□ 海南省文昌市华侨中学 吴 燕
目前我国高中物理教学图像法应用过程中还存在没有系统讲解图像法、学生缺乏作图意识等问题,导致学生不能应用图像法解决物理问题,因此,如何加大图像解题法应用,提高高中物理教学有效性是目前高中物理教学需要思考的重要问题。
图像、函数、文字是描述物理规律的三大主要方式,其中将物理规律用图像的方式描述出来处理物理问题的方法就是物理图像法,图像法作为探究科学的一种基本方法能够将物理量之间的关系通过图像形象、直观地描述出来,学生通过直观呈现出来的物理知识和物理规律,能够更好地理解并掌握,提高学生的学习质量。受力分析图、模型图、函数图、矢量合成分解图等都是物理图像的主要类型,物理图像可以清晰地呈现物理量动态变化过程,简化物理问题,是提高物理教学的有效途径。
虽然目前的高中物理教学过程中教师会使用图像法,但效果一直难以让人满意,学生在解决物理问题的时候还是习惯使用数学解析方法来处理问题,作图意识欠缺,没有深入应用图像法,其主要原因有以下两点。
1.不够重视图像法的讲解。高中物理教师只有系统、全面地讲解图像法,学生才能够在实际解决物理问题中熟练应用图像法。与解析法不同,图像法在解决问题过程中不是万无一失,而是具有一定的未知性。在实际的高中物理教学过程中很多高中物理教师受传统应试教育的影响,只是依据教材内容直接在黑板上画出图像模板,通过自己讲解规范的图像模板解决物理问题,将图像法仅仅作为辅助教学的一个方式,不够重视图像法的深入讲解,这是为了确保学生解题过程中顺利得分,教师更重视学生解题解析法的教学与运用,这影响了学生思维能力与物理水平的提升。
2.学生作图意识欠缺。由于学生没有接受系统的、全面性的作图法的讲解与训练,因此很多学生都没有形成良好的作图意识,为求稳妥往往只是单一运用数学解析法处理物理问题,运用图形的技巧与能力较差,在应用作图法的过程中存在着很多问题,没有养成应用作图法解决问题的学习习惯。
1.深入讲解图像法。教师作为教学的直接执行者,其教学方式与观念影响着教学效果与质量。因此高中物理教师在教学中要更新教学观念,重视对图像法的深入讲解,让学生能够清楚理解图像法,并且可以熟练运用图像法解决物理问题,提高教学质量。
例如,在高一物理直线运动问题教学过程中,教师可以在备课时明确本节课的教学目标为让学生掌握x-t、v-t图像的特点并且深入理解图像意义,能够熟练应用x-t图像与v-t图像独立解决质点运动的问题。在课堂讲解中要加大对图像的讲解,讲解横坐标所表示的时刻与纵坐标所表示任一时刻位置之间的相互关系,让学生能够理解为什么图像上的一个点能够对应物理在某时刻位置,清楚明白图像所呈现出物理位置随着时间变化而变化的规律,通过全面讲解不同的图像,加深学生对匀速直线运动、变速直线运动、非匀变速直线运动的理解与掌握。在对v-t图像应用讲解过程中,教师首先要让学生明确所讲解的图像是什么图像,图像中横纵坐标所表示的函数关系及物理量,让学生能够区分相似图像,重点讲解图像中“斜率”“线”“点”“面积”“截距”的物理意义。 通过全面讲解图像,让学生可以运用v-t图像得到任一时刻的速度,计算出达到某一速度所需要的时间与某段时间内所发生的位移。
2.增加作图法应用训练,培养学生作图意识。目前高中生解决物理问题的思维与方法比较固定,且相对单一。图像法没有发挥出其在物理教学、物理学习、解决物理问题中的作用与价值,很多高中生觉得图像法十分简单,但是在自己面对物理问题时却没有应用图像法解决问题的意识与习惯。同时由于学生学习基础、学习能力、社会环境的不同,学生存在一定的差异性,对于抽象的物理函数图像理解能力与应用能力都不同,有些学习成绩较差的学生思维能力欠缺,十分抵触物理图像的学习与应用。因此,高中物理教师在教学过程中应该加大图像法在教学中的应用,结合学生实际情况,增加学生作图法应用的实际训练,让所有学生了解并掌握图像法的运用技巧与优势,提高学生作图意识,让学生在面临物理问题是能够自主运用图像法处理问题,提高学生图像法的应用能力与技能,让学生能够通过应用图像法更快、更好地解决物理问题,促进学生思维水平的提升。
3.运用图像法解决能量转化、能量守恒问题。法具有形象、直观的优势,能够清晰反映出物理变量动态过程中的关系与特征,有助于学生思维能力的扩展。因此教师在教学中可以运用图像法解决能量转化、能量守恒、运动学、变力作功、电学等问题,激发学生解决物理问题的灵感,拓展学生解题思路,从而提高学生解题速度与质量。
例1.将质量相同站在光滑地面上的的两个人A与B用弹簧相连,弹簧呈现自然长度,另一个人F用水平恒力推甲,弹簧在首次被压缩成最短长度过程中,A与B速度同样时刻谁的加速度更大?
分析:两个人之间的弹簧在被压缩短的过程中,A是在做加速度减小的一种加速运用,B则相反是在做加速度增加的一种加速运用,由此我们可以根据题目将两个人v-t的图像画出,如下图。
在图像中我们能够清楚看到,C是两个人的交点,也就是说在这一时刻两个人的速度是相同的,图像呈现出A在相交处C切线的斜率小于B的斜率,因此可以当两个人速度相同时,B的加速度更大。
综上所述,加大图像法应用是提高物理教学的有效途径,图像法能够通过其直观、形象等优越特点提高学生理解物理规律、运用物理知识的能力,培养学生思维能力。因此,高中物理教师在教学中要更新教学观念,全面、深入讲解图像法,增加作图法应用训练,提高学生作图意识,运用图像法解决物理能量转化、能量守恒等问题,从而提高学生应用图像法解题的频率与能力,促进学生全面发展。