初中物理教学中图形应用魅力探析

张 辉

数字、文字和图形［1］是物理的三大语言。物理学通过这三种语言的结合阐释了物理世界的无限魅力，将美妙的物理世界展现在学生面前。在小学阶段学生对数字和文字有了较为充足的认识，但是很少接触图形，对图形的认识还停留在浅表层面。初中物理教学应该加强学生对图形的应用，将图形直观化和形象化的特点应用在物理学习中。近年来，中考物理中与组图相关的试题比例逐渐增大。笔者通过研究与图形相关的试题和知识点，用理论结合实际的方式研究图形的具体应用，从课堂教学中图形的应用、试题中的图形考察方式、运用图形的注意事项三个方面展开探究，对如何在学习过程中训练学生使用图形这一工具进行了相关实践。

一、初中物理考试中图形的考察方式

初中物理关于图形使用的问题主要分为两种方式。第一类是定性的作图问题。定性的作图问题不需要学生计算图形的相关具体数值，只是从定性的角度描述问题的特性，此类试题重在考查学生对物理概念的理解和物理规律的运用；例如，在标注力臂方向的时候只需要画出力的方向，不需要标示出力的大小。第二类是定量的作图问题。这类问题需要学生进行运算，对所画的图有定量的要求，需要标识具体的量。例如，在图示镜面反射的时候需要学生对入射角和反射角进行计算，再画出相应的图形，学生不仅要图示光线的方向，还要对光线的相对位置进行定量的标注。

目前的初中物理画图题的考察类型包括以下三种。第一种是自做题，在题目中不出现图形，需要学生有结合图形解决问题的意识，主动地联想到用图形解决问题。这需要学生先理解题目的意思，再根据所学习的物理知识画出图形，这种题目综合难度一般相对较高，既考察了学生对物理知识的掌握程度，又考察学生的灵活应变能力。第二种是填空试题，在题目的信息中会给出部分图像，学生需要将缺失的部分补充完整，一般是要求填上适合的符号或者物理元器件等。比如，在电学的单元测试会让学生根据测量电阻的要求，补齐电路中缺失的电流表或者电压表。第三类试题是连线题，题目中给出相关的实验仪器，要求学生根据实验目的，连接相应的元器件。

上述题目重点考查学生的实验能力，要求学生通过对实验目的和结果的分析，选择适合的实验方案。这类题目可以考察学生在日常的物理学习过程中有没有认真观察实验，对实验的结果有没有进行深入思考，以评估学生对相关物理知识的掌握情况。此外有一些实验类的图形问题也有可能是上述三种问题的综合。

二、画图在物理课堂教学中的重要作用

对于大部分初中生而言，物理学科仍是相对较难的一门学科。首先，物理学中力学部分有大量的概念知识，这些内容是十分枯燥乏味的，相比于语文或者英语学科，学生不仅需要认识和写出物理概念，还需要对概念背后的知识有深刻的认识。其次，物理的学习讲究循序渐进，在整个物理学科的学习过程中，教材知识点前后之间的关联度很高，学生需要系统学习物理知识体系的建构过程。图形具有直观化的特点，合理使用图形可以明显降低学习难度，有效提高物理学习效果。

画图题是初中物理的常见题型，在作图的过程中可以将很多物理过程较为完整地展示出来，让学生对物理知识和规律有更加直观的理解；在考试中灵活运用作图的方法，可以更好地解析和把握题目的意图。图形最典型的应用充分体现在受力分析的学习过程中，当学生面对复杂的力学问题时，经常会感到手足无措，无法准确把握题目的具体意思，找不到解决问题的方向和方法。面对这一难题，教师就需要引导学生学习用画图的方式进行受力分析，将问题直观化和简单化，通过分析力的数量、力的大小、力的方向，向学生解释物理规律。这样学生会借助图形能更好地解析物理问题，有助于在大脑中建立物理模型。

三、正确处理画图学习中出现的问题

虽然学生有画图的意识，也知道画图过程有助于理解和掌握相关物理学知识，但学生在画图的时候经常会出现画图不规范的问题，图形不准确就会对正确理解物理知识和解决物理问题造成障碍。而在平常的考试中，学生有时往往因为所画图形的某个点不够准确，而不能正确解题。所以教师需要对画图问题高度重视。

首先，在日常学习中，教师必须要求学生画图时做到标准统一。在处理定量画图问题的时候，图中的所有的度量和标注标准应保持统一，只有统一的度量和标注才能保证正确的单位换算；只有画出标准统一的图形后，学生才可以从图像中发现和总结出相关的物理规律。例如，学生在进行力的图示、物质溶解的凝固曲线［2］、光的反射等画图实践时，只有对物理现象进行了标准统一的图示后，才有可能通过图像发现蕴含的物理规律。

其次，教师必须要求学生在画图的时候保持符号的统一。每种物理要素的量都有特定的符号标识，因此学生在画图的时候需要保持物理符号的统一，不能乱用物理符号，更不能按照自己的想法创造符号。此外，学生对某些物理符号应特别注意，这些符号需要加以适当的说明。例如符号L既可以表示力臂也可以表示电灯泡，F既可以表示拉力，也可以表示焦点的位置。因此，在有些情况下应加以说明，避免混淆。

再次，学生在画图时还要注意线条的整齐。图像的画法，以及图像中线条是否整齐，可以展示出学生的学习态度，也可以反应学生的学习能力。要让学生理解画图工整的两大好处：第一是工整的画图可以便于理解题目，图像越工整，越有利于观察，可为接下来的解题做好铺垫；第二是可以给阅卷老师形成良好的书面印象，工整的画图可以让阅卷老师更好地发现学生是否正确找到了问题的解决方法。

例如，在画电路图的时候，有些学生的电路图歪歪扭扭，在电路图中的元器件标注很不规范，有时将电压表的V字不经意地标识为U字，不但直接影响阅读的体验感，而且错误的书写方式有可能导致解题的思路出错。而如果将单位写错，例如厘米写成毫米，一定会造成答案错误，这类低级的计算错误在学生的平常学习中经常出现。教师需要在日常的教学过程中严格要求，及时纠正学生的错误，学生才能在正式考试中少出差错。

图形应用在初中物理教学过程中存在着巨大的价值，教师应该培养学生的识图、画图、用图的能力，在日常教学中培养学生善用图形的意识，熟练使用图像理解物理学概念的能力，将抽象的问题直观化的素养，并建构物理学相关知识的整体架构。要教会学生对于定性的画图问题做到准确描述，对于定量的问题做到精准描述。在画图的过程中，教师还应该注意学生作图的规范性，让学生不仅会画图，还具有画图的精准性和规范性，会正确使用相关物理符号，培养严谨、踏实、细致、认真的学习态度，将图形更好地运用到物理学的学习过程中，提高灵活运用物理知识解决问题的能力。