高中物理教學過程中學生讀圖能力的培養

◎ 鄭 茂

一、圖像在高中物理學科中的重要性

初中階段學生物理的學習主要是掌握一些基本的公式定理，且知識的應用較為簡單。進入高中階段，物理學科不再是記憶公式那么簡單，學生需要在掌握大量基礎知識的前提下，實現知識點的靈活應用。在解決題目的過程中，圖像是一個十分方便且有效的工具。一方面，學生學習到的文字性知識可以從圖像上直觀清楚地看到其變化的規律；另一方面，學生在解決實際的問題過程中，借助圖像可以實現問題簡單化和模型化，能夠在圖像上呈現實際物體的運動過程與運動軌跡，進而學生能夠運用所學知識求解出其運動參數。也就是說，在高中物理的學習和教學過程中，不管是學生還是教師，都要緊密結合圖像進行學習與交流。對于學生而言，在學習和理解物理知識點的過程中結合圖像，能夠快速地實現知識點的深入理解與分析，在解決實際問題的過程中運用圖像又能夠將問題的難度大大簡化。這對于學生物理知識的積累與解題能力的訓練都有十分顯著的作用。對于教師而言，在教學過程中帶領學生學習如何將自己學習到的文字性知識對應在圖像上，能夠讓學生真正深入理解每一個物理量，以及物理過程中的變化，知道電子在磁場中的運動軌跡，了解物體的運動速度和時間的變化關系等等。這也是學生提升自己學科素養的關鍵一步，只有學生真正明白每一個物理量具有的深層含義，才能夠快速地將這些量對應在圖像上，才能夠更多地從圖像上獲取自己所需的信息。

二、高中階段幫助學生培養讀圖能力的可行性措施

由前面的論述我們可以看出，在高中物理學習過程中，學生需要結合圖像對每一個知識點進行深入理解，在這個過程中積累讀圖的經驗和技巧，并能夠在解決實際問題的過程中巧妙地利用圖像把自己的問題簡化，這就是高中物理教師在教學過程中需要做到的。

1.新課教學過程中讓學生自己動手畫圖

剛剛接觸高中物理學習的學生，讀圖識圖的能力較為薄弱，學生一般不能從教師所給的圖像上提取出有效信息。這時候，教師如果讓他們直接讀圖并不能達到很好的效果。在這一階段，教師可以讓學生自己動手畫一些較為簡單的圖像，在這個過程中體會一個完整的趨勢圖需要具備哪些因素，自己在畫的過程中考慮到了哪些問題。例如在學習完運動規律的基本知識之后，教師就可以讓學生根據自己已有的數學知識嘗試把各個運動學關系式的圖像畫出來。例如速度關系v=v0+at，首先需要確認這個關系式的自變量和因變量是什么，這也對應著圖像上的橫坐標與縱坐標。顯然，這個公式中，自變量是t，也就是圖像上的橫坐標，因變量是速度v，也就是縱坐標。接著需要觀察這兩個變量之間的關系是不是我們曾經接觸過的數學模型，這個公式很明顯屬于一次函數模型，在圖像上應該是一條直線，這條直線的斜率是加速度a，截距是初速度v0。明確了圖像上的各個關鍵點之后，教師就可以讓學生將這些信息都畫在圖上，首先構建坐標系，結合找到截距的點，再根據加速度a的正負來判斷直線的走向。如果a大于零，那么直線就是向上，反之則直線向下。在構建完這個簡單的運動學圖像之后，教師可以讓學生根據自己剛才的經驗，繼續把速度位移圖像、位移時間圖像畫出來，在作圖的過程中也需要像剛才一樣，從辨別哪一個是自變量哪一個是因變量出發。

只有學生經過這樣自己構建圖像的過程，才能夠深入理解每一個物理量所代表的含義，以及在作圖過程中需要考慮到哪些信息。那么接下來在解題過程中，他們遇到類似的圖像，就能夠更加直接地知道應該看圖像的哪一部分獲取自己所需的信息，例如從橫縱坐標可以直接得知自變量因變量，從斜率的正負可以知道該物理的相關信息等等。

2.明確圖像上所代表物理量的含義

在嘗試構建圖像之后，學生能夠基本了解在一個完整的圖像中所包含的部分有哪些，以及自己在讀取信息的過程中應該主要從哪幾個方面入手。這時候，教師應該讓學生在平時的學習過程中多接觸一些物理學上常見的關系圖像，并學習怎樣在得到基本信息的基礎上來挖掘更加深層次的含義。例如運動學關系中，速度時間圖線與橫坐標所圍成的面積代表的是物體在這一時間段內的位移，該圖像位于x軸上還是下則表達了位移的方向是正方向還是負方向。受力分析圖中一些基本的力，如重力、彈力、摩擦力等等，還有在能量分析過程中傳送帶的問題，在求解物體在傳送帶上的相對位移的時候圖像是最為有利的工具，學生首先需要根據所給條件判斷出二者之間是否存在相對滑動，以及滑動的位移等等。這些都需要在平時的學習過程中，教師帶領學生明確每一個物理量的含義，學生才能夠在解決題目的時候明確每一個物理量在圖中對應的點在哪里，才能更加靈活地加以運用。在平時新課教學中，教師也依然要讓學生根據已有關系式多練習一些圖像的繪制，一步步發現并記憶一些基本的關系。

總之，在高中階段的物理教學過程中，不管是新課教學還是解答題目，教師都需要帶領學生靈活運用圖像，深入分析圖像，在圖像上得到最為有利的信息，并幫助學生更加快速高效地解決物理問題。只有這樣，學生才算是真正學懂了物理，掌握了物理學科的精髓，提升了學科素養與綜合能力。