淺議圖景教學(xué)策略在高中力學(xué)中的運用

朱麗萍

摘 要：文章介紹了物理圖景的概念，特點，構(gòu)建物理圖景，以及圖景教學(xué)的三種方式，借助圖景教學(xué)將使物理問題更加形象直觀，更能反映出各物理量、物理狀態(tài)、物理過程之間的內(nèi)在聯(lián)系，也更能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，主動性，提高他們的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：物理圖景;物理模型;移植和變換

物理圖景，指物理學(xué)中依據(jù)有關(guān)的文字在頭腦中浮現(xiàn)的圖形，或經(jīng)過頭腦科學(xué)加工再造的圖形，或透過事物表象研究事物本質(zhì)的圖形，或經(jīng)過科學(xué)推理想象的各種情景，及物理學(xué)有關(guān)的所有動態(tài)的、靜態(tài)的圖形、畫面等。物理圖景是一種直觀，形象的物理表述，是教師在教學(xué)過程中把大量的文字描述進(jìn)行表達(dá)方式的轉(zhuǎn)換，畫出的幫助學(xué)生建立、分析解決物理問題的各種圖示。

一、 物理圖景包括

（1）物理情景圖（如物理課本中的插圖，生活中的場景，多媒體模擬展示的圖景），物理問題蘊含在圖景之中，或說明什么，或解釋原因，或探究什么，或給人啟示什么等。它一目了然，但包含的信息量大。學(xué)生能否解決這些問題，關(guān)鍵看能否把“孤立”的現(xiàn)象聯(lián)系起來，構(gòu)建相關(guān)圖景。

（2）物理過程、狀態(tài)示意圖（如靜止?fàn)顟B(tài)、勻速直線運動狀態(tài)）。物理問題常以文字形式呈現(xiàn)，文字是抽象的符號，學(xué)生能否快速地分析解決問題，主要取決于能否準(zhǔn)確地畫出物理過程，狀態(tài)示意圖。比如教師在講追擊相遇問題時，要抓住“一個條件，兩個關(guān)系”，其中兩個關(guān)系是時間關(guān)系和位移關(guān)系。那么位移關(guān)系的表述是通過畫過程圖找到兩物體位移之間的數(shù)量關(guān)系，是解題的突破口，正確的過程圖對幫助學(xué)生理解題意，啟迪思維大有裨益。

（3）經(jīng)過再加工處理的物理圖（如物體受力分析、力的圖示、力臂、力的分解、合成）就是由表及里對物理現(xiàn)象本質(zhì)的再認(rèn)識，使認(rèn)識、思維發(fā)生質(zhì)的飛躍，物理思維開始進(jìn)入“躍進(jìn)式”的發(fā)展階段。

（4）物理圖像（如x-t圖、v-t圖、a-t圖）。用圖像描述物理規(guī)律是物理學(xué)中常用的一種處理方法，物理圖像使學(xué)生邏輯思維具體化，形象化，是抽象思維和形象思維的載體，在學(xué)生分析物理現(xiàn)象的變化過程中有非常重要的作用。

比如在講到直線運動時，教師經(jīng)常要借助v-t圖，即速度時間關(guān)系圖，它是描述運動物體速度隨時間變化的規(guī)律，教師需要從圖像上的軸、點、線、面、斜率、截距等方面來理解其的物理意義。橫軸表示時間，縱軸表示速度;點表示某時刻質(zhì)點的速度;線表示一段時間內(nèi)質(zhì)點速度的變化情況;面表示圖線與橫軸所圍的面積，這個面積可以表示在某段時間內(nèi)質(zhì)點發(fā)生的位移;斜率表示質(zhì)點運動的加速度;縱截距表示質(zhì)點的初速度;交點表示兩質(zhì)點在此時刻速度相同。

物理圖景，是在人們認(rèn)識物理模型時，對之有關(guān)的物理背景與相關(guān)思維活動疊加后的心理印象。有人說模型是一種可以用來解釋物理性質(zhì)、行為的心智圖畫。因此教師在物理教學(xué)中借助物理圖景，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力，創(chuàng)造能力，空間想象能力，提高學(xué)生的解題能力，給教師的物理教學(xué)提供了一種有效的教學(xué)方法。

二、 物理圖景的特點

（一）形象性

物理圖景是物理教學(xué)中的一種表達(dá)形式，具有形象性的特征。現(xiàn)代腦科學(xué)研究顯示，人的左半腦主管抽象思維，右半腦主管形象思維。在物理解題過程中，利用人的左右半腦的功能不同，把解題分成以下三個過程：

1. 通過審題，分析題意，明確問題情景，提取存儲在右半腦的形象材料，畫出示意圖，受力圖，狀態(tài)圖等，進(jìn)行邏輯思維，建構(gòu)物理模型，形成正確清晰的物理圖景。

2. 啟發(fā)學(xué)生活化建構(gòu)的物理模型，提取左半腦的抽象材料，進(jìn)行分析，比較，綜合，概括等思維加工，正確選擇物理定律，公式，圖像，將物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題。

3. 引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具，通過歸納，演繹，計算，討論得出定量的正確的結(jié)論。

在物理教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生運用物理圖像進(jìn)行形象思維，強(qiáng)化訓(xùn)練學(xué)生將抽象問題形象化。

（二）創(chuàng)造性

物理圖景思維的基本形式是表象、直觀和想象。想象是人腦對己有表象進(jìn)行加工、改造，產(chǎn)生新形象的過程，它具有創(chuàng)造性的特點。物理圖景的創(chuàng)造性主要表現(xiàn)在兩個方面。

第一是，移植和變換物理模型。教師在高中階段如果抓住物理模型問題的主要方面，忽略次要因素，建立物理模型，將其移植和變換，既有利于培養(yǎng)學(xué)生抓住關(guān)鍵，突破難點，把握知識的整體結(jié)構(gòu)，建立物理圖景，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。

第二是，改組物理模型。有些物理問題，在弄清了過程或圖景的基礎(chǔ)上，將問題進(jìn)行改組，把不熟悉的模型改組為熟悉的模型，把復(fù)雜的模型改組為簡單的模型，從而進(jìn)行求解。

（三）動態(tài)性

學(xué)生往往因為物理過程的復(fù)雜性，動態(tài)性，而不能在頭腦中想象出正確的物理圖景，物理教學(xué)中教師就要做好引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真審題。首先要讓學(xué)生弄清研究對象的變化過程，建構(gòu)各個瞬時狀態(tài)圖景;然后要建構(gòu)整個物理過程的動態(tài)圖景，接下來就可以順理成章的求解了;最后，要注意加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力，使學(xué)生最終能夠從靜態(tài)圖中構(gòu)建出動態(tài)的物理圖景，從動態(tài)物理圖景中能看到瞬時的狀態(tài)圖景。

構(gòu)建物理圖景的三個過程：

（一）認(rèn)真審題，抽出本質(zhì)特征

構(gòu)建物理圖景首先必須對問題情景中各信息進(jìn)行認(rèn)真的分析、排除干擾因子，挖出隱含條件，忽略次要因素，抽出本質(zhì)特征。

（二）還原物理模型，參與圖景構(gòu)建

把從一個具體的問題情景中抽象出來的事物的本質(zhì)特征，與研究者頭腦中己有的物理模型的形象進(jìn)行比較或類比，從中選出恰當(dāng)?shù)哪Ｐ蛠肀碚鬟@些事物，使它們能以典型的形象參與圖景構(gòu)建。

（三）合理想象，建立圖景

通過合理想象，從問題情景的描述中教師可以直接想象出物理表象，絕大多數(shù)情況下，教師還需要借助于抽象分析，才能確定物體的相互關(guān)系、運動過程和變化趨勢，由此才能進(jìn)行形象思維的想象，建立起三維的、動態(tài)的物理圖景。