淺談物理原理圖在高中物理教學中的應用

向聰

摘要：物理原理圖是在實物與或者現象圖的基礎上加工、抽象等思維的產物，是人腦對物理現象、過程本質的一種反映，是研究客觀物理規律的一種行之有效的方法。物理原理圖在物理教學中對學生“形成概念”“掌握規律”“啟發思維”具有重要作用。

關鍵詞：物理原理圖?物理教學?應用

物理原理圖是指反映某一物理原理的圖，如力學中的物體受力分析圖、電學中的電路圖。物理原理圖與實物圖、現象圖存在著根本區別：實物圖反映了實物的某些具體特征，著重于對實物的了解;現象圖直接反映某種物理現象;而原理圖則往往是在實物與或者現象圖的基礎上加工、抽象等思維的產物，是人腦對物理現象、過程本質的一種反映，是研究客觀物理規律的一種行之有效的方法。物理原理圖主要用于某種物理原理的分析（如電路圖就有畫出各個實際原件的實物電路和用簡化符號表示各原件的原理電路圖）。當然，在一些特殊情況下也有是兩圖合一，兼有實物圖和原理圖的功能。物理原理圖在高中物理教學內容中占的比例很大，應用也十分廣泛，尤其在高中階段，它是幫助學生理解和掌握物理知識，培養思維能力的重要手段，所以在高中物理教學中具有十分重要的作用。

一、培養學生正確運用科學抽象的方法

所謂抽象思維能力是指對復雜的物理問題進行具體分析，區分主要因素和次要因素，進行合理簡化的能力。在高中物理教學中，要特別注意培養學生建立合理的物理原理圖的能力。在物理科學的研究中，建立合理的物理原理圖具有十分重要的意義。合理的物理原理圖是抽象思維的產物，是人腦對物理現象過程本質的一種反映，是研究客觀物理規律一種行之有效的方法。我們所遇到的物理問題，往往包含著許多的因素和矛盾，具有多方面的特性。這就需要我們根據所要解決的特定問題，分析哪些因素是主要的，哪些因素是次要的，從而合理地忽略那些次要因素，突出主要因素加以研究。例如牛頓第一定律就是把物體在自然狀態下所受到的各種各樣的作用力（重力、摩擦力等），都假設不存在的情況下，物體在不受任何作用的運動狀態是主要的，作用在物體上的各種外力是次要的，可以暫不考慮，這樣進行研究當然是抽象的，但是因為抓住了主要矛盾，所以這種科學的抽象，其研究結果基本上是符合客觀實際的。在高中階段，培養學生初步建立物理原理圖的能力應注意以下三個方面：①要使學生初步建立合理的物理原理圖，對于學習和研究物理問題的重要性，以提高他們學習這種方法的自覺性;②要著重培養他們對比較復雜的物理問題進行具體分析，區分主要因素和次要因素，正確運用科學抽象的方法，進行合理簡化的能力;③要使學生理解，任何物理原理圖都有它一定的運用條件，因而在運用時一定要注意適用范圍。

二、幫助學生理解和掌握某些物理原理和規律

有些物理原理、規律比較復雜、抽象，需要借助某些簡單、形象和直觀的圖的分析來幫助學生理解和掌握。例如：為了幫助學生理解和掌握力和運動的合成和分解的原理，就要利用平行四邊形或三角形法則。又如處于靜電平衡狀態的導體，內部場強處處為零這一結論比較抽象，為了使學生能正確地理解，就必須按導體剛進入電場、達到靜電平衡狀態前、后的過程，作出三個原理簡圖。然后利用這些簡圖來分析導體內部自由電荷在電場作用下定向移動，形成附加電場、并與原電場疊加，直到導體內部場強處處為零為止。這樣學生也就能正確地理解結論。再如正弦交流電的變化規律較為抽象，為此我們必須作出線圈在磁場中旋轉切割磁力線產生交流電的原理圖，通過對圖的分析幫助學生理解和掌握交流電的變化規律。

三、培養學生分析和解決物理問題的能力

利用物理原理圖來分析和解決物理問題，是高中生應具備的基本能力之一。高中階段，學生用到原理圖來分析和解決的物理題目是很多的：力學中的受力分析、電學中的電路分析、光學中的光路分析處處要用到原理圖來分析，通過分析提高學生分析和解決物理問題的能力。有相當一部分學生，感到物理難學。其中，他們不善于利用物理原理圖來分析和解決物理問題，也是其中一個重要的方面。究其原因，就是因為他們：①沒有很好地理解物理原理圖的物理意義;②不善于變通，思維方式呆板;③沒有養成良好的作圖習慣，易出差錯。對此，教師應首先幫助學生清楚地理解原理圖的物理意義;要示范性地講一些典型題目，要組織學生從不同角度、不同側面練習一些靈活多樣的這類題目;還要注意培養學生良好的作圖習慣，如按一定順序、比例尺寸等，干凈美觀地作好物理原理圖。

物理原理圖直觀、形象，但較之于實物和現象要抽象一些，它比較適合高中學生的思維方式和特征，是幫助學生理解和掌握物理原理、規律，培養學生分析和解決物理問題能力的重要手段。

四川省巴中市第三中學?向 聰