[摘 要]物理教學中圖感的建立和培養(yǎng)是《初中物理課程標準》要求培養(yǎng)全體學生的科學素養(yǎng)的重要途徑，是發(fā)展抽象思維和提高解題能力的重要標志，也是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神與實踐能力的需要。在日常教學中，教師應加強對學生物理圖感的培養(yǎng)，把物理圖感的培養(yǎng)體現(xiàn)在日常物理教學過程中去。

[關鍵詞]物理教學；圖感；實踐能力

[作者簡介]李海鋒（1979- ），男，江西樂平人，樂平市第七中學，中學一級教師，研究方向為中學物理教學。

物理圖感是對物理空間與圖形的直覺和敏銳程度，是在學習物理空間與圖形的過程中，領悟物理空間與圖形中所隱含的整體性、敏銳性、次序性、和諧性，達到對物理空間與圖形的整體把握乃至能夠預見解決問題的能力。這種物理圖感以形象思維和抽象思維為依托，以豐富的物理識圖、作圖經(jīng)驗為前提條件，是在物理空間與圖形理論靈活應用的基礎上逐漸形成的在人腦思維中的正確反映。物理教學中圖感的建立和培養(yǎng)是《初中物理課程標準》要求培養(yǎng)全體學生的科學素養(yǎng)的重要途徑，是發(fā)展抽象思維和提高解題能力的重要標志，也是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神與實踐能力的需要。因此，培養(yǎng)學生物理圖感是當前物理教學的一個重要任務。在日常物理教學中，教師應逐步發(fā)展學生的物理圖感，培養(yǎng)學生的物理空間觀念。

一、走進生活，建立物理圖感的整體性

物理學是研究宇宙間物質(zhì)存在的基本形式、性質(zhì)、運動和轉(zhuǎn)化、內(nèi)部結(jié)構等方面，從而認識這些結(jié)構的組成元素及其相互作用、運動和轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律的科學。物理空間與圖形的內(nèi)容主要來源于現(xiàn)實世界中的物體的形狀、大小、位置關系及其變換，物理知識來源于生活，發(fā)展學生的物理圖感離不開學生的生活經(jīng)驗。只有當學生把所學知識與生活經(jīng)驗聯(lián)系起來，才能更好地掌握知識，內(nèi)化知識。唐·季·烏申斯基認為，兒童是“用形式、聲音、色彩和感覺”思維的。物理圖感的建立主要不是僅通過傳授而能得到培養(yǎng)的，重要的是讓學生自己去感知、發(fā)現(xiàn)和探索，使他們在學習物理的過程中，更多地接觸和經(jīng)歷有關物理現(xiàn)象，推導物理規(guī)律，在現(xiàn)實物理情景下感受體驗，從而更具體更深刻地把握物理空間與圖形的相關概念，豐富物理圖感的建立和整體認識。日常物理教學中要展示豐富的現(xiàn)實物體和教具，讓學生通過大量的實體模型和基本事實抽象出物理概念和規(guī)律。如人們想問題的時候總拿出紙和筆來勾勾畫畫，這是建立物理圖感的一大途徑。要教會學生把物理問題的各個要素用物理符號表征，或可以用形象來表達思想即形象表征，教學生把物理問題 “畫出來”，建立物理圖感。如聲音中的“多普勒效應”和“蜻蜓點水”等問題很多學生不理解，教師可以引導學生簡單推導“多普勒效應”公式，讓學生在方格筆記本上簡單地畫出實驗圖形，記錄模擬實驗數(shù)據(jù)，導出公式。

筆者在教學中明確提出物理圖感的概念，并有意識地在教學和實踐中去幫助學生建立物理圖感，進而強化物理圖感意識。學生只有明確物理圖感的概念和重要性，才會有意識地去學習物理圖感，也才能將物理圖感的作用發(fā)揮到最大程度。如“樂音的三要素”是學生普遍熟悉而又容易錯誤的概念，教學中借助下圖四個音叉甲、乙、丙、丁發(fā)聲時在示波器顯示出的聲波圖形，觀察并自己勾畫圖形后說出其不同之處，通過對比分析建立樂音三要素的圖感，可以形象地表現(xiàn)出三要素的區(qū)別和聯(lián)系。

二、大膽想象，建立物理圖感的敏銳性

楊振說過：“常常有同學問我做物理工作成功的要素是什么，我想要素可以歸納為三個P：Perception， Persistence and Power。Perception——眼光，看準了什么東西，就要抓住不放；Persistence——堅持，看對了就要堅持；Power——力量。”這個Perception（眼光），在初中生腦海里應該就是物理圖感。教師有這樣的體會，讀題后能馬上浮現(xiàn)物理情景，改試卷時看一眼就知道對錯，這就是物理圖感的敏銳感。物理圖感主要表現(xiàn)在：能由實物想象出圖形，由圖形想象出實物，進行實物與其圖形的轉(zhuǎn)化、語言文字與物理圖形的轉(zhuǎn)化、物理圖形與數(shù)學語言的轉(zhuǎn)化等；能根據(jù)條件做出立體模型或畫出圖形；能從較復雜的圖形中分解出基本的圖形，并能分析其中的基本元素及其關系；能描述實物或幾何圖形的運動和變化；能采用適當?shù)姆绞矫枋鑫矬w間的位置關系；能運用圖形描述問題，利用直觀來進行思考。我們都知道想象遠比知識重要，知識有涯，而想象無邊。在物理教學中，考察物理問題、物理對象、物理過程、物理規(guī)律、物理理論的特點，對學生進行圖學教育，引導學生進行合理的猜測。借助于大膽的猜想，能提高對物理圖感的敏銳度。

模型法就是物理圖感敏銳性培養(yǎng)的重要方法。如“力和機械中杠桿”的學習中，學生由于受蹺蹺板和實驗用的均勻木質(zhì)杠桿的影響，產(chǎn)生了只有直桿和中心支點等錯誤的思維定勢。這時教師就特別要教會學生杠桿作為剛性轉(zhuǎn)動物體這一模型思想，強化對任意剛性轉(zhuǎn)動實物抽象為杠桿模型這一物理圖感的培養(yǎng)。如下圖背重物和手臂上的杠桿問題。

一旦建立這種桿杠圖感就能敏銳地發(fā)現(xiàn)各種類型的桿杠模型，這種敏銳感正是物理圖感的最重要特征。

按照電路圖連接實物圖和將實物圖的連接情況畫成電路圖，是初中電學中一項非常重要的實驗技能，是學生在學習電路知識時應該掌握的基本技能之一，電學教學中電路圖和實物圖的對應轉(zhuǎn)化又是加強初中物理圖感培養(yǎng)的重要一環(huán)。又如電學的綜合動態(tài)計算題中不管開關如何閉合，滑動變阻器如何移動，只要教會學生以下兩類基礎電路圖形（串聯(lián)電路和并聯(lián)電路），即可以以不變應萬變。

又如教授學生普遍感到很難掌握的相互作用力與平衡力的區(qū)別和聯(lián)系的教學中，以拔河情景為例，對拔河過程中甲、乙兩方進行受力分析，在此基礎上強化受力示意圖的畫法，總結(jié)出豎直方向上和水平方向上兩類基本圖示，建立受力分析的物理圖感，并由此引申到豎直方向上和水平方向上的三力平衡的物理圖感。在力和機械與浮力的實際解題中教會學生從復雜圖形中提煉出有效基本圖形的能力，可以強化學生的物理圖感的敏銳性和準確性。

三、實踐操作，體驗物理圖感的次序性

物理定律不能單靠“思維”來獲得，還應致力于觀察和實驗。成功的奧秘在于多動手。物理教學實踐活動中，要培養(yǎng)學生動手操作的能力，以自己親身的實踐活動來學習物理，將物理知識運用到實際生活中去，而不是由教師用“填鴨式”的教學方式告訴學生這是什么，應該怎樣，答案又是什么。在整個初中物理教學中，教師要注重對學生動手能力的培養(yǎng)，加強實踐操作，讓學生體會每個現(xiàn)象、每個概念、每個規(guī)律的形成過程，對各個基本物理學研究對象進行靜態(tài)和動態(tài)的定義，將體驗各物理現(xiàn)象的動態(tài)變化貫穿于整個物理的學習當中去，體會物理和數(shù)學圖形的動態(tài)變化，在頭腦中形成動靜結(jié)合的有次序性的物理圖感。

為了體驗物理圖感的次序性，課堂教學中應加強作圖訓練，為學生設計更多有趣的實踐活動。如透鏡的應用中學生普遍對顯微鏡、幻燈機、放大鏡的應用理解不透，做題時思路混淆，這些是沒有在頭腦中建立透鏡成像圖感的表現(xiàn)。因此，在透鏡成像規(guī)律的教學中，教師可先通過光具座上的實驗和畫光路圖，建立起光路成像的形成和變化“動畫圖像”，加上表格填充，豐富其圖感。這既加強了對光的折射記憶，又加深了對透鏡成像規(guī)律的理解，能提高學生的分析和解題能力。因此，讓學生多做這樣的畫圖填表練習，養(yǎng)成這種習慣，對體會物理圖感的次序性是很有必要的。

四、數(shù)形結(jié)合，發(fā)展物理圖感的和諧性

數(shù)學家波利亞說：“學習任何知識的最佳途徑是自己去發(fā)現(xiàn)，因為這種發(fā)現(xiàn)理解最深，也最容易掌握其內(nèi)在的規(guī)律、性質(zhì)和聯(lián)系?！痹谖锢斫虒W中，教師要創(chuàng)設各種形式的探索機會，讓學生在自主探究的過程中充分發(fā)揮數(shù)學的功能，數(shù)形結(jié)合地發(fā)展物理圖感。在對簡單物體和情景的形狀、大小、位置關系、運動的探索過程中，發(fā)展物理空間觀念。在與他人合作交流等活動過程中，合情推理，進一步學習有條理地思考與表達；在積累了一定的活動經(jīng)驗與掌握一定的物理規(guī)律的基礎上，靈活運用數(shù)學圖形及知識，發(fā)展物理圖感的和諧程度。如互成角度平面鏡問題：從C點射出的光，經(jīng)幾次反射后又回到C點（要求：畫出光路圖），根據(jù)光的反射定理一一作圖求解顯然是不妥的，這時如利用數(shù)學軸對稱思想可以化曲為直就可輕松得到答案。

物理學家狄拉克說過，方程式之美，遠比符合實驗結(jié)果更重要。物理綜合題的解答中需要學生掌握方程思想，運用方程和方程組幫助解答較為復雜的難題，體現(xiàn)數(shù)學和物理圖感的和諧性。在日常教學中，教師應向?qū)W生提供充分從事物理活動的自主探索的平臺，幫助他們在自主探索、合作交流的數(shù)形結(jié)合學習活動中發(fā)展和諧的物理圖感。

五、解決問題，強化物理圖感的直覺性

愛因斯坦說：“我相信直覺與靈感，真正可貴的是直覺?！睂W習物理的目的在于解決問題，學生遇到具體問題時首先要想到用什么方法解決。同樣一個問題可以有不同的方法解決，有些不同問題可能會有同一種解法。課堂上，可以為學生適當提供一些開放性問題，有助于這種意識和能力的培養(yǎng)。邏輯用于證明，直覺用于發(fā)明，教師有這樣的體會，讓學生在做作業(yè)時很快就知道怎么畫示意圖，這就是物理圖感的直覺性。這種直覺性來源于扎實的理論基礎、豐富的畫圖和讀圖經(jīng)驗，以及對這些知識的熟練應用。強化物理圖感的直覺性，對培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神與實踐能力有極其重要的作用。

責任編輯 一 覺