如何提高学生高中物理的数形结合能力探究

杨晓焕

摘要：数形结合能力培养是高中物理教学的重要组成部分，同时数形结合在解决物理问题中应用十分广泛。其中数形结合能力的培养更关键在于引导学生从图形中获取什么，图形结合后需要提取的数据信息等等，避免只是图形结合方法模板的套用。因此本文将结合高中阶段物理教学实际问题与图形结合能力融合中存在的问题，探究数形结合能力在实际解决问题中的应用，进而促进学生整体物理学习水平的提升。

关键词：高中物理 数形结合 应用探究

数形结合能力需要学生在解决问题的过程中感受图形的辅助作用，相比于传统公式、理论推导数形结合为自身提供了哪些便利条件。因此在高中物理教学中教师只是为学生提供数形结合的思路，具体在题目中的应用需要学生探究，结合自身物理基础知识对于数形结合方法思想进行理解。其次数形结合方法对于问题情境的把控也十分关键，并不是任何物理题目都会因为使用数形结合方法而简便，部分题目存在其他更适合自身的解决方法。因此在数形结合能力培养中加强学生对于问题情境的判断，数形结合方法目的是为了简化抽象物理概念的计算过程，但是数形结合方法并不是不存在计算。因此在高中物理教学中，树立学生整合现有解决方法的全面意识，结合具体问题整合现有方法，制定最佳的问题解决方案。

一、数形结合方法在运动中的应用探究

速度与时间图像、位移与时间图像是描述物体运动的重要图形，其中两种图像中的斜率以及图像面积能够代替公式简化计算。因此在运动学相关问题情境中，积极利用V-t图像以及X-t图像解决问题。而传统理论方法需要学生根据图像所给的数据代入公式进行计算，而数形结合方法的应用能够带领学生理解图像中不同数据的含义，引导学生对于公式有着更加深刻的理解。例如V-t图像中通过观察图像斜率能够迅速得出加速度大小，加速度方向，其次图像所包含的面积就是时间内物体走过的位移。其次图像的转折点表示加速度正负的转变，能够根据速度方向与加速度方向得出物体的运动状态。比如匀加速直线运动的速度方向与加速度方向一致，而减速运动则相反，匀速运动为平行于X轴的直线。其次是位移与时间图像，通过该图像能够得出物体的运动状态相关信息，首先纵轴代表物体的位移，而斜率代表了物体时刻速度。该图像的转折点说明速度方向发生了变化，只有x轴下方才能说明物体位移方向的改变。因此准确掌握图像中各项数据的含义能够有效减少解决问题的时间，同时增强学生对于基础公式的理解。a=v/t，x=v0t+1/2at2等基础公式，巩固现有的运动学物理基础知识体系。

二、数形结合方法在力学中的应用探究

高中阶段物理力学相关的问题迷惑性十分大，部分题目学生第一眼都理所当然地认为物体符合课堂中讲解的一种情况。但是学生没有观察到问题情境中物体受力情况的不同，因此在力学单元知识学习中，教师首先要树立学生画图分析的意识，做任何物理题目之前首先进行受力分析。通过受力分析观察横向与纵向的合力，结合横向以及纵向的速度判断物体的运动状态。具体到平衡问题中，以数形结合角度分析大致有三种方法，分别是合成法、分解法、正交分解发。三种方法虽然都是利用画图将不同受力进行整合分析，但是结合问题情境选择不同的平衡方法简易程度是不同的。因此在应用数形结合方法时注意问题情境，避免解决方法的生搬硬套。其中数形结合思想在处理滑块与物体之间的相对移动问题中应用作用十分明显，相对滑动本身是一个过程碎片化的问题。学生通过受力分析观察合力方向，进而得出滑块产生加速度的时刻，得到滑块速度与物体速度的相对速度。因此教师要鼓励学生在复杂问题情境中尝试使用数形结合的方法，但是不要只使用数形结合方法，理论上的方法只不过耗费的时间相对较长。利用数形结合方法发散学生物理思维，综合提升学生物理解决问题水平。

三、数形结合方法在电磁学中的应用探究

电磁学是高中物理学习的重难点，数形结合方法是提高该部分学习效率的重要途径。电磁学与运动学、力学的结合对于学生数形结合分析能力標准要求更加严格，画出正确的运动轨迹有时成为了解决问题的关键。因此在学习电磁学单元知识时，教师首先要带领学生画一些简单的圆周运动轨迹，其次树立学生时刻受力分析的意识，通过数形结合简化问题情境，降低电磁学生相关问题难度。其中在电磁感应问题情境中，物体经常出现不同方向上受力，同时伴随运动以及位置的变化物理各个方向上的力也在变化。因此在解决该类型问题时，第一要注意受力分析，第二要注重临界情况的分析，准确运用运动学基础知识进行解决。在求解磁通量时，部分题目构造的物理模型十分抽象，学生要试着将两个方向上的磁通量用箭头表示出来，便于学生更加直观地分析两个方向上的磁线数量之差。其次不同电荷分布的电场线也是解决受力问题的关键，学生可以尝试从一些双电荷情境练习，逐渐自身数形结合知识体系。

参考文献：

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