芻議物理圖像在高中物理教學中的功能

李小強

【摘要】在高中物理課堂上，表達物理規律的形式有三種，分別是文字表達、數學公式和函數圖像。對于文字和公式這兩者，人們相對比較重視，但是對于圖像人們往往會忽略它的重要性。然而圖像和數學公式一樣都是表示物理規律的常見方式，并且圖像更加直觀、更加形象，能夠將物理動態表達的更加清楚。物理圖像在物理教學中極大的豐富了物理課堂的精彩程度，也提高了物理教學時的效率，為學生理解物理概念和規律奠定了良好的根基。本文探討了物理圖像在高中物理教學中的功能，讓學生了解更多關于物理圖像的作用，培養學生應用圖像解決問題的能力，全面提高學生的物理綜合素養。

【關鍵詞】物理圖像 物理教學 功能 物理素養

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）08-0069-02

物理圖像不僅僅是一項特別的、形象的語言工具，同時它也是數形的完美結合，它能夠從側面深層的揭示物理概念和規律的含義。深入剖析物理圖像所要表達的含義，并且挖出圖像的功能，不僅僅有利于物理課堂的教學，同樣有利于學生在物理綜合素養上的培養。

一、物理圖像的含義

根據各類文獻對于物理圖像的定義來說，這些定義并不是很統一，本文就最具代表性的定義給出了概述：物理圖像是在人的感知根基上大腦在形象思維和物理世界相輔相成作用而形成的“心智圖像”，這種圖像可以是有關典型的物理事實的純化，也可以是物理模型，通常是可以借助草圖、圖像等形象化的形式來描述的。

二、物理圖像的功能

1.具有引入概念、發現和匯總規律的功能

在物理教學中，物理圖像成為引入概念、發現和匯總規律的不可或缺的方法。學習者在學習物理的時候通常會獲取大量的數據，這些數量之間的關系要想發現也并不容易。但是，物理老師在通過作圖過程中，可以將物理概念和規律反映到物理圖像中去，繪圖過程中，學生會更加容易發現物理規律，最終得出變量之間的關系。例如，物理教材中有段對牛頓定律的介紹，在對大量數據進行繪圖后，最后得出了a和F，m之間的關系，學生更容易接受這種畫圖的方式而不是抽象的文字表達。

使用圖像可以表示常量和變量之間的復雜關系。通過用物理圖像就可以直觀地表現函數量之間相互依存的關系。如圖表現勻變速直線運動中函數的解析式：V1=V0+at。可以從物理圖像中明顯的看出加速度、時間和速度之間的函數關系。

2.具有簡化、形象文字和數據的功能

物理圖像可以將抽象的數據和文字更加直觀地呈現在學生面前，讓物理的文字概念、物理規律之間的關系更加明確，其動態過程顯得更加的清楚，簡化了繁瑣的數據和文字，從而使得問題的解決也變得簡單化。物理圖像能夠將物理實驗過程分層次的直觀的體現出來，這樣的過程有助于學生分析問題，將圖像和數據、文字結合，能夠有效地提高學生在物理課堂上聽課和解決問題的效率。

將抽象的概念形象化的例子也不在少數，比如，在探究分子與分子之間如何根據距離變化的這一規律時，學生很難通過抽象的想象或者概念建立起思維模型。但是有了圖像之后，就可以根據實驗測試后的結果，將過程和結果分別用物理圖像表達出來，繪制成如下的圖像，這能夠幫學生更加充分了解和分析出分子的距離和相互作用力之間的關系：當分子間的距離等于y0時，引力和斥力平衡；當分子的距離小于y0時，分子間的相互作用力表現為斥力；當分子間的距離大于y0時，分子間的相互作用表示為引力；當分子間的距離大于幾百個埃時，分子間的作用力就會變得非常薄弱了。這樣，復雜難懂的物理問題變得就更加的具體可觀了。

3.具有培養學生表達物理語言的功能

在物理學習中，教學質量和學生聽課的效率是一方面，但是不可忽視的還有學生在物理課堂上的表達能力，表達能力的提高，將會推動物理學習的熱情，提高學習物理的積極性。所以，在這一基礎上運用好圖像將會有利于學生養成良好的物理思維和表達物理語言的能力，從而達到提高學生的物理綜合素養。

4.具有培養學生發現式學習的能力

學生在接受知識的時候往往采取的就是接手式，也就是通過教師在課堂上傳授的資料和知識進行接收的一種方式，這種學習方式具有具體的形式，不需要學生探究性的學習，只是將知識簡單的歸入自己學習的知識結構就可以。

而物理圖像的學習能夠讓學生從接受式的學習轉向發現式的學習，這會讓學生能夠自己獨立探索，在探索的過程中發現知識，尋求未知的物理世界，在學習的過程中，能夠培養學生用創造性的思維去學習。增強了學生對物理的探究欲望，提出各種問題和假設，有興趣去解決這些問題，就是通過建立物理圖像。最終學生解決物理問題，從發現式學習中獲得快樂。

三、用物理圖像，全面提高學生解決物理問題的能力

1.培養學生利用物理圖像思想問題的習慣

上文提到物理圖像能夠直觀地、形象地反映物理變量之間的關系，并且能夠解決數學解析公式和文字都沒辦法解決的物理疑難雜癥。它不僅可以豐富物理信息，又可以將形象思維與抽象思維有效的結合在一起。所以，在高中物理教學中，老師要指引學生從基本的認識物理圖像過程中結合自身所學到的物理知識，舉一反三，整合有效信息，全面認識和理解物理規律。

在物理實驗中，關于氣體壓強和溫度變化的實驗是經常被用于課堂上的，同樣可以利用以下物理圖像把實驗結果直觀地表達，從而根據物理圖像研究物理現象以及物理量的變化。

2.培養學生合理使用圖像獲取新知識

物理課堂教學中，利用物理圖像可以清晰明了的表達物理概念和規律，而且也是表達方法中最簡潔和方便的。所以，在課堂上，可以引導學生利用圖像解決問題，合理使用圖像獲取新知識，這樣的解決物理問題能力是提高學生物理素養一個有效而且快速的途徑。也能激發學生在解決物理問題過程中對物理產生的濃厚興趣，激發學生的學習潛能。

四、結束語

圖像是數字、形態、意境的完美結合，物理老師在高中教學中要充分認識到物理圖像教學在教學過程中起到的對學生不可估量的作用和功能，利用物理圖像教學手法，充分發揮圖像自身的功能，傳授給學生正確解讀圖像的方法，從而進一步培養和發展學生在物理學習上的綜合素養。

參考文獻：

[1]陳福華.淺談職業中學物理教學[J].中學物理，2011，（5）.

[2]夏貽勤.試論物理教學中的科學方法教育[J].中學物理，2012，（3）.

[3]邵長泰.物理（基礎版）[M].北京：高等教育出版社，2010，8.