讓物理躍然紙上

陳榮

【摘 要】在物理教學(xué)中，深刻感覺(jué)到學(xué)生在物理的學(xué)習(xí)中缺少畫(huà)圖意識(shí)，尤其是高一學(xué)生，一拿到題目就及著找公式，及著進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，這給學(xué)生的物理學(xué)習(xí)造成了很大的障礙。物理中的“理”表示了這是一門(mén)需要理解的學(xué)科，它來(lái)自于我們的生活卻又不同于客觀實(shí)際的事物，抽象、理想，要求學(xué)生有很好的思維分析能力，而畫(huà)圖正是一個(gè)強(qiáng)有力的輔助理解工具，形象、直觀、具體，很好地幫助學(xué)生理解掌握并運(yùn)用物理知識(shí)。所以，教師要重視畫(huà)圖教學(xué)，從高一開(kāi)始就應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的畫(huà)圖分析能力。

【關(guān)鍵詞】畫(huà)圖分析；能力培養(yǎng)；圖形語(yǔ)言；抽象思維

一進(jìn)入高中，物理就成了學(xué)生認(rèn)為最難學(xué)的科目之一。難在哪里？學(xué)生說(shuō)：上課老師講得都聽(tīng)得懂，可自己做題時(shí)卻無(wú)從下手，公式、概念、規(guī)律都記得很好了也理解了，可一到解題又不知該如何運(yùn)用。多年教書(shū)下來(lái)，我越來(lái)越覺(jué)得問(wèn)題就在于許多學(xué)生在解決物理問(wèn)題時(shí)只注重?cái)?shù)學(xué)演算，缺少利用圖形分析問(wèn)題的意識(shí)，不會(huì)畫(huà)圖思考，或者不知道從哪開(kāi)始畫(huà)圖，畫(huà)些什么樣的圖形，嚴(yán)重影響了學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)效率。物理是一門(mén)需要理解的學(xué)科，而畫(huà)圖就是一種輔助理解的工具，從高一的運(yùn)動(dòng)過(guò)程描述、受力分析，到高二的電場(chǎng)線、磁場(chǎng)線的描述，都離不開(kāi)“圖形語(yǔ)言”。因此，在高一教學(xué)中就開(kāi)始培養(yǎng)學(xué)生畫(huà)圖分析能力是我們教師的重要任務(wù)。

一、為何“畫(huà)”——培養(yǎng)畫(huà)圖分析能力的重要性

1.物理學(xué)科的特點(diǎn)

物理是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式及其一般規(guī)律、物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和物質(zhì)間的相互作用的一門(mén)學(xué)科。它具有其它學(xué)科所不具備的特點(diǎn)：①物理學(xué)科與數(shù)學(xué)有著緊密的聯(lián)系，在許多的物理問(wèn)題中都大量地應(yīng)用了數(shù)學(xué)知識(shí)，比如平行四邊形法則的應(yīng)用，粒子軌跡的判斷等，所以畫(huà)出圖形對(duì)于找出其中的幾何關(guān)系很關(guān)鍵。②物理是一門(mén)嚴(yán)密的理論科學(xué)，有著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢砀拍詈臀锢硪?guī)律，這些概念定律都是與一定的物理模型相聯(lián)系，而通過(guò)畫(huà)圖分析則有利于幫助學(xué)生形象地理解掌握，以至能達(dá)到知識(shí)的遷移。③物理是一門(mén)實(shí)驗(yàn)學(xué)科，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出規(guī)律、進(jìn)行驗(yàn)證，在此過(guò)程中，學(xué)生首先就需要對(duì)表象進(jìn)行分析組合，從而能在腦中進(jìn)行想象操作，畫(huà)圖思考就是進(jìn)行這樣想象操作的一個(gè)非常重要的輔助手段和工具。

2.畫(huà)圖是物理解題中的一個(gè)重要工具

在物理的問(wèn)題的解決過(guò)程中，一般經(jīng)歷以下四個(gè)基本環(huán)節(jié)：審題——建構(gòu)——求解——檢驗(yàn)。其中的“建構(gòu)”就是指物理情景的形成和建立的過(guò)程，就是把抽象的文字描述轉(zhuǎn)換成直觀的物理情景，畫(huà)圖就是完成這一過(guò)程的重要工具。通過(guò)畫(huà)圖，將客觀事物轉(zhuǎn)化為具有物理特征的圖形，通過(guò)對(duì)圖形的觀察分析來(lái)代替對(duì)實(shí)際物體的理解。同一個(gè)事物，同一個(gè)問(wèn)題往往會(huì)有不同的表現(xiàn)形式，會(huì)組構(gòu)成不同的物理問(wèn)題，如何通過(guò)畫(huà)圖分析，將問(wèn)題中的相關(guān)隱含信息提取出來(lái)用圖形表示出來(lái)，是進(jìn)行清晰地分析和解決問(wèn)題的關(guān)鍵所在。

所以，這個(gè)經(jīng)常被學(xué)生甚至教師忽略的“畫(huà)圖”，對(duì)全面提高學(xué)生的思維能力、空間想象能力，提高學(xué)生思維的靈活性、變通性，具有重要的作用。

二、“畫(huà)”什么——畫(huà)圖分析能力在物理學(xué)習(xí)中的運(yùn)用

1.“畫(huà)”概念規(guī)律

物理中的許多概念都是在形象的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，即使是抽象的概念也有物理模型。而物理規(guī)律的推導(dǎo)也要以清晰地圖形為基礎(chǔ)。因此，在概念和規(guī)律的教學(xué)中，要引導(dǎo)學(xué)生畫(huà)圖，將抽象的概念和形象的圖形結(jié)合起來(lái)，通過(guò)生動(dòng)、鮮明的圖形，使學(xué)生建立豐富的印象，在此基礎(chǔ)上再來(lái)理解概念規(guī)律，會(huì)得到很好的學(xué)習(xí)效果。

φ例、平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，把平拋運(yùn)動(dòng)分解成水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)：

結(jié)合運(yùn)動(dòng)分解后的圖形，給學(xué)生以強(qiáng)烈的視覺(jué)效果，使學(xué)生一遇到有關(guān)平拋運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題時(shí)就能自然而然地在腦中反映出這張圖形，找到解題的思路。

2.“畫(huà)”受力情況

受力分析圖是高一力學(xué)學(xué)習(xí)的基本工具，引導(dǎo)學(xué)生明確受力分析的步驟，根據(jù)重力、支持力、摩擦力的分析順序畫(huà)出正確的受力分析圖，能促進(jìn)學(xué)生對(duì)題意的理解，幫助學(xué)生快速準(zhǔn)確地找到合外力，提高解題的效率。

例：理解變速圓周運(yùn)動(dòng)的合外力方向

若教師只是很簡(jiǎn)單地告訴學(xué)生，變速圓周運(yùn)動(dòng)的合外力方向并不指向圓心，只有合外力的一個(gè)分力來(lái)提供向心力，就算分析得很詳細(xì)，告訴學(xué)生是因?yàn)橹亓Φ姆较蚴冀K豎直向下導(dǎo)致的，但教師說(shuō)得再多也只是“紙上談兵”，學(xué)生根本無(wú)法理解，而畫(huà)出受力分析圖后，不需要教師多講，學(xué)生自己就能理解，能很直觀地得出結(jié)論。“一圖勝千言”就是這個(gè)道理。

三、怎么“畫(huà)”——在教學(xué)中培養(yǎng)畫(huà)圖分析能力的建議

1.重視畫(huà)圖教學(xué)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到畫(huà)圖分析是成功解題關(guān)鍵性的一步

要培養(yǎng)學(xué)生的畫(huà)圖能力，首先教師要有清晰地認(rèn)識(shí)，要重視畫(huà)圖教學(xué)。很多時(shí)候，教師往往習(xí)慣于語(yǔ)言這種單一的教學(xué)形式，尤其隨著教齡的增長(zhǎng)，感覺(jué)很多規(guī)律似乎都很簡(jiǎn)單，語(yǔ)言能說(shuō)得清的地方，畫(huà)圖能省就省了，不善于畫(huà)圖，不注重對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，而忽略了學(xué)生的認(rèn)知起點(diǎn)，高估了學(xué)生對(duì)事物的理解能力，導(dǎo)致學(xué)生在解題時(shí)只關(guān)注公式的選取與數(shù)學(xué)的運(yùn)算，從而形成了學(xué)習(xí)上的障礙。因而，教師在教學(xué)的過(guò)程中要盡量地使用圖形這一直觀的教學(xué)形式，通過(guò)畫(huà)圖分析使得問(wèn)題直觀化、簡(jiǎn)單化，促進(jìn)學(xué)生的理解和對(duì)知識(shí)的接受，讓學(xué)生感受到畫(huà)圖帶來(lái)的“視覺(jué)思維”在解題中的便利，從而逐漸形成畫(huà)圖在物理問(wèn)題解決中起著重要作用的意識(shí)，慢慢培養(yǎng)學(xué)生的畫(huà)圖能力。

2.教師做好示范，規(guī)范畫(huà)圖，重視示意圖畫(huà)法的傳授和模仿

畫(huà)圖作為一種個(gè)體思考方法，可以有自己的個(gè)性表達(dá)，但同時(shí)畫(huà)圖也是信息表達(dá)交流的工具，這就要求畫(huà)圖應(yīng)該有一定的約定和規(guī)范。在物理畫(huà)圖的應(yīng)用中，有些畫(huà)法是明確的，比如受力分析圖，有明確的畫(huà)法要求還有作圖的步驟和順序；而有些畫(huà)法是不明確的，比如如何表示勻加速等運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化過(guò)程。所以教師在教學(xué)中要有相對(duì)固定的表達(dá)方式，要明確各種圖的畫(huà)法和表達(dá)意義的統(tǒng)一，使學(xué)生能理解各自圖的含義。畫(huà)圖還要準(zhǔn)確規(guī)范地使用物理符號(hào)和數(shù)學(xué)符號(hào)，能較全面地表達(dá)出題目中的信息。同時(shí)對(duì)題目的“翻譯”要全面，邊審題邊畫(huà)圖，把條件、關(guān)系、問(wèn)題等在圖中標(biāo)明，要做到看圖就能知道題目的主要內(nèi)容。

教師在講解例題時(shí)要規(guī)范作圖分析的過(guò)程，準(zhǔn)確畫(huà)圖，做好示范作用，在示范過(guò)程中要有耐心，要逐步地引導(dǎo)學(xué)生，從易到難，而不要包辦。尤其在指導(dǎo)學(xué)生解題時(shí)，往往不經(jīng)意間就隨手畫(huà)出了草圖，學(xué)生看教師畫(huà)的圖似乎理解了，過(guò)后卻又不知道從何下手，這樣根本達(dá)不到能力培養(yǎng)的目的。

總之，物理離不開(kāi)圖形，物理的學(xué)習(xí)就離不開(kāi)畫(huà)圖。畫(huà)圖分析是解決物理問(wèn)題的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的一個(gè)基本素質(zhì)，教師在教學(xué)過(guò)程中要不斷地進(jìn)行引導(dǎo)、訓(xùn)練學(xué)生，只有學(xué)會(huì)了通過(guò)畫(huà)圖來(lái)分析物理問(wèn)題才算是真正進(jìn)入了學(xué)習(xí)物理的狀態(tài)。從高一開(kāi)始，重視、抓好畫(huà)圖分析能力的培養(yǎng)，教給學(xué)生學(xué)習(xí)物理的方法，讓學(xué)生不再“害怕”物理，是需要每一位物理教師不斷思考、探索的重要任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李新鄉(xiāng)，張軍朋.物理教學(xué)論北京科學(xué)出版社，2009.

[2]于克明.中學(xué)物理新思維.山東教育出版社，2002.