【摘要】物理圖像能形象體現(xiàn)物理量間的關(guān)系，能直觀描述物理變化過程。物理圖像有利于學(xué)生思維發(fā)展，有利于培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，在教學(xué)過程中，常能起到其他方法無法替代的作用。

【關(guān)鍵詞】圖像 初中物理 教學(xué) 應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）32-0148-02

布魯納的結(jié)構(gòu)-發(fā)現(xiàn)教學(xué)理論提出，知識(shí)的呈現(xiàn)方式是促進(jìn)學(xué)習(xí)的一個(gè)重要條件[1]。動(dòng)作表象、圖像表象與符號(hào)表象是人們認(rèn)識(shí)和表征外部世界的三種信息加工系統(tǒng)[2]。圖像形象、直觀反應(yīng)物理量間的關(guān)系，是用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的方法。圖像在初中物理教學(xué)中的重要性日益凸顯，但在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中，圖像教學(xué)存在瓶頸，影響圖像教學(xué)效果，本文結(jié)合初中生的實(shí)際情況，探索圖像教學(xué)的優(yōu)化措施，以提高初中物理教學(xué)效果。

一、圖像在初中物理教學(xué)中應(yīng)用的重要性

（一）圖像在物理教學(xué)中的特殊功能

圖像是指直角坐標(biāo)系中表示兩個(gè)相關(guān)物理量之間函數(shù)關(guān)系的圖線[3]。在物理中，直角坐標(biāo)系中的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)分別代表不同的物理量，蘊(yùn)藏著一定的因果關(guān)系。圖線的變化，形象地展現(xiàn)了兩個(gè)物理量間的關(guān)系，同時(shí)兩者間的變化規(guī)律也直觀的體現(xiàn)出來。圖線的斜率、二次函數(shù)的解析式等是數(shù)學(xué)工具在解決一些物理問題上的應(yīng)用。因此在物理教學(xué)中，應(yīng)充分利用物理圖像，讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)與物理相結(jié)合的魅力。

（二）圖像有助于學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解

合理應(yīng)用圖像，能夠?qū)?fù)雜的物理過程簡單化，有助于學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解。如物理學(xué)中有些物理量采用比值法定義，借助正比函數(shù)圖像，可以直觀體現(xiàn)兩個(gè)物理量間的正比關(guān)系，讓學(xué)生更深刻地理解物理概念。筆者采用對(duì)照實(shí)驗(yàn)，對(duì)兩個(gè)層次相當(dāng)?shù)陌嗉?jí)分別用圖像法及解析法講解物態(tài)變化，并讓兩個(gè)班級(jí)學(xué)生當(dāng)堂做“本章練習(xí)”，采用解析法教學(xué)的班級(jí)有49人，答對(duì)20人，正確率40.8%，采用圖像法教學(xué)的班級(jí)有47人，答對(duì)34人，正確率72.3%。以上說明圖像法教學(xué)有助學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解。

（三）圖像有利于初高中銜接

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》要求高中生要能夠“從定性和定量兩個(gè)方面進(jìn)行科學(xué)推理、找出規(guī)律”，“會(huì)使用各種方法和手段分析、處理信息”，數(shù)學(xué)函數(shù)圖像能夠在“量”上很好地體現(xiàn)初高中銜接，因此初中物理教學(xué)中應(yīng)滲透圖像教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用圖像分析物理問題，為今后高中學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。

二、初中物理圖像法教學(xué)的瓶頸

（一）學(xué)生抽象思維不足影響對(duì)圖像的理解

圖像雖然能夠直觀體現(xiàn)各物理量間的關(guān)系，但畢竟不是直觀描述，需要一定的抽象思維。而初中生的思維正處于由形象思維向抽象思維過渡，但仍以形象思維為主，因此部分學(xué)生體現(xiàn)出對(duì)圖像的理解較為困難。函數(shù)圖像在物理中具有豐富的內(nèi)涵，直角坐標(biāo)系中的x軸y軸分別代表著不同的物理量，圖線特點(diǎn)反映兩個(gè)物理量間的關(guān)系。例如，學(xué)習(xí)物體運(yùn)動(dòng)s-t圖像時(shí)，學(xué)生常認(rèn)為圖線是物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡，無法把數(shù)學(xué)知識(shí)和物理原理相結(jié)合，思維的障礙，使得不同學(xué)科難以融合。

（二）數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不能滿足解析物理圖像的需要

解析物理圖像問題往往要借助相關(guān)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，如函數(shù)等。在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生學(xué)過的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)不能滿足解析物理圖像的需要，如八年級(jí)上學(xué)期，學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)需要用到一次函數(shù)，但數(shù)學(xué)一次函數(shù)到八年級(jí)下學(xué)期才學(xué)習(xí)；九年級(jí)上學(xué)期，在解決電學(xué)相關(guān)問題時(shí)要用到二次函數(shù)，但數(shù)學(xué)二次函數(shù)在九年級(jí)下學(xué)期才學(xué)習(xí)。由于學(xué)生缺乏一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)圖像一知半解。

三、優(yōu)化圖像在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

（一）借助圖像，建立物理概念

數(shù)學(xué)上，斜率表示“一條直線相對(duì)于橫坐標(biāo)軸的傾斜程度”，但在物理中，隨著坐標(biāo)軸代表的物理量不同，斜率代表的物理意義也不同。如果是s-t圖像，斜率表示“速度”；m-v圖像，斜率表示“密度”；“U-I”圖像，斜率表示點(diǎn)“電阻”。由以上幾個(gè)物理概念的建立，我們可以看到，函數(shù)圖像上某點(diǎn)的切線斜率代表兩個(gè)物理量的比值，這一思想可以遷移到其他物理概念的學(xué)習(xí)中。有些地方，圖線圍成的面積也代表一定的物理意義。如在I-R圖像中，根據(jù)U=IR，圖線中某點(diǎn)的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)所夾的面積代表電壓U；在I-U圖像中，根據(jù)P=UI，陰影部分的面積代表電功率P這一概念；在v-t圖像中，根據(jù)S=vt可知，圖線與t軸所圍成的面積代表路程S。

（二）借助圖像，尋找物理規(guī)律

物理規(guī)律是各種物理現(xiàn)象、物理過程在一定條件下發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律[2]。函數(shù)圖像中的圖線能夠直觀描述物理過程，把變化過程的動(dòng)態(tài)特征形象展現(xiàn)出來。因此，在進(jìn)行物理規(guī)律教學(xué)時(shí)，應(yīng)用圖像能使學(xué)生更深刻地理解物理規(guī)律。

勻速直線運(yùn)動(dòng)物體具有什么特點(diǎn)呢？根據(jù)v-t圖像可知，速度v不隨時(shí)間改變，根據(jù)s-t圖像可知，物體通過的路程與時(shí)間成正比。凸透鏡成像教學(xué)是難點(diǎn)，如何引導(dǎo)學(xué)生更直觀找到物距、像距和焦距之間關(guān)系？如果我們從u—v圖像，不難看出當(dāng)f

（三）借助圖像，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析

1.借助圖像，形象對(duì)比

物體熔化具有什么特點(diǎn)？如果我們引導(dǎo)學(xué)生把溫度隨時(shí)間變化過程用圖像描繪出來，學(xué)生就不難發(fā)現(xiàn)這兩種物質(zhì)溫度變化規(guī)律是不一樣的。A這類物體只有加熱到一定溫度才開始熔化，熔化過程吸收熱量，但是溫度保持不變，這類物質(zhì)為晶體。B這類物質(zhì)熔化過程吸熱溫度不斷升高，為非晶體。通過圖像如圖5，學(xué)生能更直觀理解晶體與非晶體的區(qū)別。

2.借助圖像，尋找關(guān)系

在探究歐姆定律過程中，學(xué)生在坐標(biāo)圖上畫出電阻一定時(shí)，電流隨電壓變化的圖像，可以直觀得出：電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比的關(guān)系（同時(shí)也說明電阻是導(dǎo)體的屬性，與電流、電壓大小無關(guān)）；同樣道理得出：電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比。

3.借助圖像，剔除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)

在“測(cè)量液體密度的實(shí)驗(yàn)”中得到的數(shù)據(jù)如下表：當(dāng)我們把所得數(shù)據(jù)繪制成圖線，會(huì)發(fā)現(xiàn)第四組數(shù)據(jù)偏離圖線較遠(yuǎn)，說明這組實(shí)驗(yàn)是錯(cuò)誤的。

（四）借助圖像，解決物理問題

物理問題的解決，體現(xiàn)了學(xué)生對(duì)所學(xué)的物理概念、規(guī)律、原理的理解和應(yīng)用[2]。有些物理變化過程較為復(fù)雜，初中生較難理解，此時(shí)如果教師借助圖像再現(xiàn)情景，常能化繁為簡，讓學(xué)生柳暗花明又一村。

綜上所述，我們可以看到圖像無論在概念教學(xué)、規(guī)律教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)或解決物理問題中，都發(fā)揮了其他方法難以取代的作用，因此在平常教學(xué)過程中，應(yīng)提倡解析法與圖像法有機(jī)結(jié)合，數(shù)與形相互補(bǔ)充，從而進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的思維能力和分析解決問題的能力，有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]莫雷.教育心理學(xué).廣州：廣東高等教育出版社，2002：113～115

[2]劉磊.函數(shù)圖像法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用研究，上海師范大學(xué)碩士論文，2013

[3]陳然，高瑞苑.初中物理圖像的教學(xué)策略.《考試周刊》，2015年第11期

作者簡介：

朱藝華（1978-），女，福建漳州人，中學(xué)一級(jí)教師，本科學(xué)士學(xué)位，主要從事中學(xué)物理教學(xué)。