高中物理教學(xué)中圖像法的應(yīng)用現(xiàn)狀及應(yīng)用研究

李孝樹(shù)

【摘 要】傳統(tǒng)的高中物理教學(xué)及習(xí)題訓(xùn)練中，教師雖然也常常借助畫(huà)圖進(jìn)行知識(shí)的講授，卻由于缺乏系統(tǒng)的圖像法講授而導(dǎo)致不習(xí)慣也不懂得運(yùn)用圖像輔助解題。為此，本文將從高中物理圖像法概述入手，對(duì)高中物理教學(xué)中圖像法的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并對(duì)其應(yīng)用展開(kāi)研究，以為廣大高中物理教師提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】高中物理教學(xué) 圖像法 應(yīng)用 作圖意識(shí)

一、引言

高中物理不同于初中物理，它的知識(shí)繁多而抽象，學(xué)生很難快速理解并掌握。因此，尋求一種將抽象轉(zhuǎn)化為直觀的方法十分有必要。圖像法是將物理知識(shí)轉(zhuǎn)化為理想化的圖像模型的方法，具備抽象向直觀轉(zhuǎn)化的條件，因此可以借以幫助學(xué)生很好地掌握物理學(xué)習(xí)內(nèi)容，達(dá)到高效學(xué)習(xí)。本文中所說(shuō)的圖像法主要是指示意圖（草圖、受力分析圖、電路圖、軌跡圖）和函數(shù)圖像（位移—時(shí)間圖象、速度—時(shí)間圖象、力—時(shí)間圖像）。由于教師并沒(méi)有系統(tǒng)地講授圖像法，導(dǎo)致學(xué)生在具體的運(yùn)用中存在很多問(wèn)題。為此，本文將具體分析高中物理教學(xué)中圖像法的應(yīng)用問(wèn)題，并就高中物理教學(xué)中圖像法的應(yīng)用方法和教師需要注意的問(wèn)題展開(kāi)研究。

二、高中物理圖像法概述

物理規(guī)律可以用文字來(lái)描述，也可以函數(shù)式來(lái)表示，還可以用圖像來(lái)描述。利用圖像描述物理規(guī)律，解決物理問(wèn)題的方法就稱(chēng)之為圖像法。圖像法通過(guò)圖像來(lái)確定物理量之間的關(guān)系，是一種科學(xué)探究的基本方法。利用圖像法可以直觀、形象地描述物理量之間的關(guān)系，呈現(xiàn)物理規(guī)律與物理知識(shí)，使學(xué)生更直觀地透過(guò)事物本質(zhì)進(jìn)行深入研究，使物理問(wèn)題更為簡(jiǎn)潔明了。物理圖象有很多類(lèi)型，如模型圖、受力分析圖、過(guò)程分析圖、矢量合成分解圖、函數(shù)圖象等。圖象具有形象、直觀、動(dòng)態(tài)變化過(guò)程清晰等特點(diǎn)，能使物理問(wèn)題簡(jiǎn)化明了。這些圖像都可以很好地輔助教師和學(xué)生進(jìn)行物理教學(xué)和學(xué)習(xí)，突破重難點(diǎn)，提高教學(xué)效率。

三、高中物理教學(xué)中圖像法的應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前的高中物理教學(xué)中，教師僅在授課時(shí)會(huì)用到圖像法，學(xué)生則習(xí)慣于運(yùn)用數(shù)學(xué)解析法來(lái)解決物理問(wèn)題，缺少作圖意識(shí)，導(dǎo)致圖像法應(yīng)用不深入。

（一）教師沒(méi)有系統(tǒng)講授圖像法

通過(guò)訪談，筆者發(fā)現(xiàn)，多數(shù)高中物理教師會(huì)在教學(xué)中運(yùn)用示意圖和函數(shù)圖像，其常常會(huì)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容畫(huà)出規(guī)范的圖像，但是僅限于教師自己使用。由于函數(shù)圖像法解題存在著一定的不可知性，解析法卻是萬(wàn)無(wú)一失，因此教師在教學(xué)中僅僅拿圖像法來(lái)輔助教學(xué)，卻并不曾將其系統(tǒng)地講授給學(xué)生，而是強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生運(yùn)用解析法來(lái)解答，確保得分。實(shí)際上，教師不必?fù)?dān)心圖像法的可靠性，因?yàn)榻忸}方法可以是多種多樣的，但正確答案只有一個(gè)，只要答案正確都會(huì)得分。能用更簡(jiǎn)捷的圖像法解決問(wèn)題實(shí)質(zhì)上是一種創(chuàng)造性思維的體現(xiàn)，應(yīng)更加值得提倡。

（二）學(xué)生習(xí)慣于數(shù)學(xué)解析法，缺少作圖意識(shí)

由于教師并不提倡使用圖像法進(jìn)行物理學(xué)習(xí)，因此學(xué)生在物理學(xué)習(xí)與解題過(guò)程中，常常習(xí)慣于使用數(shù)學(xué)解析法，力求穩(wěn)妥，但是其缺乏作圖意識(shí)，也缺乏使用圖形的技能技巧。問(wèn)及為何不使用圖像法解題的時(shí)候，一些學(xué)生回答說(shuō)：“畫(huà)圖很麻煩，所畫(huà)的圖像也不一定能確保正確，使用圖像法解決問(wèn)題時(shí)還會(huì)經(jīng)常犯其他的錯(cuò)誤?！边@一點(diǎn)可以在筆者所參與課題的階段性成果《圖像應(yīng)用于高中物理教學(xué)的現(xiàn)狀調(diào)查與分析》中體現(xiàn)出來(lái)。對(duì)于調(diào)查問(wèn)卷的第1題“在物理學(xué)習(xí)中，你常常畫(huà)圖思考嗎？（A總是 B經(jīng)常 C偶爾 D從不）”，有99名男生和132名女生選擇“C偶爾”，這是所選人數(shù)最多的一個(gè)選項(xiàng)；而對(duì)于第8題“如果可能，在平時(shí)的練習(xí)中，你經(jīng)常利用圖像法解題嗎？（A經(jīng)常 B偶爾 C很少 D根本不）”中，23名男生和52名女生選擇“C很少”；對(duì)于第18題“你喜歡通過(guò)畫(huà)圖解決問(wèn)題嗎？為什么？”中，190名學(xué)生表示不喜歡通過(guò)畫(huà)圖解決問(wèn)題。由此可見(jiàn)，學(xué)生對(duì)于圖像法并沒(méi)有形成一定的應(yīng)用意識(shí)和應(yīng)用習(xí)慣，他們?cè)趫D像法的應(yīng)用中還存在著一些問(wèn)題，需要教師予以重視。

四、高中物理教學(xué)中圖像法的應(yīng)用研究

以上，我們從教師和學(xué)生兩個(gè)方面分析了高中物理教學(xué)中圖像法的應(yīng)用現(xiàn)狀，下面我們將針對(duì)以上現(xiàn)狀對(duì)高中物理教學(xué)中圖像法的應(yīng)用展開(kāi)如下研究：

（一）教師在講授過(guò)程中應(yīng)注重對(duì)圖像法的介紹

對(duì)于調(diào)查問(wèn)卷第6題“老師向?qū)W生講解有關(guān)物理圖形的畫(huà)法、技巧嗎？（A經(jīng)常 B有時(shí) C很少 D從不）”，很多學(xué)生反映老師很少或者從不講解物理圖形的畫(huà)法和技巧，這也是學(xué)生缺乏作圖意識(shí)與作圖技巧的主要原因；第7題“老師畫(huà)的示意圖，你能理解嗎？（A能 B大部分能 C小部分能 D不能）”，受訪的443名學(xué)生中有81名學(xué)生表示自己只有小部分能理解，6名學(xué)生表示不能理解。為此，教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)多注重對(duì)圖像法的介紹，多向?qū)W生傳授圖像法的使用原則，爭(zhēng)取使絕大多數(shù)學(xué)生都能理解，能對(duì)圖像法形成一個(gè)認(rèn)知。

（二）通過(guò)習(xí)題培養(yǎng)學(xué)生的作圖意識(shí)，鞏固學(xué)生圖像法應(yīng)用技能

在課題的階段性成果中，對(duì)于學(xué)生方面的原因分析筆者已經(jīng)闡述得比較詳細(xì)。在實(shí)際應(yīng)用物理函數(shù)圖像的調(diào)查中，學(xué)生對(duì)函數(shù)圖像的使用僅局限在課本中的幾種類(lèi)型，固定的題型和方法。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，只適應(yīng)了特定情況下的一些解題方法，沒(méi)有提高到思維的高度，物理圖像的意義與價(jià)值并未被學(xué)生真正理解與運(yùn)用，所以導(dǎo)致了大部分學(xué)生認(rèn)為圖像法簡(jiǎn)單，但是自己往往缺乏應(yīng)用意識(shí)或者不能正確運(yùn)用。不同層次的學(xué)生有較大差距，這是有主客觀原因的，因?yàn)楹瘮?shù)圖像與數(shù)學(xué)有很大關(guān)聯(lián)，是一種更抽象的物理語(yǔ)言，其本身具有一定難度；通常成績(jī)中下等的學(xué)生抽象思維水平不高，更偏向于形象的表達(dá)方式，對(duì)于函數(shù)圖像這種抽象的形式存在抵觸意識(shí)。這一點(diǎn)可以從學(xué)生對(duì)調(diào)查問(wèn)卷中問(wèn)答題的回答看出，如問(wèn)答題第19題要求學(xué)生根據(jù)題目畫(huà)出物體的“位移—時(shí)間”圖像，有73名男生和103名女生不會(huì)做；第20題也是考查函數(shù)圖像的運(yùn)用，雖然題目并不是很難，卻有84名男生與105名女生不會(huì)做。由此可見(jiàn)，還有很大一部分學(xué)生不擅長(zhǎng)運(yùn)用圖像法。因此，教師在具體的教學(xué)中應(yīng)多使用圖像法，多向?qū)W生介紹圖像法的優(yōu)勢(shì)與運(yùn)用技巧，使學(xué)生主觀上樂(lè)于應(yīng)用圖像法解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的作圖意識(shí)，鞏固學(xué)生的圖像法應(yīng)用技能，通過(guò)圖像法的運(yùn)用提高物理題的解題效率，提高學(xué)生的思維水平。

五、結(jié)語(yǔ)

圖像法作為一種科學(xué)研究的基本方法，具有很大的優(yōu)越性，尤其是運(yùn)用在物理教學(xué)中，不僅能夠有利于突出物體的主要特征，提高物理教學(xué)效率，還能鍛煉、培養(yǎng)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)形結(jié)合的思維能力，促進(jìn)學(xué)生視覺(jué)—空間智能的發(fā)展，體現(xiàn)科學(xué)的思維方式的特點(diǎn)。圖像法的這些優(yōu)勢(shì)決定了物理教師應(yīng)該多向?qū)W生介紹、傳授這種解題方法，培養(yǎng)學(xué)生形成運(yùn)用圖像法的習(xí)慣，提高學(xué)生運(yùn)用圖像法的能力，使學(xué)生能夠借助圖像法更好地完成物理學(xué)習(xí)。本文作為賀州市“十二五”教育科學(xué)規(guī)劃課題《圖像法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用研究》的研究成果之一，意在更深入地解析圖像法的應(yīng)用現(xiàn)狀，更好地輔助課題研究，推進(jìn)研究?jī)?nèi)容的深化。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉筠，盧超，胡銳.物理教學(xué)中圖像法應(yīng)用的探討[J].科技信息（學(xué)術(shù)研究），2008（09）.

[2]劉磊.函數(shù)圖像法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].上海：上海師范大學(xué)，2013.

[3]陸靜菊.圖像法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2014.

[4]張業(yè)金.新課程標(biāo)準(zhǔn)下物理教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法的探究[D].上海：上海師范大學(xué)，2009.

[5]蔣守雷.淺談如何在高中物理解題中運(yùn)用圖像法[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)（高一、二版），2013（12）.

[6]王慧.高中物理教學(xué)中圖像法的教學(xué)應(yīng)用[J].中學(xué)物理（高中版）， 2013（31）.