讓物理躍然紙上

陳榮

【摘 要】在物理教學中，深刻感覺到學生在物理的學習中缺少畫圖意識，尤其是高一學生，一拿到題目就及著找公式，及著進行數學運算，這給學生的物理學習造成了很大的障礙。物理中的“理”表示了這是一門需要理解的學科，它來自于我們的生活卻又不同于客觀實際的事物，抽象、理想，要求學生有很好的思維分析能力，而畫圖正是一個強有力的輔助理解工具，形象、直觀、具體，很好地幫助學生理解掌握并運用物理知識。所以，教師要重視畫圖教學，從高一開始就應培養學生的畫圖分析能力。

【關鍵詞】畫圖分析；能力培養；圖形語言；抽象思維

一進入高中，物理就成了學生認為最難學的科目之一。難在哪里？學生說：上課老師講得都聽得懂，可自己做題時卻無從下手，公式、概念、規律都記得很好了也理解了，可一到解題又不知該如何運用。多年教書下來，我越來越覺得問題就在于許多學生在解決物理問題時只注重數學演算，缺少利用圖形分析問題的意識，不會畫圖思考，或者不知道從哪開始畫圖，畫些什么樣的圖形，嚴重影響了學習效果和學習效率。物理是一門需要理解的學科，而畫圖就是一種輔助理解的工具，從高一的運動過程描述、受力分析，到高二的電場線、磁場線的描述，都離不開“圖形語言”。因此，在高一教學中就開始培養學生畫圖分析能力是我們教師的重要任務。

一、為何“畫”——培養畫圖分析能力的重要性

1.物理學科的特點

物理是研究物質運動形式及其一般規律、物質的基本結構和物質間的相互作用的一門學科。它具有其它學科所不具備的特點：①物理學科與數學有著緊密的聯系，在許多的物理問題中都大量地應用了數學知識，比如平行四邊形法則的應用，粒子軌跡的判斷等，所以畫出圖形對于找出其中的幾何關系很關鍵。②物理是一門嚴密的理論科學，有著嚴謹的物理概念和物理規律，這些概念定律都是與一定的物理模型相聯系，而通過畫圖分析則有利于幫助學生形象地理解掌握，以至能達到知識的遷移。③物理是一門實驗學科，通過實驗得出規律、進行驗證，在此過程中，學生首先就需要對表象進行分析組合，從而能在腦中進行想象操作，畫圖思考就是進行這樣想象操作的一個非常重要的輔助手段和工具。

2.畫圖是物理解題中的一個重要工具

在物理的問題的解決過程中，一般經歷以下四個基本環節：審題——建構——求解——檢驗。其中的“建構”就是指物理情景的形成和建立的過程，就是把抽象的文字描述轉換成直觀的物理情景，畫圖就是完成這一過程的重要工具。通過畫圖，將客觀事物轉化為具有物理特征的圖形，通過對圖形的觀察分析來代替對實際物體的理解。同一個事物，同一個問題往往會有不同的表現形式，會組構成不同的物理問題，如何通過畫圖分析，將問題中的相關隱含信息提取出來用圖形表示出來，是進行清晰地分析和解決問題的關鍵所在。

所以，這個經常被學生甚至教師忽略的“畫圖”，對全面提高學生的思維能力、空間想象能力，提高學生思維的靈活性、變通性，具有重要的作用。

二、“畫”什么——畫圖分析能力在物理學習中的運用

1.“畫”概念規律

物理中的許多概念都是在形象的基礎上建立起來的，即使是抽象的概念也有物理模型。而物理規律的推導也要以清晰地圖形為基礎。因此，在概念和規律的教學中，要引導學生畫圖，將抽象的概念和形象的圖形結合起來，通過生動、鮮明的圖形，使學生建立豐富的印象，在此基礎上再來理解概念規律，會得到很好的學習效果。

φ例、平拋運動的規律，把平拋運動分解成水平方向的勻速運動和豎直方向的自由落體運動：

結合運動分解后的圖形，給學生以強烈的視覺效果，使學生一遇到有關平拋運動的問題時就能自然而然地在腦中反映出這張圖形，找到解題的思路。

2.“畫”受力情況

受力分析圖是高一力學學習的基本工具，引導學生明確受力分析的步驟，根據重力、支持力、摩擦力的分析順序畫出正確的受力分析圖，能促進學生對題意的理解，幫助學生快速準確地找到合外力，提高解題的效率。

例：理解變速圓周運動的合外力方向

若教師只是很簡單地告訴學生，變速圓周運動的合外力方向并不指向圓心，只有合外力的一個分力來提供向心力，就算分析得很詳細，告訴學生是因為重力的方向始終豎直向下導致的，但教師說得再多也只是“紙上談兵”，學生根本無法理解，而畫出受力分析圖后，不需要教師多講，學生自己就能理解，能很直觀地得出結論。“一圖勝千言”就是這個道理。

三、怎么“畫”——在教學中培養畫圖分析能力的建議

1.重視畫圖教學，讓學生認識到畫圖分析是成功解題關鍵性的一步

要培養學生的畫圖能力，首先教師要有清晰地認識，要重視畫圖教學。很多時候，教師往往習慣于語言這種單一的教學形式，尤其隨著教齡的增長，感覺很多規律似乎都很簡單，語言能說得清的地方，畫圖能省就省了，不善于畫圖，不注重對學生思維能力的培養，而忽略了學生的認知起點，高估了學生對事物的理解能力，導致學生在解題時只關注公式的選取與數學的運算，從而形成了學習上的障礙。因而，教師在教學的過程中要盡量地使用圖形這一直觀的教學形式，通過畫圖分析使得問題直觀化、簡單化，促進學生的理解和對知識的接受，讓學生感受到畫圖帶來的“視覺思維”在解題中的便利，從而逐漸形成畫圖在物理問題解決中起著重要作用的意識，慢慢培養學生的畫圖能力。

2.教師做好示范，規范畫圖，重視示意圖畫法的傳授和模仿

畫圖作為一種個體思考方法，可以有自己的個性表達，但同時畫圖也是信息表達交流的工具，這就要求畫圖應該有一定的約定和規范。在物理畫圖的應用中，有些畫法是明確的，比如受力分析圖，有明確的畫法要求還有作圖的步驟和順序；而有些畫法是不明確的，比如如何表示勻加速等運動狀態的變化過程。所以教師在教學中要有相對固定的表達方式，要明確各種圖的畫法和表達意義的統一，使學生能理解各自圖的含義。畫圖還要準確規范地使用物理符號和數學符號，能較全面地表達出題目中的信息。同時對題目的“翻譯”要全面，邊審題邊畫圖，把條件、關系、問題等在圖中標明，要做到看圖就能知道題目的主要內容。

教師在講解例題時要規范作圖分析的過程，準確畫圖，做好示范作用，在示范過程中要有耐心，要逐步地引導學生，從易到難，而不要包辦。尤其在指導學生解題時，往往不經意間就隨手畫出了草圖，學生看教師畫的圖似乎理解了，過后卻又不知道從何下手，這樣根本達不到能力培養的目的。

總之，物理離不開圖形，物理的學習就離不開畫圖。畫圖分析是解決物理問題的重要環節，是學生學習物理的一個基本素質，教師在教學過程中要不斷地進行引導、訓練學生，只有學會了通過畫圖來分析物理問題才算是真正進入了學習物理的狀態。從高一開始，重視、抓好畫圖分析能力的培養，教給學生學習物理的方法，讓學生不再“害怕”物理，是需要每一位物理教師不斷思考、探索的重要任務。

參考文獻：

[1]李新鄉，張軍朋.物理教學論北京科學出版社，2009.

[2]于克明.中學物理新思維.山東教育出版社，2002.