高中物理教学中培养学生的作图能力

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  近年的物理高考试卷,图形分析题越来越多,借助于图形解决问题已成为物理解题的主要方法之一.试图用图形法时,如果学生的作图能力差,将直接影响到问题的解决.可见,在高中物理教学中培养学生的作图能力是教师义不容辞的责任.
  一、作图的必要性
  物理作图是将抽象的概念与规律高度概括化的视觉思维过程,图是一种形象与抽象的结合体、是一种模型、是一种方法.物理作图不同于数学图形,它赋予数学图形以物理的内涵.简而言之,物理图形是呈数学之形、载物理之质,以图助思.毋容置疑,作出恰当的图形,将使问题简单化、形象化、直观化.
  物理教学离不开图形,从运动过程的描述、力的合成与分解,到“场”的描绘、“路”的展开、各种函数图象的应用等,都需要借助于“图形”语言来表达.然而,在实际教学中,学生更注重文字、公式的演算,缺乏图形分析的意识,图形能力严重不足,学生不会作图,即便是想借助图来分析问题,也不知怎么作图、作什么图等,直接影响了教学效果.
  二、作图的重要性
  1.可使抽象问题形象化
  高中物理的学习,如果能借助图形来理解概念、规律,展示过程、解决问题,往往会降低思维的难度,使抽象问题形象化、模糊问题具体化、复杂问题简单化.图形成为解决问题的重要工具,符合学生的认知习惯.
  2. 简化物理模型构建
  高中物理的许多问题往往需要忽略次要因素,构建适当的物理模型,才能得以解决.作图的过程,其实就是借助形象的线条使抽象问题得以形象呈现,通过图形的不断调整变换,物理的抽象建模就会变得自然、简单.
  三、培养学生的作图能力
  1.突出图的地位,养成作图习惯
  物理作图对于高中物理教学中“图”的价值呈现的意义是不言而喻的.要培养学生的作图能力,就要突出作图在教学中的重要地位,从概念的建立开始,就养成作图、用图的习惯,在不断的作图、用图实践中培养学生的作图能力.
  教师要通过教学示范引领,督促学生养成解题画图、画图解题的思维习惯,使作图成为物理学习的“下意识”, 慢慢地,学生就养成作图的习惯.
  例如,一定质量的理想气体发生等压膨胀,求气体对外做的功.这个问题无图也易解,但教学中仍应画出p-V图来解答,就是让学生养成习惯.事实上,这对于理解p-V图中图线与坐标轴所围的面积表示功是有着示范意义的,这为复杂问题的解决提供了方法.
  2.结合图形教学,助推物理理解
  在高中物理教学中,图应成为“兴奋点”之一.无论是概念的建立,还是规律的描述,都应该结合图形进行,这有助于学生理解物理知识.
  圖1
  例如,图1表示一质点做直线运动时的v-t图象.结合加速度的概念与图象斜率、面积的物理意义,可以直观获知:物体在0~2s内做a1=6m/s2的匀加速运动,2~8s内做匀速运动,8~12s内做匀减速运动,总位移为108m,平均速度为9m/s.
  3.重视课本插图,挖掘潜在价值
  高中物理教材可谓图文并茂,尤其凸显图形的突出地位.比如,教材中有许多插图,为描述电场而引入“电场线”,为形象化电势而引入“等势面”,等等.有了这些鲜活的“图”背景,学生学习物理知识的积极性会大幅提高,教与学的形式也变得精彩而多样,教师快乐教学,学生快乐学习.课本中的插图还为教学作图、用图提供了示范.在物理教学中,教师应注重引导学生通过观察教材里的插图,理解“数学之形”与“物理本质”的关系,用插图理解物理知识,意识到物理图形的重要性,并引导学生看图,提高分析图形的能力,建立规律和图形之间的联系,从而提高学生的作图能力.
  4.利用物理习题,强化作图训练
  在习题教学中,审题、建立情境图、想象、形成物理图形等环节,都存在作图训练的机会,教师应指导学生边审题边画图,对于该画图而不画的,练习时给予指出,以促进学生作图意识的形成.作图助思考时,将构建的模型图形化,适当进行视图转化.在不断的习题解决中,训练学生的作图能力,形成一定的技巧.在这个过程中,教师的教学习惯与对答题的规范要求、对作图能力的培养效果是至关重要的.
  总之,在高中物理教学中,教师要有效发挥图形的作用,注重培养学生的作图能力,并进行针对性的训练,从而使高中物理教学走向简约,迈向高效.
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