高中生物理圖像應用能力的研究

龐鉑錚

摘要：物理圖像在高中物理學習過程中可以更直觀、清晰的表達物理理論和知識，可以幫助高中生更容易的理解物理知識。因此，高中生要在物理學習過程中通過培養自身的作圖習慣和參與物理實驗，總結物理圖像中的統一特征，提高物理圖像應用能力。

關鍵詞：高中物理；圖像應用；高中生；能力研究

中圖分類號：G648 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2018）34-0192-01

物理規律可以用文字來描述，也可以用數學函數式來表示，還可以用圖像來描述。利用圖像描述物理規律、解決物理問題的方法稱之為圖像法。圖像具有形象、直觀、動態變化過程清晰等特點，能使物理問題簡化明了[1]。更重要的是它能將物理學科與數學、信息技術等其他學科有機地結合起來，高中生的綜合素質也可以得到提高。

1.物理圖像在高中物理中應用的意義

1.1 直觀形象、簡化解題過程：圖像解法不僅思路清晰，而且直觀、形象，可使解題過程得到簡化，起到比解析法更巧妙、更靈活的效果。例如在比較勻變速直線運動中的平均速度與中間位置速度的大小關系時，用圖像法解題一目了然。

1.2 演示變化過程，把握變化規律：用圖像法來描述物理過程則更直觀，可以描述其變化的動態特征，幫助學生理解物理過程。

1.3 用于實驗，簡化數據處理方法：物理學習離不開物理實驗，在物理實驗中應用圖像法進行數據處理，不僅具有簡明、直觀的特點，而且還可以減小誤差、分析誤差的成因。

2.高中物理圖像類型

2.1 線型。此類圖像是利用線性函數的特點，或是正比例關系，或是一次函數關系。這種類型是物理學上用得最多也是最重要的一種，它既可以用來進行定性研究，也可以進行定量研究物理量間的關系[2]。凡是用比值法定義的物理量都可以用此類圖像的斜率來表示。

2.2 正弦型（或余弦型）。此類圖像一般用來表示振動圖像或波動圖像。主要集中力學部分的簡諧運動的圖像和波動圖像、電學部分的交流電各物理量（如e、i、u等瞬時值）與時間的關系圖像和振蕩電路中的各物理量（如q、i、E、B等瞬時值）與時間的關系圖像。此類圖像的特點是具有周期性。

2.3 拋物型。此類圖像高中階段最主要是用來研究平拋運動（或類平拋）的軌跡。當然還有其它的，如勻變速直線運動的s-t圖像等，但因為其圖像為曲線不便定量研究，大多為定性研究兩物理量的關系。

3.提高高中生物理圖像應用能力的具體策略

3.1 培養作圖習慣，提高作圖能力。高中生要想提高自身的物理圖像應用能力，可以通過提高自身的作圖能力逐步提高。在解理科題目時，圖像可以把復雜的文字表述轉化為直觀的圖像，讓題目理解起來更加容易。在高中物理題目中，比較常用的有示意圖和函數圖像，它們對解決物理問題非常有利。因此，高中生要在平時的學習和解題過程中訓練自己的作圖能力，養成良好的作圖習慣。作圖習慣可以先慢慢模仿，主要模仿老師在課堂上解題的思路和作圖的技巧，抓住老師作圖的關鍵點和重點，也要把物理圖像和物理問題之間的規律認識清楚。同時，高中生在平時的作圖中要嚴格的要求自己，要把物理圖像做到規范，這樣就不會影響圖像的直觀性。

3.2 尋找圖像的統一特征。物理圖像是數形之間的轉化，物理圖像的應用也就是數和形之間的轉化過程。這種轉化的過程是把物理理論概念用圖像的形式更直觀的表示出來，反過來，物理圖像也可以用準確詳細的物理語言表述出來。因此，物理圖像的應用需要尋找圖像中包含的物理理論，把握其中的統一性特征，抓住圖像中的量變關系。其中，圖像的統一特征需要從點、線和面等方面入手，分析圖像中包含的具體物理知識信息。其中，物理圖像中斜率問題是讀圖和分析圖的重點和難點。

3.3 體驗實驗過程，采集實驗數據。物理學科特別重視實驗，很多抽象的物理概念需要通過物理實驗才可以理解清楚。高中生在平時的物理學習過程中要積極地參加物理實驗，物理實驗的設計、操作過程都要全面參與。高中生要在具體的實驗過程中認識物理概念，體會其中蘊含的物理規律和知識。同時，在實驗過程中會產生大量的數據，高中生在實驗過程中要把這些數據整理好，然后，把這些數據帶入物理公式中，檢驗物理理論的正確性。例如，在證明力的合成遵循平行四邊形原理的實驗中，要用很多不同的數據說明合力和分力的關系，這些數據可以作出不同的物理圖像，都可以驗證力的合成遵循的規律。這些實驗、數據處理、作圖和分析圖像的過程，只有高中生親身體驗，才可以更清楚明確的理解物理知識。

參考文獻：

[1] 黃秋鳳.淺談一次函數圖像在高中物理中的應用[J].中學教學參考，2017（11）：36-37.

[2] 袁鵬飛.圖像法在高中物理教學中的應用研究[J].高考，2017（33）：183-183.

[3] 劉玉佳.研究高中物理圖像法解題的應用[J].教育，2017（2）：00202-00202.

[4] 孥薦樹.高中物理教學中圖像法的應用現狀及應用研究[J].教育界：綜合教育研究， 2016（3）：52-52.