圖像法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

趙家祥

（山東省聊城市莘縣莘州中學(xué)，山東 聊城）

當(dāng)前，我們正處于一個視覺文化時代，應(yīng)用視覺資源開展課堂教學(xué)也是社會發(fā)展的趨勢。在高中物理教學(xué)中，圖形、圖片、圖表等視覺資源十分豐富，應(yīng)用圖像解決問題也是高中物理教學(xué)的重要內(nèi)容之一。廣義的圖像包括實物圖、示意圖、函數(shù)圖像、統(tǒng)計圖表、思維導(dǎo)圖、流程圖等。本文的物理圖像特指高中物理課堂中常見的示意圖和函數(shù)圖像。圖像法作為物理教學(xué)中的常用方法，有它自己獨有的魅力。圖像法表述是現(xiàn)象或過程的形象直觀化描述，如運動過程分析圖、矢量的合成與分解圖、絕熱過程狀態(tài)圖等。雖然圖像法廣泛出現(xiàn)于高中物理學(xué)科的各個部分，但是教學(xué)實踐中，對圖像法的重視程度和應(yīng)用現(xiàn)狀卻不容樂觀。數(shù)形結(jié)合的思想是高考考查的重點內(nèi)容，也是學(xué)生必須具備的基本能力之一，研究高中物理教學(xué)中圖像法的應(yīng)用問題并探討針對性的策略，是提高物理教學(xué)效果的重要途徑之一。

一、圖像法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

對于高中物理學(xué)科來說，應(yīng)用圖像來解決問題司空見慣。很多教師對于應(yīng)用圖像法解決問題習(xí)以為常，但對于圖像教學(xué)的重要性卻沒有足夠的重視。一方面，很多教師在講課時對于圖像法的應(yīng)用沒有全面系統(tǒng)的講解，學(xué)生不知如何運用圖像法解決問題；另一方面，課堂上教師沒有引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用圖像法來解決問題，很多學(xué)生作圖意識不強，甚至不會作圖，不能把物理問題形象化、可視化，在面對圖像類問題時沒有解題思路。物理教學(xué)過程一般偏重于運用抽象思維進行解題訓(xùn)練，教師將簡化后的物理模型提供給學(xué)生，學(xué)生缺乏對問題的分析和思考過程，只是機械地應(yīng)用物理理論知識和相關(guān)數(shù)學(xué)運算解決問題，在面對實際問題時學(xué)生常常不知如何下手。因此，高中物理教師應(yīng)加強圖像教學(xué)，讓學(xué)生學(xué)會畫示意圖、函數(shù)圖像等基本的圖形，引導(dǎo)學(xué)生借助圖形來發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì)，進而一步步降低思維難度，將抽象的問題具體化、形象化，進而逐步掌握圖像法的具體應(yīng)用步驟，提高物理學(xué)習(xí)效率。

二、圖像法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）結(jié)合圖像將物理知識和物理過程直觀化

圖像能夠直觀地呈現(xiàn)物理現(xiàn)象的變化過程和物理知識的產(chǎn)生發(fā)展過程，在物理教學(xué)中，教師要根據(jù)物理知識的特點，將物理量之間的關(guān)系轉(zhuǎn)化為圖像之間的關(guān)系，讓學(xué)生直觀地觀察其變化過程，形成對于物理知識的正確認識，從而加深理解，在解題時能夠?qū)⑽锢碇R與圖像緊密聯(lián)系起來，正確描述和表達物理量之間的關(guān)系，在頭腦中建立物理表象，從而促進思維過程，找到從感性思維到抽象思維的轉(zhuǎn)換點和結(jié)合點，有效抓住物理量的特征，起到事半功倍的教學(xué)效果。例如，在學(xué)習(xí)運動過程時，運用圖形來展示運動軌跡，讓學(xué)生形象地記憶物理變化。

（二）結(jié)合圖像分析物理概念和物理規(guī)律

在物理概念、物理定理的教學(xué)中，僅用語言進行描述往往顯得較為單調(diào)，運用直觀教具又往往不夠深刻，通過利用模型圖可以讓學(xué)生更加透徹地觀察概念和定理中的物理現(xiàn)象，循序漸進地剖析概念和規(guī)律的推導(dǎo)過程，這樣可以幫助學(xué)生形成對于物理概念和物理規(guī)律的理性認識，方便學(xué)生掌握。例如，在學(xué)習(xí)電場性質(zhì)時，可以通過畫出電場線來幫助學(xué)生理解，通過觀察圖形，學(xué)生可以從中總結(jié)出相關(guān)的性質(zhì)，建立對這一物理規(guī)律的個人理解。

（三）利用圖像輔助數(shù)據(jù)處理

在物理實驗中，通常需要記錄大量的實驗數(shù)據(jù)，利用圖像法來處理實驗數(shù)據(jù)能夠?qū)?fù)雜、瑣碎的數(shù)據(jù)構(gòu)建為一個系統(tǒng)的變化過程，從而幫助學(xué)生理清數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，建立清晰的思路來進行分析歸納。例如“用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)阻”這一實驗，可以將實驗數(shù)據(jù)表現(xiàn)在圖像中，利用圖像中的圖線斜率、圖線與縱坐標的截距來表示各種物理數(shù)據(jù)變化，這樣可以通過物象挖掘其中的物理知識，更加快速地處理數(shù)據(jù)，求出實驗所需的物理量。

（四）利用圖像解決實際問題

物理是一門與實際生活息息相關(guān)的課程，在物理教學(xué)時，教師可以利用圖像來構(gòu)建物理問題的現(xiàn)實模型，將實際問題轉(zhuǎn)化為具體的圖像，簡化問題的分析和解決過程。例如，在動態(tài)平衡問題中，可以通過畫出圖像的方法來對問題中的物體進行受力分析，研究動態(tài)平衡過程中物體的狀態(tài)變化，并對物體平衡受力的情況在圖中進行仔細分析，結(jié)合受力變化中的圖像特征來分析作用力在方向和大小上的變化。在解決實際問題的過程中，圖像不僅是一種方法和手段，更是一種重要的思維方式，通過觀察和分析圖像，可以綜合分析各個變量，從不同的角度來思考問題、解決問題。

總之，圖像不僅具有直觀性和形象性，而且具有高度的概括性，能夠建立形象到抽象的有機聯(lián)系，從而幫助學(xué)生理解物理概念和物理現(xiàn)象。作為物理教師，要在教學(xué)中樹立圖像教學(xué)的意識，通過示范作用幫助學(xué)生學(xué)會運用圖像法來分析問題、解決問題，不斷簡化物理解題過程，提高物理學(xué)習(xí)效率。