試論圖像法在物理教學中的應用

施慧

摘 要：在物理教學中，圖像法能將看似抽象且單調的物理知識以一種直觀、形象、生動的形式呈現在學生面前，讓他們更清晰、更明了地掌握物理知識和原理。文章結合教學實踐，從教學導入、實驗過程、過程描述三個方面對圖像法的應用進行深入研究與思考。

關鍵詞：圖像法;物理教學;實驗;描述

中圖分類號：G633.7文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2019）22-0062-01

“學有法”的前提是“教有法”，方法的科學與否直接影響著教學的質量和成敗。在物理教學中，因為物理學科本身的特點，教師們會選擇多種探究方法引導學生從更理想的角度去認識物理、理解物理，如模型法、比較法、遷移法等。然而筆者認為，對于剛剛接觸物理這門學科的中學生來說，打消他們對物理知識的陌生感、避免他們被物理符號和公式弄得迷惑不解尤為重要。因此，本文提出了在物理教學中應用“圖像法”的觀點。圖像法，即借助圖像實施物理教學的一種方法，圖像具有變抽象為直觀的優勢，也能夠將那些通過語言無法表述的知識內涵以圖像的形式恰當表現，還可以讓復雜的物理運算變得更加直觀、迅速和準確。基于此，本文結合具體的教學實踐，對圖像法在物理教學中的實踐與應用進行探討。

一、物理教學入過程中圖像法的應用

使用圖像法的優勢在于圖像能夠將復雜抽象的物理規律具體地、有選擇性地進行表現。圖像對于物理量和其相互之間存在的關系可以直觀且準確地呈現出來，這種方式比一些常規教法更簡單，更便于學生理解和操作，讓他們產生“物理規律和物理本質并不是那么晦澀難懂”的想法，從而擺脫學習物理帶來的緊張感。如在學習“電磁場”時，很多學生在經過實驗演示之后，對于“在沒有接觸的情況下電荷之間仍舊存在力的作用”這一觀點是認可的。他們知道物體間存在相互作用的力，那么電荷之間又存在著怎樣的一種既摸不到也看不著的特殊物質呢？這時老師自然而然就將“電磁場”的話題引出來。然而還有一些學生并不能夠十分理解，畢竟所謂的磁場不容易直接感知，而這時教師就可以通過圖像的方法用“線”（磁感線）對電磁場進行描述，通過圖像，那些無形的物質就變得形象化了，學生們自然就理解了其中的知識內涵。

二、物理實驗過程中圖像法的應用

物理實驗過程中會產生大量數據，這些數據是得出結論的依據，但有時僅憑數據所得的結論并不能夠保證其準確性。因此，可以借助圖像法處理實驗數據，除了此法直觀、簡明和便于操作比較，使誤差在一定程度上得到降低或減少之外，它還可以將“第三個”物理量求解出來，并能夠通過圖像對產生誤差的原因進行分析，這也是為什么圖像法被稱為物理實驗不可或缺的有利工具的原因。如學生們在對“導體的電流和電壓之間的關系”進行探究時，通過實驗過程中得到的三組數據，學生們會對導體中電流和電壓，以及電阻和電流之間的定性關系有了初步理解，這時如果讓學生將三組數據通過平滑曲線與描點相結合的方法，在“直角坐標系”中繪制“I-U”“I-R”圖像，學生們就會得到兩個函數圖像（一個正比例、一個反比例），那么導體中電流和電壓，以及電流和電阻之間存在的定量關系就明確了。然后再將不同數據形成的不同，圖像進行對比，學生們就會發現，導體不同圖像中直線斜率也不同，那么“不同的導體存在不同的電阻”這樣的結論自然也會得出。這時教師再引導學生們思考：“假設將兩個電阻分別串聯和并聯，那么它們各自的‘I-U圖像會出現在哪個區域？”學生們在一邊觀察、一邊思考、一邊繪制中逐漸加深了對物理知識的了解。

三、物理過程描述中圖像法的應用

物理的抽象性和復雜性眾所周知，對于物理過程，如果簡單用文字進行描述，學生們理解起來比較有難度，所以有時候教師會通過圖像進行描述。相比之下，圖像顯然比文字更加直觀，而對于物理過程中的動態變化描述更形象，函數關系也更明確，通過文字和圖像兩者之間有機結合和巧妙轉化，學習難度就會大大降低。學生通過圖像對于物理變化過程的理解會更透徹，能避免一味死記硬背而無法融會貫通。圖像法能夠幫助學生養成從圖像中獲取有效信息的習慣，使物理學習變得輕松和簡捷。圖像法應用于物理過程的描述可分兩個層次，一是用物理圖像來表現物理過程，二是從物理圖像中進行物理過程的分析。所以物理繪圖是理解的關鍵，繪圖過程就是學生們理解和分析解題的過程。因此，物理教師要注意在日常教學中對學生繪圖的指導，如怎樣確定單位、符號和坐標軸，如何設定終點、起點等特殊點，怎樣用平滑曲線將各點進行連接，等等。可見，提高學生的物理繪圖能力是提高學生運用圖像解題的一種最直接且有效的方法。

總之，物理教材中很多知識點的記憶與理解都可以借助圖像法來完成。很多信息都可以通過物理圖像被學生所獲取，而如何準確找到并將這些信息為自己所用，是圖像法教學的關鍵。物理教師應該充分運用自己的智慧，在教學導入、實驗教學、物理過程的描述中，合理運用圖像法輔助教學，將最美的物理展現在學生們面前，讓他們感受物理魅力，發揚創新精神。

參考文獻：

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