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1問题的提出
物理学的发展与数学结下了不解之缘，数学为物理学的发展，为物理概念、物理规律的量化和应用提供了强有力的工具.初中物理知识的描述方式有文字法、公式法、图像法，它们从多个侧面观察、研究同一物理现象或规律，同时又互相补充，互相完善.《课程标准》中也对实验探究有明确要求：知道简单的数据记录和处理方法，会用简单图表等描述实验结果.因此，在新课程初中物理课堂教学中如何突出图像作用，挖掘图像功能，培养学生思维能力，提高学习探索的能力就成了我们青岛市初中物理教学的一项重要的研究内容.
1.1物理图像的概念
物理图像起源于数学图像，其思想源于数形结合.笛卡尔引入了直角坐标系后，代数学从此便有了一个几何的表述.人们可以用图形来直观地描述那些抽象的代数方程，也可以用代数方法来研究几何问题，这就是解析几何，在代数学中引入图像，用数学家的话说就是数形结合.物理规律不外乎两种表达方式：文字语言和数学语言.文字语言的表达方式必不可少，但是真正需要运算、演绎的时候，就需要数学语言了.就物理学本身而言，绝大多数的物理规律都存在一个相应的代数形式的数学表达式.代数表达式往往存在一个几何的表述.即物理规律也可以用几何形象来表述的，这就是物理图像.图像描述要比枯燥的文字、公式更容易理解，但难以掌握，因为初中物理图像是从实验中抽象出来的或是应用数学手段总结出来的.
1.2青岛初中物理图像的教学研究
《课程标准》是我们进行课堂教学的依据，目的是使教师清楚在教学活动中应该教什么，教到什么程度.《课程标准》编写的体例，可以使我们从不同的角度对它进行解读，从而灵活地制定教学要求.但如果每个老师自己根据《课程标准》进行教学，就会造成教学随意性大，教学要求不统一.这样，就为实际的课堂教学及其评价带来极大的困难.
自2003年以来，青岛市初中物理学科就一直在探索与高中物理的教学的衔接问题，我们利用专家讲座、教师假期集中培训、日常教研交流、初高中教师相互听课学习等各种机会进行研究，现在我们在物理学科的各个模块/板块的初高中知识的教学中都有了很好的衔接梯度设计.
初中物理学习中涉及大量的图像问题，从热学、力学到电学，覆盖面相当广泛.对于图像的教学，青岛市的初中物理逐步形成了“三个维度七个层次”由浅入深的要求.要求学生不仅能用图像法分析实验数据得出物理规律，提高学生分析物理实验的能力、发展学生的空间智力，还能够灵活运用图像法去解决包括已学和未学知识的各种问题，使学生的分析思维的深度、学习探索的能力得到提升.
2青岛市初中物理学科图像教学的应用案例
结合《课程标准》和人教版教材，青岛市初中物理对于“图像类”要求形成的“三个维度七个层次”，具体为：
2.1需要学生记住和熟练运用的基本图像(共6个知识点、10个图像)
(1)匀速直线运动两种图像：v-t图像、s-t图像；
(2)晶体、非晶体的熔化、凝固过程：t温-t时图像；
(3)水沸腾的过程：t温-t时图像；
(4)质量与体积的关系：m-V图像；
(5)重力与质量的关系：G-m图像；
(6)电流与电压的关系：I-U图像.
2.2让学生尝试灵活运用图像法去解决包括其它知识点的各种问题
表1 具体的考查要求及其字母代号
字母代号基本图像T1其他学过知识图像T2未学过知识图像T3
1.判断T1-1T2-1T3-1
2.应用T1-2T2-2T3-2
3.绘制T1-3
下面列举上述7种要求的典型实例各一题：
T1-1判断学过的基本图像正确与否：
例1如图1所示图像中，能正确反映“物体所受的重力跟它的质量的关系”的是
T1-2应用学过的基本图像进行分析、解决有关问题.
例2用质量为100 g的水进行水的沸腾实验，得到实验图像如图2所示，则：
(1)水的沸点是℃.
(2)从计时开始到沸腾这段时间水吸收的热量是多少？
T1-3对学过的基本图像会运用得到的实验数据进行绘制.
例3表2是小明探究电流与电压关系的实验数据，请根据实验数据用描点法在图3中画出R1的I-U图像.
R1=5 Ω
表2
次数123
U/V246
I/A0.40.81.2
T2-1判断其他学过知识图像正确与否.
例4小雨探究滑动摩擦力与压力大小的关系得到如表3所示实验数据：
表3
压力FN/N51015
弹簧测力计示数F/N123
实验得出的结论，用图4图像中的图线来表示，它应是图线.
T2-2应用其他学过的知识图像进行分析、解决有关问题.
例5探究阿基米德原理实验中，把石块逐步浸入某种液体进行实验，根据实验数据，画出了如图5所示图像，则根据图像求出该液体的密度为kg/m3.
T3-1判断未学过知识图像正确与否.
例6牛顿认为，宇宙中任何两个物体之间都存在引力，引力大小F引与两个物体的质量m1、m2成正比，与两个物体之间距离r的关系可以用图6所示图像表示，k为比例常数，则两个物体之间的引力关系表达式为
A.F引=km1m2r2B.F引=km1m2r
C.F引=km1m2r2D.F引=km1m2r
T3-2应用未学过的知识图像进行分析、解决有关问题.
例7我们知道，弹簧伸长的长度越大，弹簧产生的弹力就越大.为了研究弹簧的弹力大小，利用某一钢弹簧进行了实验探究，根据取得的数据得到的图像如图7和图8所示，则：
(1)弹簧的弹力大小F与伸长的长度x可用关系式F=k来表示，其中k为弹簧的劲度系数.上述实验中的k钢=(填上数值和单位).
(2)实验中钢弹簧伸长的长度为25 cm时，弹簧的弹力为N.
(3)如图9所示，甲是用相同规格的铜弹簧和钢弹簧并联起来挂着一个钩码，乙是用另一个相同规格的合金弹簧挂着相同的钩码，它们的伸长量相同.请你推导证明三个弹簧的劲度系数有关系：k合金=k铜 k钢.
3青岛市初中物理学科图像教学的实施
3.1制定并实施落实好“三个维度七个层次”的教学计划
教师首先根据学情和教学内容将七个层次的要求合理分配到八、九年级的教学中.
如：八年级利用相关实验教学内容使大部分学生逐步达到T1-1、T1-2和T1-3的有关要求，学生不仅能将实验数据用图像描述出来，还能根据图像得出物理规律、应用图像解决有关问题；九年级利用相关实验教学内容基本使全体学生达到T1-1、T1-2和T1-3的有关要求，在此基础上，使部分学习能力强的学生逐步达到T2-1和 T2-2的有关要求；在综合复习提高阶段，使部分学习能力强的学生逐步达到T3-1和T3-2的有关要求.这样不仅使学生掌握了利用图像处理物理实验数据的方法，还为后续高中物理的学习打好基础；也提高了学生分析物理实验、灵活运用图像法去解决问题的能力，这也许会改变学生成人后解决问题的思维.
3.2注意的有关问题
(1)制定计划时，教师要按照“年级—学期—章—节”来具体细化上述要求的具体安排.
(2)教师提前了解好数学学科与本学科的前后衔接问题，并做好有关知识铺垫.如在八年级的教学中，首先要了解学生关于图像已经学过了哪些知识，再利用学生的数学知识引导学生进行物理图像学习；如果学生还没有学习到图像、函数的基本知识，那么在物理教学中就要先进行补充讲解.
(3)在落实各个层次要求教学中，一定不要把每个实验数据的处理都进行全部层次的要求，要按照制定的计划按部就班地进行，否则会欲速则不达.
物理学的发展与数学结下了不解之缘，数学为物理学的发展，为物理概念、物理规律的量化和应用提供了强有力的工具.初中物理知识的描述方式有文字法、公式法、图像法，它们从多个侧面观察、研究同一物理现象或规律，同时又互相补充，互相完善.《课程标准》中也对实验探究有明确要求：知道简单的数据记录和处理方法，会用简单图表等描述实验结果.因此，在新课程初中物理课堂教学中如何突出图像作用，挖掘图像功能，培养学生思维能力，提高学习探索的能力就成了我们青岛市初中物理教学的一项重要的研究内容.
1.1物理图像的概念
物理图像起源于数学图像，其思想源于数形结合.笛卡尔引入了直角坐标系后，代数学从此便有了一个几何的表述.人们可以用图形来直观地描述那些抽象的代数方程，也可以用代数方法来研究几何问题，这就是解析几何，在代数学中引入图像，用数学家的话说就是数形结合.物理规律不外乎两种表达方式：文字语言和数学语言.文字语言的表达方式必不可少，但是真正需要运算、演绎的时候，就需要数学语言了.就物理学本身而言，绝大多数的物理规律都存在一个相应的代数形式的数学表达式.代数表达式往往存在一个几何的表述.即物理规律也可以用几何形象来表述的，这就是物理图像.图像描述要比枯燥的文字、公式更容易理解，但难以掌握，因为初中物理图像是从实验中抽象出来的或是应用数学手段总结出来的.
1.2青岛初中物理图像的教学研究
《课程标准》是我们进行课堂教学的依据，目的是使教师清楚在教学活动中应该教什么，教到什么程度.《课程标准》编写的体例，可以使我们从不同的角度对它进行解读，从而灵活地制定教学要求.但如果每个老师自己根据《课程标准》进行教学，就会造成教学随意性大，教学要求不统一.这样，就为实际的课堂教学及其评价带来极大的困难.
自2003年以来，青岛市初中物理学科就一直在探索与高中物理的教学的衔接问题，我们利用专家讲座、教师假期集中培训、日常教研交流、初高中教师相互听课学习等各种机会进行研究，现在我们在物理学科的各个模块/板块的初高中知识的教学中都有了很好的衔接梯度设计.
初中物理学习中涉及大量的图像问题，从热学、力学到电学，覆盖面相当广泛.对于图像的教学，青岛市的初中物理逐步形成了“三个维度七个层次”由浅入深的要求.要求学生不仅能用图像法分析实验数据得出物理规律，提高学生分析物理实验的能力、发展学生的空间智力，还能够灵活运用图像法去解决包括已学和未学知识的各种问题，使学生的分析思维的深度、学习探索的能力得到提升.
2青岛市初中物理学科图像教学的应用案例
结合《课程标准》和人教版教材，青岛市初中物理对于“图像类”要求形成的“三个维度七个层次”，具体为：
2.1需要学生记住和熟练运用的基本图像(共6个知识点、10个图像)
(1)匀速直线运动两种图像：v-t图像、s-t图像；
(2)晶体、非晶体的熔化、凝固过程：t温-t时图像；
(3)水沸腾的过程：t温-t时图像；
(4)质量与体积的关系：m-V图像；
(5)重力与质量的关系：G-m图像；
(6)电流与电压的关系：I-U图像.
2.2让学生尝试灵活运用图像法去解决包括其它知识点的各种问题
表1 具体的考查要求及其字母代号
字母代号基本图像T1其他学过知识图像T2未学过知识图像T3
1.判断T1-1T2-1T3-1
2.应用T1-2T2-2T3-2
3.绘制T1-3
下面列举上述7种要求的典型实例各一题：
T1-1判断学过的基本图像正确与否：
例1如图1所示图像中，能正确反映“物体所受的重力跟它的质量的关系”的是
T1-2应用学过的基本图像进行分析、解决有关问题.
例2用质量为100 g的水进行水的沸腾实验，得到实验图像如图2所示，则：
(1)水的沸点是℃.
(2)从计时开始到沸腾这段时间水吸收的热量是多少？
T1-3对学过的基本图像会运用得到的实验数据进行绘制.
例3表2是小明探究电流与电压关系的实验数据，请根据实验数据用描点法在图3中画出R1的I-U图像.
R1=5 Ω
表2
次数123
U/V246
I/A0.40.81.2
T2-1判断其他学过知识图像正确与否.
例4小雨探究滑动摩擦力与压力大小的关系得到如表3所示实验数据：
表3
压力FN/N51015
弹簧测力计示数F/N123
实验得出的结论，用图4图像中的图线来表示，它应是图线.
T2-2应用其他学过的知识图像进行分析、解决有关问题.
例5探究阿基米德原理实验中，把石块逐步浸入某种液体进行实验，根据实验数据，画出了如图5所示图像，则根据图像求出该液体的密度为kg/m3.
T3-1判断未学过知识图像正确与否.
例6牛顿认为，宇宙中任何两个物体之间都存在引力，引力大小F引与两个物体的质量m1、m2成正比，与两个物体之间距离r的关系可以用图6所示图像表示，k为比例常数，则两个物体之间的引力关系表达式为
A.F引=km1m2r2B.F引=km1m2r
C.F引=km1m2r2D.F引=km1m2r
T3-2应用未学过的知识图像进行分析、解决有关问题.
例7我们知道，弹簧伸长的长度越大，弹簧产生的弹力就越大.为了研究弹簧的弹力大小，利用某一钢弹簧进行了实验探究，根据取得的数据得到的图像如图7和图8所示，则：
(1)弹簧的弹力大小F与伸长的长度x可用关系式F=k来表示，其中k为弹簧的劲度系数.上述实验中的k钢=(填上数值和单位).
(2)实验中钢弹簧伸长的长度为25 cm时，弹簧的弹力为N.
(3)如图9所示，甲是用相同规格的铜弹簧和钢弹簧并联起来挂着一个钩码，乙是用另一个相同规格的合金弹簧挂着相同的钩码，它们的伸长量相同.请你推导证明三个弹簧的劲度系数有关系：k合金=k铜 k钢.
3青岛市初中物理学科图像教学的实施
3.1制定并实施落实好“三个维度七个层次”的教学计划
教师首先根据学情和教学内容将七个层次的要求合理分配到八、九年级的教学中.
如：八年级利用相关实验教学内容使大部分学生逐步达到T1-1、T1-2和T1-3的有关要求，学生不仅能将实验数据用图像描述出来，还能根据图像得出物理规律、应用图像解决有关问题；九年级利用相关实验教学内容基本使全体学生达到T1-1、T1-2和T1-3的有关要求，在此基础上，使部分学习能力强的学生逐步达到T2-1和 T2-2的有关要求；在综合复习提高阶段，使部分学习能力强的学生逐步达到T3-1和T3-2的有关要求.这样不仅使学生掌握了利用图像处理物理实验数据的方法，还为后续高中物理的学习打好基础；也提高了学生分析物理实验、灵活运用图像法去解决问题的能力，这也许会改变学生成人后解决问题的思维.
3.2注意的有关问题
(1)制定计划时，教师要按照“年级—学期—章—节”来具体细化上述要求的具体安排.
(2)教师提前了解好数学学科与本学科的前后衔接问题，并做好有关知识铺垫.如在八年级的教学中，首先要了解学生关于图像已经学过了哪些知识，再利用学生的数学知识引导学生进行物理图像学习；如果学生还没有学习到图像、函数的基本知识，那么在物理教学中就要先进行补充讲解.
(3)在落实各个层次要求教学中，一定不要把每个实验数据的处理都进行全部层次的要求，要按照制定的计划按部就班地进行，否则会欲速则不达.