初中物理課堂中圖形結(jié)合的解題方法分析

張麗燕

(江蘇省如東縣茗海中學(xué) 226406)

在初中物理的學(xué)習(xí)中，學(xué)生解題能力的發(fā)展不是一蹴而就的，是學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)物理學(xué)科知識，在邏輯思維、抽象思維等高階思維支持下進(jìn)行有效思考和推理論證等學(xué)習(xí)活動，并保證可以順利完成相應(yīng)物理問題求解任務(wù).然而，解題能力的培養(yǎng)講究技巧性，單純從“量”的層面上進(jìn)行解題訓(xùn)練是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須要注重傳授給學(xué)生圖形結(jié)合法等有價(jià)值有效的解題思想與方法，配合典型例題的解題訓(xùn)練，持續(xù)提高初中生自身的物理解題能力.

1 圖形結(jié)合法及其在初中物理解題中應(yīng)用價(jià)值

圖形結(jié)合法實(shí)際上是相較于數(shù)形結(jié)合思想而言的一種有效解題法和思維方式，主要是結(jié)合物理問題中的題干信息與條件，將繁雜、抽象的物理分析過程或問題呈現(xiàn)方式以直觀的圖像形式展現(xiàn)出來，保證學(xué)生通過“觀圖”的方式來簡化物理問題求解過程，降低學(xué)生思考及解題難度.特別是在碰到那些涉及到隱蔽解題條件或過大文字信息量的物理問題，為了簡化相應(yīng)的問題求解流程，降低學(xué)生分析問題的難度，可以采取畫圖的方式來具象化這些文字信息，保證相關(guān)信息以更加簡化的方式展現(xiàn)出來，避免過多無用解題信息干擾學(xué)生順利求解物理問題.圖形結(jié)合法在物理問題求解中的融入，實(shí)際上源于數(shù)學(xué)領(lǐng)域中數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用，所謂的數(shù)形結(jié)合是指促使數(shù)與形二者之間形成等價(jià)轉(zhuǎn)換的方式，來持續(xù)性簡化物理問題求解的過程，幫助他們快速找到解決物理問題的突破口.因?yàn)樵趫D形的支持下，可以促使學(xué)生更好結(jié)合形象思維與抽象思維，極大簡化了繁雜的物理問題，對優(yōu)化初中生物理解題思路，提高物理解題能力有很大幫助.比如，在遇到那些涉及到大量文字表述的物理問題期間，如果其中文字描述過于抽象，關(guān)系錯綜復(fù)雜，那么此時(shí)在對其進(jìn)行求解時(shí)，可以靈活地應(yīng)用圖形結(jié)合法，以直觀圖形或圖象的方式來展示有關(guān)繁雜、抽象的文字類物理問題題干信息，保證可以借助圖形結(jié)合法的創(chuàng)新運(yùn)用來輔助初中生對物理問題中的關(guān)鍵解題條件、解題信息等進(jìn)行理解，并最終通過深入分析問題來形成正確的解題思路.

2 圖形結(jié)合法及其在初中物理解題中應(yīng)用策略

2.1 培養(yǎng)圖形結(jié)合解題意識

在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)圖形結(jié)合法來求解物理問題期間，首先需要抓住平時(shí)教學(xué)時(shí)機(jī)或解題訓(xùn)練時(shí)機(jī)，有計(jì)劃地培養(yǎng)及強(qiáng)化他們的圖形結(jié)合解題意識，助力他們運(yùn)用圖形結(jié)合法解決物理問題的良好習(xí)慣養(yǎng)成.特別是可以在學(xué)生運(yùn)用常規(guī)解題法對物理問題求解過程中，如果無法快速確定解題的突破口與思路，那么可以指導(dǎo)他們親自動手進(jìn)行繪圖，在畫一畫的過程中將相關(guān)物理問題信息及條件直觀地進(jìn)行表達(dá).在學(xué)生利用這種畫圖的方式求解物理問題之后，可以使他們切實(shí)意識到圖形結(jié)合法求解物理問題的重要價(jià)值，這樣可以培養(yǎng)及強(qiáng)化他們的圖形結(jié)合解題意識，對他們解題能力的培養(yǎng)有很大幫助.但是這種圖形結(jié)合解題意識的培養(yǎng)不是一蹴而就的，必須要注意結(jié)合物理學(xué)科的基本教學(xué)要求和規(guī)定，采用繪圖法進(jìn)行繪圖，同時(shí)借助圖形結(jié)合解題意識指導(dǎo)他們逐步掌握利用繪圖的方式來輔助自己審題，最終可以使他們在后續(xù)的物理問題分析或求解中，巧用畫圖的方式進(jìn)行問題求解.

例1在某一水平地面上擱置有一木塊B，之后在其上面擱置木塊A，那么下列說法準(zhǔn)確的為( ).

A.木塊A的重力和木塊B對木塊A的支持力二者為一對平衡力

B.木塊B的重力和地面對木塊B的支持力二者為一對平衡力

C.木塊A對木塊B的壓力和木塊B對木塊A的支持力二者為一對平衡力

D.木塊A的重力和地面對木塊B的支持力二者為一對相互作用力

解析本題是一道考查學(xué)生對相互作用力、平衡力方面物理知識理解情況的類型題，二者相同點(diǎn)主要表現(xiàn)為力的大小保持相等狀態(tài)，并且力的方向保持相反狀態(tài).而它們的不同之處是平衡力相應(yīng)地作用于同一個(gè)物體上面，而相互作用力則是作用在兩個(gè)物體上面.只有初中生對相關(guān)的物理概念形成正確認(rèn)知，并且在實(shí)際的問題分析中可以對不同受力狀態(tài)進(jìn)行點(diǎn)評，那么才能夠?qū)Ω鱾€(gè)選項(xiàng)的正誤進(jìn)行判斷.然而，如果學(xué)生在分析木塊A和B所受力的情況中僅僅依靠文字描述或頭腦想象的方式，那么學(xué)生很難形成深刻認(rèn)知，最終得到的結(jié)果也可能不正確.但是如果可以指導(dǎo)學(xué)生在求解本道選擇題的過程中，根據(jù)選項(xiàng)中各個(gè)給出的力，相應(yīng)地繪制出對應(yīng)的受力分析圖，那么就可以幫助他們快速判斷這些選項(xiàng)的正誤.在這種基于圖形結(jié)合的解題思路支持下，可以幫助他們快速確定本道題的正確解決答案是選項(xiàng)A.

2.2 結(jié)合他法用圖形結(jié)合法

實(shí)際上不存在任何一種萬能解題法，圖形結(jié)合解題法雖然有效，但是同樣不是萬能解題法，因?yàn)閳D形結(jié)合法在物理問題求解中的應(yīng)用，更多的是起到輔助初中生開展審題的一個(gè)關(guān)鍵解題環(huán)節(jié).而學(xué)生能否順利找到物理問題解題的突破口，除了要求他們通過認(rèn)真審題來搞清解題條件和信息外，還需要在解題中對自己得到的解題思路進(jìn)行認(rèn)真梳理，保證可以找到能夠準(zhǔn)確求解物理問題的最終解題方法與思路.而基于圖形結(jié)合解題法的應(yīng)用，可以使學(xué)生在審題過程中挖掘出非常有價(jià)值的解題條件與信息，之后可以靈活地運(yùn)用反推法等一些其他解題法來幫助他們對整個(gè)解題過程進(jìn)行認(rèn)真梳理，保證可以通過綜合應(yīng)用圖形結(jié)合法同其他解題法來快速確定物理問題的最佳解題思路.而反推法實(shí)際上就是一種基于物理問題結(jié)論視角來反推的分析法，該法在物理問題求解中的靈活應(yīng)用可以增強(qiáng)學(xué)生解題的嚴(yán)密性，避免學(xué)生混淆已知的有效條件和無效的解題信息，排除外在因素的干擾，對提高他們解題準(zhǔn)確度有很大幫助.

例2 如圖1，某一電路電源電壓E是6V，其中R為一定值電阻，阻值為20Ω，現(xiàn)在閉合開關(guān)，試求：

圖1

(1)在V表示數(shù)是3V的時(shí)候，此時(shí)滑動變阻器的有效接入電阻是多少？

(2)在滑動變阻器接入電路的有效電阻值達(dá)到10Ω的情況下，R的對應(yīng)功率是多少？

解析本道物理題是一道非常典型的電學(xué)問題，為了幫助學(xué)生簡化問題求解過程，降低他們解題難度，可以采取圖形結(jié)合解題法來幫助他們認(rèn)真審題，助力他們高效地學(xué)習(xí)相關(guān)物理知識，具體的審題法表現(xiàn)如下：

其一，基于問題(1)，可以基于圖形結(jié)合解題法來繪制出圖1所示的等效電路圖的有效解題部分(圖2)，并且可以在其中標(biāo)識出題干給出的已知量與未知量，以及統(tǒng)一相應(yīng)的單位，這樣可以幫助他們快速簡化整個(gè)問題求解過程，提高了解題準(zhǔn)確度.

圖2 圖3

其二，針對問題(2)的求解，也可以基于圖形結(jié)合解題方法來繪制出圖3所示的有效解題部分，保證可以在對各種關(guān)鍵解題中所涉及的物理量進(jìn)行確定基礎(chǔ)上，快速列式求解問題.

其三，在利用圖形結(jié)合解題法對本道題中的問題(1)和(2)的求解過程進(jìn)行有效梳理的基礎(chǔ)上，可以繼續(xù)指導(dǎo)他們創(chuàng)新運(yùn)用反推法，來對整個(gè)物理問題求解過程中涉及到的解題思路進(jìn)行有效梳理.比如，針對圖2而言，可以結(jié)合相應(yīng)等效電路圖，給出U2=3V，求解R2=？這一求解思路，之后可以在這種等效電路圖的支持下，反推出相應(yīng)的解題思路與條件，最終可以通過歐姆定律來對I2進(jìn)行求解，結(jié)合串聯(lián)電路電流保持一致特性來確定I1.鑒于R1=20Ω，可以首先求解U1，之后結(jié)合串聯(lián)電路電壓的相應(yīng)關(guān)系，求出U1=U總-U2，經(jīng)過反推認(rèn)真梳理問題求解思路，對提高學(xué)生解題準(zhǔn)確度與效率有很大幫助.

2.3 基于圖形結(jié)合強(qiáng)化訓(xùn)練

為了使初中生熟練掌握圖形結(jié)合解題法，并且可以將其應(yīng)用于解決物理問題，單純依靠口授的方式或者紙上談兵的方式，傳授給學(xué)生圖形結(jié)合法解題方法，會直接影響物理問題的順利求解.只有通過反復(fù)參與解題訓(xùn)練，反復(fù)運(yùn)用圖形結(jié)合解題法求解物理問題，才能在這種反復(fù)解題訓(xùn)練實(shí)踐過程中有效鍛煉他們自身的解題能力.因此，在開展物理解題教學(xué)中，教師可以有計(jì)劃地為學(xué)生選擇一些典型的物理問題，并指導(dǎo)學(xué)生利用圖形結(jié)合方法來對這些問題進(jìn)行求解，這樣就可以在反復(fù)用圖形結(jié)合解題方法的過程中，有效鍛煉及發(fā)展學(xué)生自身的問題求解能力.

例3現(xiàn)有兩個(gè)阻值各不相同的電阻R1和R2，通過它們的電流會伴隨著電壓的改變而相應(yīng)形成的電壓電流變化圖像(I-U圖象)均表現(xiàn)為一次函數(shù).在圖4中R圖線中主要涵蓋了三個(gè)區(qū)域，對R1和R2二者進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)之后所形成的電路電阻相應(yīng)地表現(xiàn)為R串和R并，并且它們對應(yīng)的R曲線圖(I-U圖線)本身應(yīng)該處于的區(qū)域應(yīng)該在圖4的哪個(gè)區(qū)域呢？

圖4 圖5

解析本道題是一道電力學(xué)方面的問題，整體的問題求解中涉及到圖線，并且涉及到R、I和U等較多的抽象性比較強(qiáng)的物理參數(shù)，所以初中生分析問題的難度比較大，并且容易造成錯解問題，整體解題難度比較大.但是如果可以指導(dǎo)學(xué)生在分析及求解問題的過程中可以靈活地融合圖形結(jié)合解題法，那么可以幫助他們簡化整個(gè)問題的求解過程.

如圖5，作出一個(gè)平行于I軸的直線同U軸相較于U0，對應(yīng)R1和R2阻值的電流分別是I1和I2，并且R線本身如果具有越大的斜率，那么對應(yīng)I值也會更大.在圖5給出的3個(gè)區(qū)域中，區(qū)域①涉及到最大電阻值，區(qū)域②次之，而區(qū)域③的電阻值最小.假定可以將兩個(gè)電阻進(jìn)行串聯(lián)，那么可知R串處于區(qū)域①，并且這時(shí)候相應(yīng)值比R1和R2阻值都大；假定對R1和R2阻值進(jìn)行并聯(lián)，那么可以確定R并本身處于區(qū)域③之中，并且該值要比R1和R2阻值都小.由此可見，基于圖形結(jié)合解題法的運(yùn)用，可以使學(xué)生在分析抽象性問題過程中更好地對自己的解題思路進(jìn)行確定，簡化了整個(gè)物理問題求解過程，求解難度也大大降低，非常有利于助力學(xué)生解題能力發(fā)展.

總之，圖形結(jié)合法是助力初中生物理解題能力提升的一個(gè)有效解題方法.在平時(shí)物理教學(xué)中，教師要注意將圖形結(jié)合法有效地貫穿于學(xué)生學(xué)習(xí)、解題訓(xùn)練等不同環(huán)節(jié)中，還要為他們提供一些典型物理問題，來強(qiáng)化他們使用圖形結(jié)合解題法的運(yùn)用能力，不斷提高學(xué)生的物理解題能力.