探析高中物理教學(xué)中圖像的“魅力”

1、<p>　　探析高中物理教學(xué)中圖像的“魅力”</p><p>　　(私立諸暨高級(jí)中學(xué)浙江 諸暨311800) </p><p>　　圖像作為物理獨(dú)特的三大語(yǔ)言之一，能夠以豐富和獨(dú)特的表征方式準(zhǔn)確的將物理世界和規(guī)律展示給我們，高中物理教學(xué)中圖像的運(yùn)用是處理物理問(wèn)題的一個(gè)重要的手段和有效方法.新課改以來(lái)，高中物理的教育教學(xué)更加注重學(xué)生利用物理知識(shí)處理實(shí)際問(wèn)題的能力，更加注重高中物理有

2、效課堂教學(xué)模式的構(gòu)建，本文筆者根據(jù)自身多年從事高中物理一線教學(xué)的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，以理論知識(shí)與實(shí)踐案例相結(jié)合的方式，從物理圖像在高中物理學(xué)科中的教育教學(xué)出發(fā)，闡述了物理圖像在處理實(shí)際問(wèn)題的獨(dú)特性、實(shí)用性和高效性，從而體現(xiàn)物理圖像的“魅力”所在，以饗讀者. </p><p>　　1高中物理圖像的教育價(jià)值和功能的體現(xiàn) </p><p>　　圖像已經(jīng)成為表達(dá)世界的一種方式，物理圖像卻以一種獨(dú)特的方式存在

3、于物理教學(xué)之中，物理圖像在高中物理學(xué)習(xí)中是必不可少的，發(fā)揮著獨(dú)特的教育功效.具體有如下兩個(gè)方面： </p><p>　　1.1物理圖像的有效運(yùn)用有助于促進(jìn)學(xué)生“視覺(jué)――空間”智力的發(fā)展 </p><p>　　人類(lèi)所從事的活動(dòng)中都呈現(xiàn)著視覺(jué)思維的影子，然而，視覺(jué)思維正是形成視覺(jué)――空間智力發(fā)展的重要基礎(chǔ).在高中物理的教育實(shí)踐中，鼓勵(lì)學(xué)生靈活運(yùn)用曲線圖和示意圖，這不僅起到介紹和理解物理概念和規(guī)

4、律的教育功能外還提供了學(xué)生學(xué)習(xí)與交流的另一個(gè)途徑，從而使學(xué)生的視覺(jué)思維得到進(jìn)一步發(fā)展和提高.例如：某雜技表演中，進(jìn)行獨(dú)立走鋼絲的表演，某人走到鋼絲的中點(diǎn)時(shí)，鋼絲中的張力是人重力的幾倍？處理本題時(shí)，根據(jù)題目的物理情境和在頭腦中的“視圖化”畫(huà)出示意圖，然后根據(jù)力的合成與分解與平衡相結(jié)合進(jìn)行處理，這一過(guò)程就是將一個(gè)物理情境和問(wèn)題轉(zhuǎn)化為物理圖像，然后利用物理圖像及數(shù)學(xué)幾何關(guān)系處理和解決問(wèn)題，本身也是提升“看、想、畫(huà)”能力不斷提升的一個(gè)過(guò)程，同時(shí)

5、學(xué)生的“視覺(jué)――空間”智力也得到了相對(duì)應(yīng)的有效發(fā)展和提高. </p><p>　　1.2物理圖像的有效運(yùn)用有利于提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維和審美情趣 </p><p>　　創(chuàng)造新知識(shí)、發(fā)現(xiàn)新規(guī)律和開(kāi)拓新領(lǐng)域的思維的活動(dòng)都可以說(shuō)是創(chuàng)造性思維，在高中物理學(xué)習(xí)中，一個(gè)物理問(wèn)題和物理習(xí)題的處理方式和方法的獨(dú)特和新穎都可以說(shuō)成是創(chuàng)造性思維的具體體現(xiàn)，物理圖像是為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性的解決問(wèn)題提供方向的一個(gè)獨(dú)特的

6、物理語(yǔ)言.抽象思維、形象思維和直覺(jué)思維構(gòu)成了物理的創(chuàng)造性思維，物理圖像的學(xué)習(xí)和運(yùn)用就經(jīng)歷了“形象――抽象――形象”的過(guò)程，同時(shí)也是發(fā)散和集中思維聯(lián)合運(yùn)用的辯證過(guò)程，可以說(shuō)，探究運(yùn)用物理圖像有效解決物理問(wèn)題的途徑和方式的過(guò)程就是一個(gè)創(chuàng)造性的活動(dòng)過(guò)程. </p><p>　　形象直觀的物理圖像作為一種有效的學(xué)習(xí)手段具有較強(qiáng)的表現(xiàn)力，邏輯思維與形象思維相結(jié)合下的物理圖像恰當(dāng)運(yùn)用有助于培養(yǎng)學(xué)生欣賞能力、創(chuàng)造能力和審美情趣

7、.例如：在《機(jī)械振動(dòng)》和《機(jī)械波》的學(xué)習(xí)中，簡(jiǎn)捷的直角坐標(biāo)系中描繪出一條條正弦或余弦曲線，這都呈現(xiàn)出美的圖畫(huà)，給人一種理性和簡(jiǎn)潔的美感，高中物理老師在黑板上畫(huà)圖和講解的配合過(guò)程其實(shí)就是將美的創(chuàng)作和生成過(guò)程展示給學(xué)生，給學(xué)生有力的感覺(jué)，這都是其他教學(xué)手段無(wú)法比擬的. </p><p>　　2高中物理圖像在物理課堂教學(xué)中功效的體現(xiàn) </p><p>　　形象、簡(jiǎn)潔、直觀的物理圖像作為一種特殊的

8、物理語(yǔ)言，在物理課堂教學(xué)中起到了重要的作用，物理圖像的合理利用，對(duì)于物理概念的理解、物理規(guī)律的建立和應(yīng)用都有較大的幫助. </p><p>　　2.1促成物理概念的透徹理解 </p><p>　　物理概念是反映了事物本質(zhì)特征的屬性，它來(lái)源于我們的日常生活和自然現(xiàn)象中，物理概念的準(zhǔn)確建立和理解是學(xué)好高中物理的關(guān)鍵之處，物理概念的學(xué)習(xí)是建立在直觀的基礎(chǔ)上的，物理圖像屬于四大直觀之一的圖形直觀，

9、這種形象、直觀、突出本質(zhì)的特點(diǎn)正符合高中學(xué)生的思維特點(diǎn)和習(xí)慣，也構(gòu)成了高中學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)習(xí)的主要的直觀來(lái)源.物理概念的有效建立離不開(kāi)物理圖像的恰當(dāng)運(yùn)用. </p><p>　　(1)抽象的物理概念在物理圖像的融入中變得形象化和具體化，利于概念的真正建立和理解.例如：在《力》的學(xué)習(xí)中，力的概念是基本的物理概念之一，學(xué)生在平時(shí)的日常生活中接觸到力的感性認(rèn)識(shí)是模糊的和不確定的，“物體之間的相互作用”是教材中給出的關(guān)于力

10、的定義，這樣的概念比較抽象，學(xué)生難于理解.力的圖示中利用帶有箭頭的有向線段來(lái)形象的表達(dá)力，線段的長(zhǎng)短表示力的大小，箭頭的方向表示力的方向，箭頭或箭尾表示力的作用點(diǎn)，這一措施使得力形象化和簡(jiǎn)易化，利于學(xué)生對(duì)力概念的理解，便于實(shí)際的操作. </p><p>　　(2)物理概念用物理圖像呈現(xiàn)，利于對(duì)物理概念本質(zhì)的透徹理解和掌握. </p><p>　　高中物理中像“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)和單擺”等這類(lèi)物理概念

11、都是以物理現(xiàn)象為前導(dǎo)，學(xué)生在處理這類(lèi)問(wèn)題時(shí)容易出錯(cuò)的關(guān)鍵在于沒(méi)有透過(guò)現(xiàn)象抓住概念的本質(zhì)，實(shí)踐證明，定義與物理圖像的有機(jī)結(jié)合，使得問(wèn)題的本質(zhì)清晰直觀的暴露在學(xué)生面前，從而能夠牢固的掌握和理解.例如：在學(xué)習(xí)《簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)》知識(shí)時(shí)，以彈簧振子為例對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征進(jìn)行探究，通常采取圖像與說(shuō)明相結(jié)合的方式進(jìn)行理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)內(nèi)涵.呈現(xiàn)簡(jiǎn)易的彈簧振子示意圖讓其儲(chǔ)存于學(xué)生的頭腦之中，如圖1所示，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)和多媒體技術(shù)模擬彈簧振子的運(yùn)動(dòng)，作出簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖

12、象(如圖2)，從而直觀的顯示彈簧振子的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)滿(mǎn)足正弦函數(shù)的變化規(guī)律，圖象中任意一點(diǎn)的切線斜率的正負(fù)表示振子在該時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方向的正負(fù).這樣文字講解和圖象的結(jié)合，使得簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的概念得到深刻的理解. </p><p>　　2.2提高物理規(guī)律學(xué)習(xí)的效率 </p><p>　　物理規(guī)律反映了事物之間內(nèi)在的本質(zhì)聯(lián)系，是物理課堂教學(xué)的核心，同時(shí)也是高中物理學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，實(shí)踐證明，物理圖像的靈活運(yùn)用

13、于物理規(guī)律的學(xué)習(xí)中，能夠提高學(xué)習(xí)的效率，往往會(huì)產(chǎn)生事半功倍的效果. </p><p>　　(1)復(fù)雜的物理過(guò)程在物理圖像的展示中變得形象化，抽象的物理規(guī)律由繁變簡(jiǎn)，由難變易 </p><p>　　通過(guò)對(duì)牛頓第一定律(一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)為止)的學(xué)習(xí)都了解該定律是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上運(yùn)用理論的合理分析推導(dǎo)而得出一條物理力學(xué)中的基本規(guī)律之

14、一，學(xué)生對(duì)于和日常生活經(jīng)驗(yàn)“相違背”的“總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)”難于理解，教材中提供了伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)，借助于物理圖像(如圖3)展示出這一變化和演變的過(guò)程，激發(fā)了學(xué)生的思維，抽象的規(guī)律在“圖”中變得顯而易見(jiàn). </p><p>　　(2)物理圖像可以將物理規(guī)律的本質(zhì)揭示出來(lái)，靈活運(yùn)用圖像可以將規(guī)律變得易于操作，便于理解記憶和利用 </p><p>　　豎直上拋是勻減速直線運(yùn)動(dòng)，自由落體是初

15、速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩者的加速度大小都為g，由于其特殊性的原因，受到許多命題專(zhuān)家們的青睞，在許多調(diào)研檢測(cè)中經(jīng)常遇到這類(lèi)知識(shí)的考查.若分解成兩個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)來(lái)處理比較繁瑣，若將其看成一個(gè)特殊的勻減速直線運(yùn)動(dòng)比較難于理解，特別是在這種情況下演變推導(dǎo)的公式較多，經(jīng)常給高一的新生帶來(lái)不小的麻煩，物理量的正負(fù)號(hào)混淆不清，有的學(xué)生甚至無(wú)從下手.然而，如果在基本規(guī)律掌握的基礎(chǔ)之上，利用v-t圖象(如圖4所示)來(lái)概括兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，非常形象的揭示了運(yùn)動(dòng)的

16、本質(zhì).根據(jù)圖象可以知道：初速度v0豎直上拋，經(jīng)過(guò)t0達(dá)到最高點(diǎn)即速度為零，然后反方向做自由落體運(yùn)動(dòng)t0后，速度為-v0，圖中陰影部分表示運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)加速度均為-g(取初速度v0方向?yàn)檎?. </p><p>　　在高中物理規(guī)律學(xué)習(xí)過(guò)程中，物理規(guī)律在物理圖像中表征出來(lái)是常有的一種比較行之有效的展示形式，例如：在牛頓第二定律、歐姆定律和帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等都存在這種現(xiàn)象. </p>

17、<p>　　總而言之，高中物理的學(xué)習(xí)離不開(kāi)圖像、照片、示意圖和曲線圖的運(yùn)用，實(shí)踐證明，這已經(jīng)是物理老師進(jìn)行物理教學(xué)和高中生學(xué)習(xí)的重要手段和形式，在物理學(xué)習(xí)和利用物理知識(shí)處理實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中起到了其他任何手段都無(wú)法替代的作用和效果，可以說(shuō)是“一圖抵千字”的功效，作為一線高中物理教師在平時(shí)的物理教育教學(xué)中，應(yīng)該注重物理圖像的恰當(dāng)運(yùn)用，讓物理圖像真實(shí)的“魅力”完全體現(xiàn)在新課改形勢(shì)下的高中物理課堂教學(xué)之中，從而提高課堂教學(xué)的效率