以“2020年一道中考電學計算題”淺談學生物理讀圖能力的培養

黃星高

摘? ?要：在物理中考中，圖象是其中非常重要的組成部分，占比也是比較大的。因此，教師在教學過程中一定要盡可能地滲透圖象教學，學生從圖象中獲取關鍵信息，發展科學思維，掌握物理觀念，本文以一道電學計算題，探尋學生物理讀圖能力的培養。

關鍵詞：初中物理;探尋;讀圖能力

原題呈現：（2020福建省中考33題）如圖1甲電路中，電源電壓保持不變，R0、R1均為定值電阻，R2為滑動變阻器。閉合開S，改變R2的阻值，兩電壓表示數與電流表示數變化關系如圖1乙，當滑片在b端時電流表示數為0.3 A。

（1）求R2的最大阻值。

（2）若滑片置于變阻器的中點位置， R2消耗的電功率為0.8 W，求電源電壓U和R0的阻值。

（3）若滑動變阻器滑片每移動1 cm，阻值改變1 Ω，設滑片從a端向b端滑動的距離為x cm，寫出R2消耗的電功率P隨x變化的關系式，并由此關系式求出R2消耗電功率的最大值。

這是一道電學綜合分析能力題，出題者的考查意圖，主要是想考查同學們對電學知識的掌握，歐姆定律、電功率公式的應用，從圖中獲取有用信息的能力，但是要解答這道題，最關鍵的是要懂得看圖，分析題目，如果圖看不懂，就算掌握了電學的相關知識也做不出來。

因此，要解答這道題，除了理解題意外，更重要的是看得懂題目所配套的兩個圖，首先要弄清圖1甲的電路連接情況，圖1甲是三個電阻串聯，滑動變阻器R2滑片從a端移到b端是電阻變大，電壓表V1測的是R1R2兩端的電壓，電壓表V2測的是R2兩端的電壓，電流表A測的是電路的電流，利用圖1甲獲取的信息就可以知道圖1乙中Ⅰ線是電壓表V1示數與電流表A示數變化關系，Ⅱ線是電壓表V2示數與電流表A示數變化關系，破解了圖中的關鍵信息這道題的解答就迎刃而解了，這道題的標準答案如下：

（1）由圖1乙可知，當R2阻值最大時，通過R2的電流為0.3 A，R2兩端的電壓為3 V

由I=得R2的最大阻值R2max===10 Ω

（2）由圖1乙可知， R1===8 Ω

當滑片置于R2的中點位置時，滑動變阻器接入電路的阻值R'2=5 Ω

由P=UI=I2R得I'2R'=I'2×5=0.8 W 解得I'=0.4 A

依題意有U=5.4+0.3×R0

U=0.4×（8+5+R0）

聯立解得U=6 V，R0=2 Ω

（3）滑片移動xcm時，滑動變阻器接入電路的阻值R2''=x Ω

I''=

P= I''2R2''=

P===

由上式可知，當x=10，即R2''=10 Ω時，R2消耗的電功率達到最大值，且Pmax=0.9 W

1? 初中學生物理讀題能力的重要性

縱觀全國的中考物理試卷，當中大部分都是含有圖象的題目，而這些題目往往也成為學生們出現失誤的部分[ 1 ]。在很多題目當中，很多學生在面對不同的圖象類題目時經常會被圖象迷惑，從而產生對解題的不自信心理。因此，教師平時的教學當中，要注重培養學生的讀圖能力，要引導學生，當他們在解答圖象類題目時，在閱覽題目后，一定要從圖象中讀懂關鍵的的信息，再結合題意，確定題目當中的變化量，當然擔心不能很好地記憶也可以標記出來，在此之后再聯想與這些變化量相關的公式。如果學生在理解圖象時就沒有讀出圖象傳達出的含義，將會導致整個解題過程從開始就已經注定答錯。由此也可以看出，初中物理課堂中學生讀圖能力的養成十分重要，這也是物理核心素養中科學思維能力培養的重要途徑，所以教師也要針對當前的教學現狀對學生進行相應的改變，使學生能夠接觸到更好的圖象類問題教學方式，使其能夠在學習當中不斷提升自身對于圖象類問題的理解和讀圖能力，發展學科核心素養。

2? 提高學生讀圖能力的策略

2.1? 針對學生的實際情況，緊扣教材，有機滲透

對于任何的教學學科而言，教材都是課堂的基礎，教師也應該按照教材開展多種教學模式。因此，物理教師在教學過程中也一定要盡根據實際，針對教學情況結合物理教材，為學生帶來最好的教學。在這一過程中教師需要在教學當中以教材為基礎，在教學當中充分考慮學生的實際學習情況，以此為學生帶來良好的讀圖能力的訓練。例如，學生在八年級開始學習物理的時候，在第一節課介紹什么是物理以及如何學習物理的時候，就要開始引導學生結合圖形理解含義（如圖2），這幅圖是人教版開頭的科學之旅的配圖，教師可以引導學生通過此圖，把物理學知識看成是海洋，同學們就是圖上的小孩，發現了漂亮的卵石和貝殼，并為此感到歡欣鼓舞，但更渴望探知波濤洶涌的大海！讓我們揚起理想的風帆，乘上探索物理的小舟，開始科學之旅[ 2 ]。

當然，物理教師自身先要認識到圖象對于物理學習的重要性，并嘗試著找出兩者之間的關系，在課堂上有機地為學生滲透相關的讀圖和解題能力。當教師在講授新課時，遇到圖象類情景，物理教師就可以讓學生們找出其中涉及到的教材中的內容，并讓學生嘗試找出兩者之間的聯系和變化。通過這種方式不僅能夠讓學生的讀圖能力得到很大的提升，同時也能夠讓學生更好地理解圖象當中所反饋的信息。當學生能夠理解其中的含義之后，教師則可以讓學生說出其中具有哪些物理知識，并讓他們嘗試找出教材中包含的相關知識點，并引導他們結合圖的內容的理解知識[ 3 ]。

例如在學習到物態變化的熔化時，教師要引導學生理解物質熔化時的溫度變化圖象（圖3），從圖象中區別晶體和非晶體。如何從晶體的熔化圖象中找出晶體的熔點，晶體的熔化時間，從橫坐標時間的變化知道熔化時一直要吸收熱量，此時可以配上相應的知識練習，讓學生閱讀找出圖中的內容，并學會找到題目中有效的變化量，學會如何抽出其中的有效內容并很好地將其融入到解題當中，順利地思考出解題思路。通過這樣的方式可以培養學生的閱讀能力，在這一過程中，如果學生不能夠很好地找出圖中的知識，那么他們將很難理解圖的存在意義，自然也無法通過圖象尋找出解題的方式。長此以往，學生無法提升自身的讀圖能力，就會望圖生懼，學生也會失去對物理學習的興趣。

2.2? 以數學知識為切入點，利用類比思維

教師在教學過程中要善于將數學知識引入到課堂中來，通過類比的方式讓學生更好地理解物理相關知識，并使其能夠更好地看待物理圖象中的各種變量，使學生能夠更好地學習物理知識[ 4 ]。

例如，當學生學到機械運動的速度知識時，教師就可以利用學生學過的數學知識中的一次函數形式進行類比（圖4），比如將y=kx類比物理中的s=vt的公式;也可以將各個變量進行類比，比如y類比s、x類比t等等;除此之外還可以將變量之間的關系進行類比，即y與x成正比關系與s與t成正比關系相類比。并找出他們之間的區別和聯系，實現數學知識為物理服務，通過這種方式，讓學生可以快速通過圖形讀出題目當中所體現的初中物理的知識，并將這些知識點轉化到自己的腦海中，在考試的時候也能夠及時發現圖中的有效信息，并將所學的物理知識靈活地運用，順利解出答案。

2.3? 培養學生的學習習慣，構建有效的讀圖方法

前文已經提到，在教學過程中，教師需要幫助學生建立起正確的讀圖方法，使其能夠快速地理解題目中的具體含義，找出合理的解題方案。在正常的教學過程中，物理教師要培養學生良性的學習習慣，在學習中引導他們如何正確地進行讀圖，并使他們養成正確的學習習慣和讀圖習慣。當然，在此過程中，初中物理老師還要對學生進行指導，傳授其正確讀圖的方式和方法，甄別其中的有效信息，使其能夠快速地找出利于解題的信息，并將其應用在解題過程中，快速地完成解題。例如，如圖5甲所示，水平地面上的物體，受到方向不變的水平推力F的作用，其F-t和v-t圖象分別如圖5乙和圖5丙所示。由圖象可知， 9～12 s內，推力對物體做功________J;t=2 s時，物體受到的摩擦力是________N，物體受到的摩擦力方向? ? ? ? ?。

由圖5丙知，9～12 s時，物體做勻速運動，且v=1 m/s;由圖5知，9～12 s時的推力F=6 N，推力F做功W=Fs=Fvt=6 N×1 m/s×3 s=18 J;由圖5丙可知，在0～3 s內物體處于靜止狀態，推力和靜摩擦力是一對平衡力;由圖5乙可知，在0～3 s內推力大小為3 N，所以物體受到的靜摩擦力大小為3 N， 0～3 s內物體始終受到水平向右推力，所以受到的摩擦力方向水平向左。

通過這種方式，不僅能夠幫助學生快速地提升個人的讀圖能力，同時也可以利用這種方式，加強學生對于物理知識點的掌握程度，促進其整體物理能力的提高。

2.4? 要善于發現學生出現的錯誤，進行針對性的讀圖訓練

正所謂失敗是成功之母，教師在教學過程中也要積極發現學生經常出現錯誤的知識點和題目，這樣才能夠更好地引導學生，使其能夠正確看待自己的錯誤，并積極糾正[ 5 ]。在初中物理中，圖象類題目的占比是比較高的，這也給了初中生很多鍛煉的機會。教師在平時的測試、月考、期末考當中都要做好總結工作，將學生經常出現錯誤的題型和知識點進行記錄，并針對這些問題制定合理的教學方案，使學生能夠通過教師的講解快速地理解并學會如何解決。通過這種方式，不僅能夠讓學生更好地完成答題，同時也能夠培養他們的聯想和知識結合能力，促進個人的全面發展。

3? 結束語

圖象在初中物理教學中有著非常重要的作用，并且在各種練習和考試中大量出現，教師在教學中要充分重視圖象類問題對于物理教學的重要性，并采取適合學生的教學方案為學生帶來良好的教學，使其能夠在學習物理的過程中當中結合圖象更好地學習物理，在考試中能根據題目的實際情況靈活運用解題公式和思路。通過這樣的方式不僅能夠幫助學生取得良好的成績，同時也能夠建立起他們的學習自信心，對于他們核心素養的發展都具有非常重要的意義。

參考文獻：

[1] 黃曉輝. 翻轉課堂教學模式在初中物理教學中的運用分析[N].科學導報，2020-6-19：B03.

[2] 陳旭.核心素養下初中物理處理小組合作探究教學的路徑[N]. 科學導報，2020-5-22：B03.

[3] 徐杰.基于類比建模讓“猜想”之苗在物理情境中生根發芽——以蘇科版初中物理“電功”教學為例[J].物理教學探討，2020，38（5）：26-27.

[4] 馮永禮.初中物理教學中學生創新能力的培養研究[J].才智，2020（13）：20.

[5] 張睿，李靜.基于“智慧學習平臺”大數據的初中物理教學實踐——以南京市雨花臺中學初中物理教研組為例[J].物理通報，2020（5）：103-107.