關(guān)于初中物理圖像題教學的思考

摘 要：近年來，我國在物理學科方面的教育更加注重培養(yǎng)學生的基本科學素養(yǎng)、著重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，提升初中生對于物理的學習能力和研究問題的能力，而上述教育目的都能通過物理圖像很好的實現(xiàn)，物理圖像的特殊的教育功能對學生物理學科的學習有著至關(guān)重要的作用.在物理課堂的教學過程中要充分利用物體圖像進行教學，將物理圖像的教育功能發(fā)揮得淋漓盡致，才能更好的幫助實現(xiàn)物理課題素質(zhì)教育.本篇文章將會通過一些例題來對初中物理圖像教學進行探討和分析，幫助學生巧妙解答初中階段的物理圖像題.

關(guān)鍵詞：圖像;初中物理;解題思路

中圖分類號：G632?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1008-0333（2022）23-0098-03

收稿日期：2022-05-15

作者簡介：劉琬（1968.5-），女，江蘇人，本科，正高級教師，從事初中物理教學研究.

物理是一門基礎(chǔ)學科，其研究的是物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用以及運動規(guī)律.在初中物理教學中，要體現(xiàn)出物理學科的這一基本屬性，很重要的一點就是結(jié)合具體的物理教學內(nèi)容，去讓學生在對物理內(nèi)容加工的過程中，獲得對物理知識的領(lǐng)悟.從初中物理教學傳統(tǒng)的角度來看，物理知識的呈現(xiàn)方式是多樣的，除了文字和圖片之外，圖像也是重要的方式之一.事實上，當前的中考物理試題當中，相當一部分題目都是圖像題.也因此圖像題的教學，就自然而然的成為初中物理教學的主要內(nèi)容之一.

相對于其他的題型而言，圖像題的特征在于將相關(guān)的信息隱藏在圖像當中，學生需要通過對圖像的識讀，來獲得相關(guān)的信息，然后建立起問題解決的思路.這對于初中學生來說具有一定的難度，造成這些困難的原因在于多個方面.比如對于絕大多數(shù)初中學生而言，他們更習慣于通過閱讀文字來獲得信息，畢竟語言文字是學生最常用的交流工具之一，從中獲得信息的難度相對較低.而圖像則不同，命題者千方百計地將相關(guān)的信息隱藏在圖像當中，有時候還會設(shè)計多個環(huán)節(jié)乃至于陷阱，學生要想解讀出有用的信息自然就不容易;再比如說，相對于文字和圖片而言，圖像實際上更為抽象，盡管初中階段的學生正處于形象思維向抽象思維過渡的階段，但是在面對圖像這一抽象事物的時候，學生在認知上必然存在一些障礙，這些障礙也就是圖像題教學中必須面對的問題.

因此總體而言，要想讓學生在圖像識別的過程當中提升物理素養(yǎng)，很大程度上取決于教師的教學設(shè)計.值得一提的是，如果完全基于已有的教學經(jīng)驗來設(shè)計圖像題的教學，那么有時候就很難獲得突破.反之如果從學生的解題過程出發(fā)，是研究學生在解題過程中的相關(guān)表現(xiàn)，并且總結(jié)出相應(yīng)的規(guī)律，那么所設(shè)計的圖像題教學往往就更具有針對性，自然也就能取得更好的教學效果.筆者在教學的過程當中特別注意觀察學生的認知過程，注意從學生解題的過程中獲取教學的經(jīng)驗，取得了較好的教學效果.在此結(jié)合筆者的相關(guān)教學經(jīng)驗，并且以案例解析的方式，跟同行們分享相關(guān)的教學心得.

1 一個案例

例1 初中生小麗最近新學了用伏安法測定電阻，如圖1所示是小麗的實驗圖像，小麗測量了一盞小燈泡燈絲的電流和電壓的伏安特性曲線，請問下圖中哪一個圖像是正確的（? ）.

剖析 根據(jù)對學生答案的收集發(fā)現(xiàn)，很多學生的答案都是A選項，分析他們的解題思路應(yīng)該是：因為橫坐標表示電壓，縱坐標表示電流，所以電阻的大小就是該曲線的傾斜程度，又結(jié)合在導體中的電流和電壓是成正比的關(guān)系，因此他們認為A選項是符合題意的.

很明顯，被調(diào)查的學生們的解題是有理論依據(jù)的：根據(jù)我們本能的猜想和基本的思考方向，都是從圖形的形狀來進行猜測，然后利用我們目前所了解到的知識去做出符合題目條件的選擇.但是一般情況下，學生在分析問題的過程中，大多數(shù)時間都會忽略將溫度升高會導致燈絲的電阻增大這個原因，因此最終的答案也是不正確的.細思學生出現(xiàn)錯誤的根本原因，也可能是由于在教師進行對學生講授初中物理中本章節(jié)的內(nèi)容時，會教給學生一個理想化模型，即“在不考慮溫度變化引起的燈泡電阻發(fā)生改變”這個理想化模型，并且在中學階段很多老師會通過讓學生做很多練習來鞏固知識，因此也不排除學生因為太多的訓練導致出現(xiàn)了思維定勢這個現(xiàn)象.除此之外，初中學生學習物理通常是利用經(jīng)驗與直覺作為他們理解和掌握一個物理模型的基石.通過這個案例我們可以知道，初中學生很少從理性的角度來分析和理解學習“圖像”.因此在進行初中物理的教學過程中我們應(yīng)該注意從引導學生了解物理圖像的特點入手.

2 進行物理圖像的教學的切入點

我們可以以圖像的形成作為分析對象：物理圖像就是在實驗的物理現(xiàn)象里面，運用實驗的手段將相關(guān)的各個物理量的實驗數(shù)據(jù)所得到的一個圖像.

接下來我們將“晶體的溶解和凝固過程”作為研究案例，這個實驗就是我們運用實驗過程中所記錄下來的數(shù)據(jù)結(jié)果，然后將這些數(shù)據(jù)用一個溫度--時間T-t的坐標圖中表示出來，也就是“晶體的溶解和凝固過程圖線”，萘發(fā)生溶解和發(fā)生凝固的過程圖線用圖2的圖像表示.在所需要的圖像形成的過程中，實驗人員首先需要將自己觀察所得到的物理現(xiàn)象記錄待用，再通過描點的方式將晶體發(fā)生溶解的過程和發(fā)生凝固的過程的圖像制作出來，在這整個實驗的過程中，實驗人員應(yīng)該將描繪出的圖線和晶體發(fā)生溶解和發(fā)生凝固的過程有機結(jié)合起來加以分析和理解.所以要把通過精確地測量出的實驗的數(shù)據(jù)記錄在一個完整表格中，再憑借實驗所得的數(shù)據(jù)畫出我們所需要的圖像，最后指導學生進行相應(yīng)的規(guī)律的探索可以通過圖像的走勢和樣式來實現(xiàn).進行教學從圖像的完整的形成過程的圖像入手時，第一就是要求要學生掌握圖像的作圖方法，第二就是要求要學生學會憑借圖像來分析和研究相關(guān)的物理問題.圖2

例2 小林幫媽媽整理房間時發(fā)現(xiàn)幾個箱子，小林在將箱子推出房間的過程中，發(fā)現(xiàn)箱子裝的東西越多，推起來就越費力氣，因此小林提出來“接觸面受到的壓力可能是影響摩擦力的大小的因素”這個猜想.如圖3所示是小林為了驗證自己猜想設(shè)計的一個實驗裝置.如果小林選擇了準確的實驗裝置并成功地進行自己的實驗，然后將所得到的實驗數(shù)據(jù)記錄在下表表1中，請根據(jù)數(shù)據(jù)將摩擦力Ff的大小與接觸面受到的壓力FN大小之間的關(guān)系圖像在如圖4的坐標系中表示出來，并由圖像可得Ff與FN之間的關(guān)系為.

剖析 第一步要教會學生注意題目所給的圖像中的坐標軸分別對應(yīng)的物理量是什么;第二步是讓學生在坐標系中描出表格中所給的數(shù)據(jù);第三步就是讓學生找準坐標系中的點并且使用細線將這些點連接起來形成一條平滑的直線（作圖略）;第四步就是讓學生學會分析和判斷出相應(yīng)的規(guī)律，當然分析和判斷的基礎(chǔ)就是以圖線的形狀和走勢.根據(jù)學生描繪出的直線可以得到，由表中的數(shù)據(jù)描繪出的點是一條傾斜的直線，并且這條直線是經(jīng)過原點的，因此我們便能夠判斷出Ff與FN的關(guān)系為：當兩個物體的接觸面的粗糙程度為一個定值時，它們之間的摩擦力Ff和它們之間的接觸面所受的壓力FN的關(guān)系是一個正比關(guān)系.

當我們在對物理圖像進行教學時，應(yīng)該重點介紹是如何使用某一個方法來獲取物理圖像的過程，其中實驗所提出的背景和實驗的設(shè)計也應(yīng)該屬于這個過程.例2中的實驗是在“探究影響摩擦力的大小因素”的背景下進行的，這個實驗是以“摩擦力大小與接觸面的壓力有關(guān)”的設(shè)計作為本實驗的思想依托.所以，我們在設(shè)計實驗時就要運用控制變量法，這樣我們在進行實驗的過程中才能實現(xiàn)只研究滑動摩擦力和接觸面之間的壓力的關(guān)系這個目的，進而收集我們進行實驗所得到的一些有效的數(shù)據(jù)，然后通過我們實驗數(shù)據(jù)畫出的圖像來找出與這個實驗相關(guān)的某些物理規(guī)律.一般來說，學生都是在圖像的形成過程中掌握和理解在物理實驗的過程中進行分析實驗數(shù)據(jù)的方法. 實驗結(jié)果的表示方法是通過我們實驗得到的實驗數(shù)據(jù)繪制的有關(guān)圖像來表示的，不僅能幫助學生更加清晰明顯的觀察到出兩個發(fā)生變化的物理量之間發(fā)生變化的規(guī)律有哪些（以Ff與FN的關(guān)系圖像為例），而且有助于學生認識和體會到在科學探究中的實際應(yīng)用中科學方法的重要性，也能夠幫助學生更好的掌握科研的方法和技能.除此之外，還要借此教會學生對待科學的態(tài)度要保持求真務(wù)實，必須將自己所得的實驗數(shù)據(jù)真實的記錄下來，萬萬不能隨意改動實驗所得的數(shù)據(jù)、不可隨意捏造自己的實驗所得數(shù)據(jù)、更加不能夠出現(xiàn)通過虛構(gòu)實驗數(shù)據(jù)來達到目的等行為，嚴格尊重實驗結(jié)果，尊重實驗事實等;要達到激發(fā)學生自主去探索自然規(guī)律的欲望的目的;利用學習整個實驗的起因和實驗的設(shè)計過程來培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識.

總體而言在初中物理教學中，必須重視物理圖像的教學.當然需要注意的是，物理圖像的教學不能只集中在解題教學上，在一些物理概念以及規(guī)律的得出過程中，本身就可以借助于圖像來進行運用.這樣學生對圖像就會感覺到更加熟悉，在面對圖像題的時候，也就會有更充足的把握.

物理圖像不僅是科學實驗中分析實驗所得數(shù)據(jù)的常用方法之一，而且也是在理論研究時也是最普遍運用的工具之一.因此在我們整個初中階段的物理教學的過程中，我們也可以利用圖像教學的方法來幫助學生學習物理的概念和規(guī)律等，學習如何使用圖像分析的方法來解決某些物理問題.

參考文獻：

[1] 譚琳.初中物理圖像教學研究[J].物理教師，2014（11）：5.

[2] 劉功金.初中物理圖像題教學的突破策略[J].中學物理教學參考，2017（05）：10.

[責任編輯：李 璟]