高中物理教学中的图像教学法

【摘 要 】为了让高中物理教学更加通俗易懂,在教学中可以应用图像教学法,本文就物理图像的分类及应用进行了介绍,并就如何将图像教学法应用到物理教学中进行了探讨.

【关 键 词 】物理教学 图像法

一、高中物理图像法教学的重要性

高中物理相对于初中物理来说专业性和知识性更强,并且与其他学科有密切的联系,高考中的一项重要能力就是利用数学知识解决物理问题的能力.高考要求加强联系实际,加强数形结合,有些规律要通过学生自己理解、总结,有些规律与生活中的现象相悖,着重学生各方面能力的培养.高中学生必须由形象思维上升到抽象思维,提高思维深度.高中教材将具体的实物抽象为理想的模型,比如质点、点电荷、小球、小物块等.通过研究这些理想模型的运动来总结规律.为了学生能适应高中物理的学习,在高中教材里附了很多实物和图像.因此,高中物理教学过程中应学会图像法的运用.

二、 物理图像的分类

整个高中教材中有很多不同类型的图像,（1）按图像所属内容分：力学中主要有位移-时间图像（s-t图像）、速度-时间图像（v-t图像）、振动图像（x-t图像）、波的图像（y-x图像）等,电学中的电场线分布图、磁感线分布图、等势面分布图、交流电图像等.实验中也涉及到不少图像,如用伏安法测电阻时要画出I-U图像,测电源电动势和内阻时要画出U-I图像,用单摆测重力加速度时要画出T2-L图像等；有些图像是教材中未曾出现过的,如力学中的F-t图像、电磁感应中的-t图像、I-t图像、E-t图像、I-x图像、E-x图像等.（2）按图形形状的不同可分为：①直线型：如匀速直线运动的s-t图像、匀变速直线运动的v-t图像、定值电阻的U-I图像等.②正弦曲线型：如简谐振动的x-t图像、简谐波的y-x图像、正弦式交变电流的e-t图像、正弦式震荡电流的i-t图像以及电荷量q-t图像等.（3）其他型：如共振曲线A-f图像、分子力与分子间距离的f-r图像、小灯泡的伏安特性曲线图像等.

三、物理图像的应用

物理图像是通过在直角坐标系中表示两个相关物理量之间关系的函数图线,直观、形象、概括地反映某两个相关物理量之间的关系,从而将一些用数学解析式或文字无法表达或表达不清的物理现象、物理过程、物理状态、物理规律呈现出来.它既是形象思维和抽象思维综合交融的载体,又是训练学生绘图、识图、用图分析以及提升物理思维品质的有效手段.《考试大纲》也明确要求考生具有阅读图像、描述图像、运用图像解决问题的能力.结合高中阶段的实际问题,物理图像有以下具体应用：

1. 利用图像解题可使解题过程更简化,思路更清晰

用图像法解物理题不但迅速、直观,还可以避免复杂的运算过程.起到比解析法更巧妙、更灵活的独特效果.甚至在有些情况下运用解析法可能无能为力,但运用图像法则使你豁然开朗,比如求解变力分析中的极值问题等.

2. 利用图像描述物理过程更直观

图像具有直观、形象等特点,它可以直观地把自变量和因变量的依赖关系表达出来,因而是解决物理问题不可或缺的方法.利用图像可以比较直观地观察出物理过程的动态特征.

3、 利用物理图像分析物理实验

在实验的操作与处理过程中,学生在分析实验数据时,往往为找不到合适的方法而愁眉不展,有时会被一些繁杂的运算和大大小小的实验误差所难倒,从而难以归纳出正确的结论,而图像法的适时、巧妙运用却能很好地解决上述问题.运用图像处理实验数据是物理实验中常用的一种方法,这是因为它除了具有简明、直观、便于比较和减少偶然误差的特点外,还可以由图像求解第三个相关物理量,尤其是无法从实验中直接得到的结论.

图像法能直观、形象的简化物理过程,是快速解题的一种有效方法,但如何让学生掌握这种行之有效的方法、提高学生运用图象的能力是教师在教学中应该注意的问题.

四、如何将图像法应用于物理教学中

1.将图象法渗透到教学内容中

高中物理教学过程中如果教学内容可以联系到图象或者图像法能更加有效的诠释物理知识,教师应该做好相关内容的传授.

首先,教师在平时的教学中要把对物理概念、规律、过程等的教学图象化,这样通过平时教学的潜移默化让学生对图象有个较扎实、深刻的理解.

其次,教师在教学内容讲解时要做到“三讲”即：讲清、讲全、讲透.其中,讲清——图象的横纵坐标,物理意义清晰.讲全——图象所隐含的物理信息讲解全面,例如：图象中的交点、拐点、斜率、面积等分别讲解.讲透——讲解图象时要把之前学过的类似图象一一例举,让学生加以分析、比较其中的区别和共同之处,加深学对图象的理解,避免相关知识的混淆.例如在讲解v-t图象时教师就应该把之前的位移时间（x-t）图象联系起来进行对比讲解.

2.挖掘图象与物理过程的联系

在讲解物理过程时教师要培养学生运用图象的能力,教会学生准确理解相应的物理过程在图象中的表示方法,例如：物体从起点运动到终点时的位移可以用v-t图象的面积表示,电源的内阻r可以用U-I图象的斜率表示等等.

教师还要引导学生认真分析、理解图象的内涵和外延,使对复杂过程的抽象理解转化为清晰、直观的图象认识,使得学生的思路更加清晰、巧妙、灵活.例如：变力做功、非匀变速运动、求解交流电的有效值等过程我们都可以用图象法表示出来.

另外,在教学中应注意方法,让学生更容易理解.比如在讲授匀速运动的时间位移图像时,有些学生由于没有很好地掌握位移的概念,又不结合实际分析,轻易地把该图像理解为物体的运动轨迹.也有少数学生读不懂这类图像,在数学中这是很简单的直角坐标和正比例函数关系,在此有必要对比着讲解.又如讲振动图像时,也有学生把图像与振子的轨迹混淆,振子的振动过程分析不清.学习了波形图后,如果学生自己不理解两类图像的含义,要分清楚振动图像和波形图并不容易.波动看前,振动看后,这些细节之处看起来不重要,然而这是培养学生分析问题、应用数学手段处理问题的能力和提高思维能力的最佳例子.实际上解决物理问题关键在于构建物理模型,将实物和文字表述用理想模型和图像表示出来.学生要做到这点,要靠平时多看、多练.同时也要求教师在课堂上多示范.

五、总结

利用图像解决物理问题,能开拓思路,提高解题能力.并且应用图像法解决物理问题并非要削弱解析法的应用.在物理教学中应提倡解析法与图像法的有机结合.两种形式之间是可以相互补充、相互转化的,数缺形时少直观；形少数时难入微.总之图像法是解决物理问题的一种重要手段,教师在平时的教学中要善于培养学生识图、建图、用图的能力,努力提高学生的基本素质.