對蘇科版物理教材圖像漸進式教學的解讀

王雷

函數(shù)圖像在物理教學中被普遍應用，可形象地描述相關物理量之間的變化規(guī)律，其直觀性對訓練學生的抽象思維有著獨特的作用，有助于對物理名詞的理解和記憶，能準確把握物理量之間的定性和定量關系，深刻理解相關量的物理意義.在物理教學中，圖像教學具有十分重要的價值.

一般而言，初中物理對圖像教學的要求可分為三個層次：一是識圖，即會根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)畫出圖像和知道圖線上每一點所對應的兩個物理量；二是懂圖，理解圖像的物理意義或規(guī)律；三是用圖，通過圖線的變化趨勢解決實際問題.

從應用圖像解答問題的角度看，需要學生掌握兩個最基本的問題：一是能夠從圖像中知道些什么？二是需要從圖像中知道些什么？這是解答圖像類試題的基本思路.前者是解答圖像類試題的基礎，后者是解答圖像類試題的關鍵.

蘇科版物理教材對圖像教學十分重視，從教材的第二章起就對圖像教學進行精心策劃，采用漸進式安排極為巧妙，逐層遞進，逐步加深.對利用圖像分析問題的要求就是按三個層次進行呈現(xiàn).

1第一層次——感知圖像，初步達到能繪制圖像

這一層次分作兩步走，第一步是從地理圖像開始向物理領域的遷移；第二步是從具體到抽象繪制圖像.

1.1從已知圖像到新領域的遷移

教材的32頁圖2-10安排的是中國沿海近十年的海平面變化曲線（圖像）.

這幅圖像是初中地理中的常見圖像，以折線圖的方式給出，巧妙地淡化了函數(shù)圖像的抽象性，橫軸和縱軸均以文字描述，直觀地給出學習物理后的第一張圖像.這樣的處理是為了實現(xiàn)學生將已知的知識在新領域的有效遷移.

教學建議：對本圖的教學往往是教師忽視的環(huán)節(jié).因為，這幅圖本身與物理教學確無多少實質(zhì)關聯(lián).且八年級階段的學生在函數(shù)圖像方面的數(shù)學水平僅停留在兩個抽象的數(shù)之間，在物理中應用函數(shù)圖像描述的是兩個具體的物理量之間的關系.從抽象到具體的對應轉移需要一定的遷移能力，學生往往難以在具體的物理情境中進行有效應用.

因此，通過本圖進行有針對性地訓練圖像上“點”的對應關系就顯得十分必要，這正是圖像教學的最基本要求.通過訓練，可實現(xiàn)兩個目的：一是認識點的對應關系；二是突破學生在知識遷移上的難點障礙.

1.2采集數(shù)據(jù)，描點，初步學會繪制圖像的基本要領

教材33頁的WWW第4題：“在燒杯中倒入適量的熱水，用溫度計測量水的溫度，每隔2 min記錄一次，并將溫度值標在圖2-12中對應的溫度計上，最后用平滑的

師在課時設計的過程中，延續(xù)了教材所提到的“光的折射”的相關實驗，依靠開發(fā)教材中的知識點，提出了大量的假設.學生在面對假設問題時需要進行充分的猜想和大膽的驗證，并利用學生自身已經(jīng)掌握的知識，進行多次實驗和推理，最終得出自己的結論.在老師的幫助之下，進行歸納總結，由此讓學生看清“光的折射”的物理本質(zhì)，真正讓學生感受到學習物理的樂趣.

在蘇教版初中物理教學過程中，老師開展教學活動不但不能偏離教材，更重要的是要針對教材開展深度的開發(fā)以及利用.教材中的相關實驗往往都是蜻蜓點水，并沒有延續(xù)下去，只是為了引發(fā)學生學習興趣，或作必要的物理知識闡述.但是老師卻可以將物理教學中的相關實驗深入利用，讓學生通過觀察物理實驗，并且合理作出猜想與假設.在教案設計方面，新課改要求讓學生進行自主學習，因此，老師需要改變在傳統(tǒng)教育中一言堂的局面，以學生為主體，充分將課堂時間交給學生，并讓學生進行問題的討論.學生在實驗或者解答問題的過程中出現(xiàn)困難時，教師就需要及時給予正確的引導.只有這樣，才能夠讓學生在初中階段建立起物理學習的自信心，并且為以后的物理學習打下堅實的基礎.曲線把各溫度計上的標記連接起來，看看從中能發(fā)現(xiàn)什么.”

在本題后，有這樣一段描述：“將圖2-12中的溫度計除去，留下的圖線就是熱水冷卻過程中溫度隨時間變化的圖像，由圖像不僅可以方便地找到某時刻所對應的溫度，還能清楚看出熱水冷卻過程中溫度變化的規(guī)律.圖像法能直觀的描述物理過程，它是分析和解決物理問題時常用的一種重要方法.”

蘇科版教材的這種安排獨具匠心，巧妙地給出獲得圖像的過程，學生能夠輕松地知道橫軸和縱軸表示的意義，即橫軸表示時間，縱軸表示溫度.

教學建議：這份作業(yè)對于圖像教學很重要.這樣的安排自然而合理，要求學生學會采集實驗數(shù)據(jù)，并通過實物圖的形式進行直觀的描點，最后去除溫度計，即可得到抽象出來的圖線，這一圖線可以表達一個有意義的物理過程.

這樣的處理，從具體到抽象，讓學生潛移默化地知道了圖像的描繪過程，同時也培養(yǎng)了學生的數(shù)據(jù)收集、分析能力和數(shù)據(jù)處理方法；初步理解圖像作為一種重要的研究方法在物理中有著重要的應用價值，引導學生從感性的認知到理性的提升，使學生在接收新知上的障礙明顯減小，為后續(xù)的圖像繪制與應用奠定了基礎.

2第二層次——理解圖像，知道物理圖線表達的物理過程

在第二章中，這一層次的圖像教學要求是對沸騰圖像的處理，讓學生漸漸理解圖線所表達的物理過程.

教材P35圖2-16是根據(jù)實驗的數(shù)據(jù)進行描點并繪制圖像.

有了前面的鋪墊，學生已初步了解圖像大概表達的意義.此時將實驗的具體數(shù)據(jù)進行理性的提升已是水到渠成.學生已能根據(jù)實驗數(shù)據(jù)去繪制圖像，但在此，圖像的教學深度又進一步加深，即橫軸的意義，不僅僅是時間，隱含的更深一層的意義是水的吸熱量，把吸熱量用加熱時間來表示；這樣才能從圖像的變化中得到沸騰的特點.

蘇科版教材在“物態(tài)變化”一章中，首先安排的是“汽化和液化”，把學生實驗重點安排的是對沸騰的研究.從知識建構角度看，學生對汽化中的蒸發(fā)現(xiàn)象具有一定的認知基礎，教學的起點符合學生的實際.從圖像教學的角度看，沸騰的圖像較為簡單，為后續(xù)學習熔化和凝固的圖像對比找規(guī)律奠定基礎.這種安排也反映編者在教材編寫細節(jié)上的用心良苦.

3第三層次——比對圖像，初步學會利用圖像找規(guī)律

蘇科版教材40頁圖2-30和圖2-31.

這兩幅圖像分別是探究冰的熔化和松香（或石蠟）的熔化，在實驗中對數(shù)據(jù)進行收集后描繪圖像，從圖像變化趨勢上總結出規(guī)律.

教學到此，學生已能夠明確地完成這兩幅圖像的繪制.學生通過實驗、采集數(shù)據(jù)并作出圖像后自然會對上述兩圖產(chǎn)生疑問，即兩圖的圖線明顯不同.在此引導學生你能得到什么結論？學生很輕松地總結出了兩個重要規(guī)律：一是物質(zhì)種類的差異；二是有一類物質(zhì)在熔化過程中不僅需要吸熱而且溫度保持不變.

有了這樣的基礎后，學生對于后續(xù)學習的“勻速直線運動”、“密度”等知識，就能自覺運用圖像法對新知進行研究，從而進一步得出圖像背后的第三個物理量.

蘇科版教材采用循序漸進的方式對圖像問題的處理，正是對圖像這種重要的數(shù)學方法要求教師在教學中采用逐層遞進的教學方式展開，逐步培養(yǎng)學生識圖、繪圖、懂圖和用圖的能力，分層次逐級提升.理解了教材的這種編寫意圖并在教學中分級實施，學生對圖像法研究物理問題也一定會盡快形成能力，這對學生未來的物理學習效果必將起到事半功倍的作用.