高中生物理图像应用能力的研究

庞鉑铮

摘要：物理图像在高中物理学习过程中可以更直观、清晰的表达物理理论和知识，可以帮助高中生更容易的理解物理知识。因此，高中生要在物理学习过程中通过培养自身的作图习惯和参与物理实验，总结物理图像中的统一特征，提高物理图像应用能力。

关键词：高中物理；图像应用；高中生；能力研究

中图分类号：G648 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2018）34-0192-01

物理规律可以用文字来描述，也可以用数学函数式来表示，还可以用图像来描述。利用图像描述物理规律、解决物理问题的方法称之为图像法。图像具有形象、直观、动态变化过程清晰等特点，能使物理问题简化明了[1]。更重要的是它能将物理学科与数学、信息技术等其他学科有机地结合起来，高中生的综合素质也可以得到提高。

1.物理图像在高中物理中应用的意义

1.1 直观形象、简化解题过程：图像解法不仅思路清晰，而且直观、形象，可使解题过程得到简化，起到比解析法更巧妙、更灵活的效果。例如在比较匀变速直线运动中的平均速度与中间位置速度的大小关系时，用图像法解题一目了然。

1.2 演示变化过程，把握变化规律：用图像法来描述物理过程则更直观，可以描述其变化的动态特征，帮助学生理解物理过程。

1.3 用于实验，简化数据处理方法：物理学习离不开物理实验，在物理实验中应用图像法进行数据处理，不仅具有简明、直观的特点，而且还可以减小误差、分析误差的成因。

2.高中物理图像类型

2.1 线型。此类图像是利用线性函数的特点，或是正比例关系，或是一次函数关系。这种类型是物理学上用得最多也是最重要的一种，它既可以用来进行定性研究，也可以进行定量研究物理量间的关系[2]。凡是用比值法定义的物理量都可以用此类图像的斜率来表示。

2.2 正弦型（或余弦型）。此类图像一般用来表示振动图像或波动图像。主要集中力学部分的简谐运动的图像和波动图像、电学部分的交流电各物理量（如e、i、u等瞬时值）与时间的关系图像和振荡电路中的各物理量（如q、i、E、B等瞬时值）与时间的关系图像。此类图像的特点是具有周期性。

2.3 抛物型。此类图像高中阶段最主要是用来研究平抛运动（或类平抛）的轨迹。当然还有其它的，如匀变速直线运动的s-t图像等，但因为其图像为曲线不便定量研究，大多为定性研究两物理量的关系。

3.提高高中生物理图像应用能力的具体策略

3.1 培养作图习惯，提高作图能力。高中生要想提高自身的物理图像应用能力，可以通过提高自身的作图能力逐步提高。在解理科题目时，图像可以把复杂的文字表述转化为直观的图像，让题目理解起来更加容易。在高中物理题目中，比较常用的有示意图和函数图像，它们对解决物理问题非常有利。因此，高中生要在平时的学习和解题过程中训练自己的作图能力，养成良好的作图习惯。作图习惯可以先慢慢模仿，主要模仿老师在课堂上解题的思路和作图的技巧，抓住老师作图的关键点和重点，也要把物理图像和物理问题之间的规律认识清楚。同时，高中生在平时的作图中要严格的要求自己，要把物理图像做到规范，这样就不会影响图像的直观性。

3.2 寻找图像的统一特征。物理图像是数形之间的转化，物理图像的应用也就是数和形之间的转化过程。这种转化的过程是把物理理论概念用图像的形式更直观的表示出来，反过来，物理图像也可以用准确详细的物理语言表述出来。因此，物理图像的应用需要寻找图像中包含的物理理论，把握其中的统一性特征，抓住图像中的量变关系。其中，圖像的统一特征需要从点、线和面等方面入手，分析图像中包含的具体物理知识信息。其中，物理图像中斜率问题是读图和分析图的重点和难点。

3.3 体验实验过程，采集实验数据。物理学科特别重视实验，很多抽象的物理概念需要通过物理实验才可以理解清楚。高中生在平时的物理学习过程中要积极地参加物理实验，物理实验的设计、操作过程都要全面参与。高中生要在具体的实验过程中认识物理概念，体会其中蕴含的物理规律和知识。同时，在实验过程中会产生大量的数据，高中生在实验过程中要把这些数据整理好，然后，把这些数据带入物理公式中，检验物理理论的正确性。例如，在证明力的合成遵循平行四边形原理的实验中，要用很多不同的数据说明合力和分力的关系，这些数据可以作出不同的物理图像，都可以验证力的合成遵循的规律。这些实验、数据处理、作图和分析图像的过程，只有高中生亲身体验，才可以更清楚明确的理解物理知识。

参考文献：

[1] 黄秋凤.浅谈一次函数图像在高中物理中的应用[J].中学教学参考，2017（11）：36-37.

[2] 袁鹏飞.图像法在高中物理教学中的应用研究[J].高考，2017（33）：183-183.

[3] 刘玉佳.研究高中物理图像法解题的应用[J].教育，2017（2）：00202-00202.

[4] 孥荐树.高中物理教学中图像法的应用现状及应用研究[J].教育界：综合教育研究， 2016（3）：52-52.