研究物理問題的重要性，以提高他們學(xué)習(xí)這種方法的自覺性;②要著重培養(yǎng)他們對(duì)比較復(fù)雜的物理問題進(jìn)行具體分析，區(qū)分主要因素和次要因素，正確運(yùn)用科學(xué)抽象的方法，進(jìn)行合理簡(jiǎn)化的能力;③要使學(xué)生理解，任何物理原理圖都有它一定的運(yùn)用條件，因而在運(yùn)用時(shí)一定要注意適用范圍。

二、幫助學(xué)生理解和掌握某些物理原理和規(guī)律

有些物理原理、規(guī)律比較復(fù)雜、抽象，需要借助某些簡(jiǎn)單、形象和直觀的圖的分析來幫助學(xué)生理解和掌握。例如：為了幫助學(xué)生理解和掌握力和運(yùn)動(dòng)的合成和分解的原理，就要利用平行四邊形或三角形法則。又如處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零這一結(jié)論比較抽象，為了使學(xué)生能正確地理解，就必須按導(dǎo)體剛進(jìn)入電場(chǎng)、達(dá)到靜電平衡狀態(tài)前、后的過程，作出三個(gè)原理簡(jiǎn)圖。然后利用這些簡(jiǎn)圖來分析導(dǎo)體內(nèi)部自由電荷在電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)，形成附加電場(chǎng)、并與原電場(chǎng)疊加，直到導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零為止。這樣學(xué)生也就能正確地理解結(jié)論。再如正弦交流電的變化規(guī)律較為抽象，為此我們必須作出線圈在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)切割磁力線產(chǎn)生交流電的原理圖，通過對(duì)圖的分析幫助學(xué)生理解和掌握交流電的變化規(guī)律。

三、培養(yǎng)學(xué)生分析和解決物理問題的能力

利用物理原理圖來分析和解決物理問題，是高中生應(yīng)具備的基本能力之一。高中階段，學(xué)生用到原理圖來分析和解決的物理題目是很多的：力學(xué)中的受力分析、電學(xué)中的電路分析、光學(xué)中的光路分析處處要用到原理圖來分析，通過分析提高學(xué)生分析和解決物理問題的能力。有相當(dāng)一部分學(xué)生，感到物理難學(xué)。其中，他們不善于利用物理原理圖來分析和解決物理問題，也是其中一個(gè)重要的方面。究其原因，就是因?yàn)樗麄儯孩贈(zèng)]有很好地理解物理原理圖的物理意義;②不善于變通，思維方式呆板;③沒有養(yǎng)成良好的作圖習(xí)慣，易出差錯(cuò)。對(duì)此，教師應(yīng)首先幫助學(xué)生清楚地理解原理圖的物理意義;要示范性地講一些典型題目，要組織學(xué)生從不同角度、不同側(cè)面練習(xí)一些靈活多樣的這類題目;還要注意培養(yǎng)學(xué)生良好的作圖習(xí)慣，如按一定順序、比例尺寸等，干凈美觀地作好物理原理圖。

物理原理圖直觀、形象，但較之于實(shí)物和現(xiàn)象要抽象一些，它比較適合高中學(xué)生的思維方式和特征，是幫助學(xué)生理解和掌握物理原理、規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決物理問題能力的重要手段。

四川省巴中市第三中學(xué)?向 聰