物理圖像在教學中的活用

摘要：物理圖像是形象描述物理過程和物理規律的有利工具，也是解決物理問題的一種手段。物理圖像有助于理解、掌握物理概念和規律，有助于提高學生分析和解決物理問題的能力，有助于培養他們數理結合、形象思維、科學表達物理規律、靈活處理物理問題的能力。

本論文重點研究如何讓學生理解物理圖像的涵義以及運用物理圖像解決實際問題，使學生更為直觀的認識物理過程和物理現象；同時研究了在實際中學物理教學中怎樣結合所教授的內容及是問題做出直觀的物理示意圖；教師在教學中怎樣才能夠更為靈活的運用圖像去講解課本相對抽象的知識點。這對中學物理教學具有非常實際的意義……

關鍵詞：物理圖像 中學物理教學 物理問題

物理學是研究物質最普遍運動規律的科學，物理教學就是向學生傳授這門學科的基礎知識、啟發學生的思維、使學生在頭腦中建立客觀世界的物理圖像，也就是對研究對象的物理過程、物理狀態提供一個理想化的物理模型，然后解決生產生活中的實際問題，這是教學的最終目的。而解決問題的方法往往是把實際問題轉化成理想化的物理模型，然后求解。如理想杠桿、絕對黑體等。由此可見，在學生的頭腦中建立客觀世界的物理圖像，善于把實際問題轉化為理想模型，對學生是非常重要的[1]。在中學物理教學中，圖像的作用主要表現在以下幾方面：①）應用函數圖像可以驗證和研究某些物理規律；②已知物理公式畫出函數圖像，通過圖像與公式的有機結合更深入地分析物理過程，掌握物理規律；③根據實驗數據繪制函數圖像，通過分析圖像去探索、總結物理規律，并由圖像的性質、特點解答問題[3、4]。

一、物理圖像的認知

（1）物理圖像的涵義。圖像是一種幾何圖形，但物理圖像是表達物理規律或反映物理過程的，必賦予其一定的物理意義。因此，在進行圖像教學時，首先要教育學生從認識和理解圖像的物理意義入手，即首先學會識圖。想要理解物理圖像所表達的內容，就需要明白物理圖像最基本的組成部分——坐標軸。坐標軸分別代表的是哪個物理量，而后再觀察圖線的形狀，從而了解這兩個量之間的關系，即了解圖像的物理意義是什么，從而達到理解圖像所表達的物理規律或物理過程的目的。

（2）數形結合作出物理圖像。數學是一門抽象的科學，數學中函數的坐標、虛線、符號、斜率及圖線下方曲邊梯形的面積沒有具體的含義。而在物理圖像中都已賦予具體的物理內容，包含了一定的物理意義、物理圖像具有表達物理規律的深刻含義而區別于數學的一般圖像。因此，在研究物理圖像時，即要與數學形式相聯系，加速認識、理解過程，又要特別注意圖像所包含的物理內容.在中學物理中常用的圖像都是平面直角坐標系描述的圖像，在應用圖像分析問題時，應注意以下幾點：①分清兩個坐標軸所代表的物理量及單位，并注意坐標原點是否從零開始。②圖像上的每一點都對應著兩個數據，沿圖像上各點移動，反應著一個量隨另一量變化的函數關系，因此也可以用一代數方程表示。③過圖像上任一點的斜率，反映了該點處一個量隨另一個量變化的變化率。

二、教學中靈活應用圖像

（1）物理教學中的圖像法及其歷史地位。1637年，笛卡兒發表了《方法論講演集》，他的幾何學理論是以兩個觀念為基礎的，即坐標法與把帶有兩個未知數的任意代數方程視為平面上的一條曲線，他把描述運動的函數關系與曲線問題相結臺。這樣，點的運動就表現為兩個變量間的對應關系，他的基本思想就是幾何方法與代數方程的互為溝通，解決數和形的結合。

笛卡兒創立的數學理論是抽象的，而真正第一個用坐標來研究物理定律的是伽利略，他賦予坐標方法以真實的含義，產生了實用的價值。伽利略從研究物體運動規律開始，大力倡導用物理圖像法描述物體的運動。

伽利略發現了拋出去的石塊沿著拋物線軌道飛行，并將精密的實驗測量與嚴格的數學分析相結合，成功地描述了物體自由下落的規律。更為可貴的是伽利略在物理學上第一個用坐標表示物理量并用來研究物體運動規律。

自然科學史上杰出人物牛頓建立力學體系，率先對圖像理論進行了系統整理。牛頓不僅是物理學家，而且也是數學家。在牛頓的著作中多次使用了坐標和正確地運用了縱、橫軸，并利用歐氏幾何為工具，建立了力學體系，奠定了動力學基礎牛頓發明了微積分，是第一個大量運用數學方法包括函數圖像法來系統地整理物理理論、定律、公式的創始人。

圖像法不僅在科學發展與科學認識中產生了很大的推動作用，同樣在中學物理教學中占有重要的地位。

（2）物理圖像的靈活應用。①運用圖像認識物理規律及概念一些抽象的物理概念和規律的教學，若從數形結合的思想觀點出發，恰當地引入物理圖像，則可變抽象為形象、化虛幻為直觀，便于突破難點疑點。②運用圖像解決物理問題。利用物理圖像解決物理問題，其優點一是能形象直觀地表達許多物理過程和規律，形象反映兩個物理量間的依存關系、變化規律；二是利用圖像分析物理問題，思路清晰，分析過程巧妙，靈活。

本文從物理圖像的認知及在教學中靈活應用圖像兩個大的方面入手，詳細的分析了物理圖像的涵義以及怎樣數形結合做出物理圖像；在簡單的闡述了物理教學中的圖像法及其歷史地位以后，著重的探討靈活運用物理圖像，就怎樣認識物理規律及概念、分析物理過程、解決物理問題以習題為例進行了研究。可以發現在新課程標準下的當今物理教學中，靈活的運用物理圖像更能體現課程改革的方向，能夠發散學生的思維，打破固定的知識邏輯結構，對于物理教學的發展有著非常重要的作用。

參考文獻

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