提高學生綜合素質的有效方法

曾烏果

【摘 要】圖象是描述物理過程、展現物理規律、揭示物理問題線索的重要方法。利用圖象解決物理問題的方法稱之為圖象法，又稱之為數形結合的方法。是學生學好物理的重要手段和有效方法，可大大提高學生學習效率。

【關鍵詞】巧用；圖象法

眾所周知，高考理綜試卷歷來是社會的敏感話題，而物理在理科綜合300分中占了120分，歷來是理綜難易程度的方向標。縱觀近幾年物理高考試卷，與圖象有關的試題，無論在選擇題還是在實驗、表述或綜合測試中都是必不可少的，且有增長的趨勢。已成為歷屆高考考查的熱點，大約占總分的13%。高考考綱明確指出，考生能運用幾何圖形、函數圖像進行表達、分析。因此要求學生能做到三會：①會識圖：認識圖象，理解圖象的物理意義；②會做圖：依據物理現象、物理過程、物理規律作出圖象，且能對圖象變形或轉換；③會用圖：能用圖象分析實驗，用圖象描述復雜的物理過程，用圖象法來解決物理問題。因此是否靈活應用圖象法已成為衡量一個學生綜合素質高底的標準。

一、學生運用圖象法解題應注意下列問題

（1）在函數關系中強調要看清坐標軸的名稱，特別注意單位是否使用國際單位，明確圖象的含意。物理圖象直接反映的是坐標軸所表示的兩個物理量之間的函數關系，坐標軸不同，圖象所表達的物理意義也就不相同，因此在識別圖象時首先確定圖象坐標軸的名稱，弄清楚坐標軸所表達的是什么物理量，注意圖象坐標是否從原點零開始，坐標軸中單位與國際單位之間的關系及它們間的對應換算關系。

圖1

（2）在坐標軸上獲取已知量。獲取已知量的方法一般有兩個，一個是找圖線上點所對應的坐標值，這一般要通過圖線上點的坐標線（通常用虛線表示）來確定。二是分析研究圖線在兩個坐標軸上的截距來獲得，而圖線在坐標軸上的載距往往還具有特殊意義，因此分析圖象上的截距，會對解題產生突破性的作用。如圖1所示，甲、乙兩個物體由同一地點沿相同方向做直線運動的v-t圖象，甲、乙分別與縱軸交于2、1，代表甲的初速度為2m/s，乙的初速度為1m/s，甲物體與橫坐標交于3，代表甲物體3秒后停止。

（3）分析圖象中的斜率。如圖1中縱軸物理量的變化與橫軸物理量人變化的比值代表加速度，即兩條直線的斜率代表加速度，

即甲物體做初速度為2m/s，加速度為- m/s2的勻減速運動，經3秒停止運動。乙物體做初速度為1m/s，加速度為 m/s2的勻加速運動，在1秒時兩物體速度相等。

圖2

（4）從圖象的“面積”上獲取信息。如圖2所示，a、b兩物體從同一位置沿同一直線運動，它們的速度圖象如圖所示，當a、b兩物體的速度圖線與時間軸所圍成的面積相等時才會相遇。60秒時，物體a在物體b的前方，故相遇應發生在60秒以后，在40秒時，兩者速度相等，此時a在b前方拉開最大距離，此后b速度大于a速度，b開始追趕a，兩者間距離縮短，60秒以后才能追趕上，以后b一直在前面，a永遠追趕不上。如圖3所示的兩條圖線分別表示同一電源的內阻發熱功率Pr以及電源的總功率P隨干路電流I的變化圖線，其中拋物線OBC為電源的內阻發熱功率Pr隨干路電流I的變化圖線，直線OAC為電源的總功率P隨干路電流I的變化圖線.若線段AB對應的橫坐標為2 A，那么圖象中線段AB所表示的功率差以及電流I=2 A時所對應的外電阻分別為多少？兩圖線相交于C點，表示I=3 A時，有P=Pr，即EI=I2r=9 W，解得E=3 V，r=1 Ω.當I=2 A時，由I=E—R+r得

R=0.5 Ω；此時P=EIA=3×2 W=6 W，Pr=IB2r=4 W，所以圖象中線段AB所表示的功率PAB=P-Pr=2 W.

（5）圖線的拐點或交點處常常有特定的含義，它是物理量變化的突變點或極值點。題中“恰好”、“至少”等字眼常提示著某種臨界條件，在圖中往往可直接找到臨界條件，再結合題干可使物理情景變得更加清晰，如圖1中兩條線相交點代表1秒時兩物體速度相等。如圖2中兩線的交點表示a與b拉開的最大距離，圖3中當I=3A時A與B的交點C為求電源電動勢的內阻的關鍵。

圖3

二、教師利用圖象法可使學生的物理知識得到內化和升華

首先，圖象作為一種常用的思維方法和研究手段，在實際教學過程中，教師常會用公式與圖象兩種方法去研究同一物理現象，在平時的物理概念與規律教學過程中始終滲透著圖象法的思想，如在瞬時速度概念的教學過程中，學生第一次很難接受極限的思想與方法，此時可復習勻速直線運動位移-時間圖象，進而用圖象法比較平均速度與瞬時速度的聯系。

其次，教師在課堂教學中常引導學生進行必要的數理結合，讓學生養成理性作圖的習慣，培養學生邏輯思維能，將圖象法內化為學生自身的科學素養。如在講述“勻變速直線運動”過程中，許多學生認為只要記住加速度為正時，是勻加速運動；加速度為負時，是勻減速運動。此時如果讓學生通過畫圖，作出第四象項通過原點的速度-時間圖線，學生們就會知道當速度為負時，加速度也為負，其實此時是速度與加速度同向，這種運動其實是勻加速運動，這樣可以讓學生從傳統的對勻變速直線運動的認識進行知識的遷移，加深了對速度與加速度關系的認識，對勻變速直線運動的認識就有了質的飛躍。

總之，圖象能夠把抽象復雜的物理過程、現象、規律，形象等具體地表示出來，大大降低了學生學習物理的難度，同時，它還可啟發學生的思維，使學生全面、動態地把握物理過程，更是物理教師提高課堂教學效率的法寶，也是學生學好物理知識的工具，更是提高學生綜合素質的有效方法。

參考文獻：

[1]《物理教學大綱》人民教育出版社

[2]《淺談圖象法在物理中的應用》郭素霞

注：本文為福建教育學院2015年度基礎教育研究立項課題《新課標下髙中物理學科有效教學研究》 JYYB——2015034。