提升物理图景构建能力 优化高中物理教学

徐博文

(江苏省海门市第一中学　226100)

什么是物理图景？它是物理现象和变化规律在人大脑中投射而形成的一种特殊场景，这些场景是具有物理意义的几何图形与数量关系的集合，是对物理现象以及本质内涵的综合表达.就学生的物理学习而言，他们解决问题的基础并不是物理概念和规律，而应该是头脑中呈现的物理图景，因此培养学生物理图景的建构能力是高中教学最为关键的一环，但在教学实践中，很多教师专注于知识教学，忽视了物理图景对学生学习的价值，这也在很大程度上限制了学生物理图景建构能力的发展，为此教师积极转变观念，并在教学中有策略地进行设计，针对性地培养学生的相关能力.

一、物理图景对学生物理学习的意义

就高中物理教学而言，物理图景的构建对学生活跃思维、理解规律、问题解决有着非常重要的现实意义，这些需要教师予以充分的关注.

1．物理图景有助于学生建立情境，激活思维

很多学生普遍认为物理难学，他们经常有着这样尴尬的体验：“上课老师的讲解是一听就懂，自己处理问题时寸步难行.”这其中的原因就在于教师在讲解中只是将课本上的文本转化为口头语言、物理实验、板书、课件等形式，通过这样的处理，学生自然能够一目了然，但是教师却忽视了学生思维激活的环节，他们只是将自己的理解强行移植到学生的面前，却没有让学生在自己脑海中建立情境，这样学生仅仅只是了解了结论或答案，对其形成过程只有一个走马观花的认识，这显然是不够的.这样的教学也给学生形成了一种错觉：物理问题的处理就是套公式，只要公式套得对，问题自然可以解决.而最终的问题是，学生根本不知道套用哪个公式，这造成了“一听就懂，一做就错”的后果.

物理图景可以将教师的思维过程呈现出来，由此引导学生展开思考，并在头脑中建构相应的物理情境，进而“触景悟理”，从场景中真正感受到各个物理量之间的关系，深刻把握问题分析的思路和方法，最终对问题形成属于自己的认识.

2．物理图景有助于学生逐层深入，探求本质规律

人类对自然奥秘的探索是一个由表及里、由浅入深的过程，就物理探究而言，人们从感性世界出发，从中提炼出富有理性的内涵，然后再将相关理论运用于实践，进入一个往复循环的螺旋提升过程.在学生研究和处理物理问题时，我们也需要让学生经历类似地螺旋式上升过程，否则学生一直将视线停留于纸面，这样的处理显然将无助于认识的推进.

在教学中，我们引导学生建构物理图景，其实质就是围绕表面条件来搭建彼此的联系，绘制出相对完整的轮廓，进而对其展开分析和研究，最终促成认知的转化，引导学生将感性认知上升到理性认知，这样的处理不但有助于学生对问题的分析和解决，也有助于学生对规律本质形成认知.

二、高中生物理图景构建能力的培养策略

教师在引导学生学习物理，并对其图景构建能力进行针对性培养时，要充分关注学生的能力基础和认知水平，同时也要结合高中物理的教学特点，有策略地来实施教学计划.

1．关注直观性教学

虽然高中生在抽象思维方面已经有了长足的进步，但是我们依然不能忽视直观和形象的重要性，毕竟一些感性信息是学生物理认识的基础，而且与之适应的直观思维所产生的顿悟往往会成为学生问题分析的突破口.就物理图景构建能力的培养而言，直观性教学更可以为学生提供丰富的素材，以致于学生在看到一些抽象的文字时，能在脑海中呈现出与之适应的物理图景.

直观性教学要求学生能够仔细观察研究对象以及教师所刻画的形象，对事物或过程形成较为清晰的表象，由此丰富他们的感性体验，帮助学生对课本上的内容产生认识和理解.比如引导学生分析分子力的作用特点时，我们不但要让学生结合图象把握分子间的引力和斥力同时存在，随着分子距离变大，两个力都变小，且斥力减小得更快，所以分子距离较近时，分子力体现为斥力，分子距离较远时，分子力体现为引力.我们还要让学生在头脑中展开类比，从而刻画出以下图景：两个固定在弹簧两端的小球，原长状态的弹簧类比于分子距离等于r0的时候，此刻分子力等于0；压缩时类比于分子距离小于r0的时候，分子力体现为斥力；拉伸时类比于分子距离大于r0的时候，分子力体现为引力.当学生遇到分子势能这个概念时，教师可以继续启发学生构建图景，相关结论的得出将水到渠成，而且学生也将因此而体会到物理图景的重要价值，他们也将在后续学习中自发地建构物理图景.

2．关注学生的图象表征意识

相比于初中物理，高中物理的过程更加抽象，复杂程度也更高.教学中，为了帮助学生对状态或过程形成较为直观的认识，我们都要求学生用图象来对相关状态或过程进行表征，由此帮助他们沟通物理情境与有关规律.事实上，图象是思维的一种良性载体，一旦学生的视觉化思维加入到问题解决的程序中，学生的认识将更加活跃，他们的问题解决效率将因此而提升.

有这样一个力学问题：一个重力等于G的灯泡悬挂在细线的下方，现在在细线的中点O施加一个水平力F，试问细线上半段作用于O点的力为多大？笔者在两个平行班做了这样的试验：一个班提供如图1(a)所示的图片，另一个班还补充了如图1(b)所示的图片，最终的结果发现，前一班的学生处理中产生了很多错误，而后一个班的正确率极高.这表明，学生的思维很依赖于图象表征，而他们中的绝大部分人的图象表征能力很弱.这其实也暴露出学生物理图景构建能力差的原因，试问如果学生都没有意识将文字转化为图片，那么他们又怎么在头脑中形成正确的物理图景呢？

在日常教学中，我们要培养学生的绘图能力，基本做法就是减少问题所配图形，让学生自己在探索中绘制示意图，同时诸如速度时间图象、位移时间图象等等，也要求学生在具体问题分析时，要有意识地画出来，这是一种问题分析的习惯，同时也是发展学生物理图景建构能力的基本途径.

综上所述，教师要明确物理图景对学生物理学习的重要意义，并且将学生相关能力的培养落在实处，如此才能更加有效地发展学生的核心素养和实践能力.