高中物理教學中圖像法的應用

羅科

【關鍵字】圖像法;高中物理;教學;函數圖像;問題解答方法

高中的物理知識點相對繁雜，一些知識點也比較抽象，在實際求解過程中方法也相對繁雜，實際求解過程具有相當的難度，使得學生們對物理知識點的掌握以及物理習題的實際求解并沒有什么興趣，但通過函數圖像卻可以把抽象性的物理現象生動的表現出來，為了促進學生對物理現象的進一步認識，并提高題目質量，本篇文章對函數圖像求解方法做了比較簡單的闡述，并就數學函數圖象在高中物理求解中的實際運用加以了研究與探索。

一、圖像法在高中物理課堂教學中的運用現狀

對高中的物理課程而言，學生利用圖象法來解題已經司空見慣。雖然不少老師都對利用圖象法解題習以為常，但對圖象教學的意義卻缺乏充分的關注。一方面，由于不少老師在授課時關于圖象法的應用都缺乏全面系統(tǒng)的介紹，因此學生也不知怎樣利用圖象法解題;另一方面，在教學上老師也不能指導學生利用圖象法來解題，因此不少學生的作圖意識并不強，或者不會作圖，也無法將物理問題形象化、可視化，在面臨大量圖形類題目時缺乏解題思路。物理學習教育過程中往往偏重于學生利用抽象思維開展解題練習，由于老師把精簡后的物理模型直接提交給學生，學生往往沒有對問題的具體研究與思索過程，只能機械地應用物理知識和有關的數學計算問題，當面臨實際難題時學生也往往不知怎么下手。所以，高中物理教育要重視圖形教育，老師幫助學生學會畫示意圖、函數圖形法等最基本的繪圖方法，使他們通過繪圖來找到實際問題的根源，從而逐步減小思考困難度，把抽象出的實際問題逐步具體化、形象化，學生從而逐漸熟悉圖形法的具體使用過程，從而提升了物理教育學習效果。

二、圖形法在高校物理課堂教學中的運用方法

結合圖像將物理知識和物理過程直觀化

圖片可以直觀地表達物理現象的演變過程以及物理學知識的形成發(fā)展過程，在物理課堂教學中，老師要針對物理學知識的特征，把物理條件間的關聯轉換為圖形間的關聯，使學生直觀地看到其轉變過程，從而建立對物理學知識的正確認識，進而更深入地了解，在解題時可以把物理學知識和圖形間聯系起來，通過準確描繪并表現物理條件間的關聯，在學生思維中形成物理形象，并以此推動思維過程，通過尋找由感性思維到抽象思維的過渡點與結合點，準確把握物理學條件的特點，從而取得事零點五功倍的教學效果。因此，在掌握物體運動過程時，必須利用圖像來表現運動軌跡，使學習者形象地記住物理變化。

三 數學函數圖像在高中物理解法中的運用

3.1函數圖像在運動學方面的應用

函數圖象的表現形式也有許多，有的圖形是具有某種規(guī)律性的，如一次函數圖，其與坐標軸所圍成的面積就比較易于得到，包括傾斜度、截差和交點位置等的難題求解過程也就非常簡便了，而這些圖形則只適合于比較簡單的移動難題，如勻速直線運動的位置與速度關系的求解等，而這種移動難題就可以利用某些基本的物理公式加以求解，而對于某些比較繁雜的移動難題，如勻變速運動以及某些無規(guī)律運動的問題求解也就比較麻煩了，但把問題轉化在函數圖象上就可以縮短思考過程，使移動難題的求解過程變得更加簡單。

例子4：一條長度質地一致的長鏈，長度為L，質地為m，現用手指摁住并保持，其一部分懸垂式在桌子下面，松口后這個供應鏈條開始下降，求重量在整個供應鏈條全部脫離桌子的進程中所作的作用？最常見的思路，一般來說是通過對重量的功大于重力勢能的變化量的等效法解決問題，但在解決問題的進程中也會關系到零勢力面的選擇，供應鏈條的等效質量問題求解，對中心位移的考慮包括從中心位移到零勢力面上的間距等的確定，而這種關系中只要有一點兒疏漏或者沒有理明白，也會錯誤。這時候如果說學生已經具有舉一反三應的基本素質，運用圖像法計算變力做功的方式則能夠更有效解決這種實際問題。

3.2函數圖像在電學方面的應用

在電學方面也存在著多種形式的圖象，包括了U-I圖象、I-I圖象乃至I-R圖象等，利用圖象可以解決電阻值、電功率或者電流等物理學量，通常，一次中函數圖象的相關量比較易于獲得，但多函或者其他各種方程中的物理學量計算起來就相對麻煩，因此函數圖象可以適當地把問題加以優(yōu)化，從而豐富了求解方法。

3.3函數圖像在力學方面的應用

在力學問題的求解中，數學方程圖象不但能夠使抽象的過程更加直接而生動，在整個過程中受力的變化規(guī)律也可以變得更加清晰，用函數圖象處理力學問題不但可以使求解過程變得更加迅速，而且還可以盡量避免較為繁瑣的計算步驟，在使用函數圖象處理力學問題的過程中，首先就需要對橫向縱坐標做出更加清晰的了解，從而判斷圖形究竟是力隨時間的變化圖形或是力隨位置的變化圖形，進而確定方程圖象的橫向縱坐標位置、方向以及斜率與橫截距的具體含義，當作對于運動中的力量進行無規(guī)律變換后，關于受力的變化作功問題求解就會相當麻煩，對于一些難題也沒有方法分階段的解決，但使用F-t或F-s函數圖象，還可以求解面積解決了變力做功問題的難題，將求解問題實現了一定的簡單化，也使抽象性的問題看起來更為形象生動。

（四）結合圖像的物理學定義與物理學定律

在關于物理概念、物理定理的基礎教育中，僅僅用文字加以說明常常顯得比較單調，而使用的直接教材也常常不夠深入，但由于使用模量圖就能夠使學習者比較深入地研究概念和定理中的物理學發(fā)展現象，并循序漸進地分析定義與定律之間的演繹過程，這也能夠有助于學習者建立關于物理學定義與物理定律之間的理性認識，從而便于學習者掌握。因此，我們在掌握電荷技術特性時，也可透過畫出電場線圖來幫助學生認識，而通過觀察圖像，我們也能夠在實踐中總結出相關的技術性質，從而形成了對這一物理學定律的個人認識。

（五）利用圖像輔助數據處理

在物理化學實驗中，往往要求記錄下大量的試驗數據，而運用圖法來處理試驗數據能夠把繁雜、繁瑣的數據處理構建為一種系統(tǒng)的變化過程，進而有助于學習者了解數值間的關聯，從而形成清晰的思維并進行分析總結。比如通過"用電流表和電壓表測電池的電動勢和內阻"這一試驗方法，可把試驗數值直接顯示在圖片中，并使用圖片中的圖線傾斜度、圖線方向和縱坐標上的截距來描述各種物理數值變化規(guī)律，這樣就能夠通過物象挖掘其中的物理學知識，比較快捷地處物理數值，求出實驗中所需要的物理量。

（六）利用圖像解決實際問題

物理學也是一個和現實生活密切聯系的課程，在教授物理課程時，老師們能夠運用圖片來建立物理學問題的實際模式，把現實提問轉變?yōu)榫唧w的圖像，從而簡化了提問的分類與處理流程。因此，在動態(tài)平衡提問中，可采用繪出圖形的方式，來對提問中的物質平衡進行受力分析，以探究在動態(tài)平衡過程中物質的狀態(tài)變化規(guī)律，并對物質平衡受力變化的具體狀況在圖形中加以仔細分析，或者根據平衡受力變化中的圖形特點來分析平衡受力變化在方面和程度上的改變等。在處理實際提問的過程中，圖形并不僅僅是一個方式和手段，是一個主要的思考方法，通過觀察和解析圖形，就能夠通過綜合地分析各種變量，以完全不一樣的角度來考慮提問、解決。

綜上所述，圖像中不但存在直觀性和形象具體，并且存在著很高的概括性，有助于學生構建形體到抽象的有機緊密聯系，進而有助于學生掌握物理概念和物理現象。作為物理老師，應在課堂中培養(yǎng)圖形教育的意識，并通過示范作用幫助學生學會利用圖形法來分析問題、解決問題，從而進一步改善學生物理解題過程，從而提升物理的學習效果。

參考文獻：

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