劉學(xué)山
插圖是教材的第二語言,也是無聲的語言。倘若我們在平時的教學(xué)過程中,能夠充分利用教材中的插圖,既有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習物理的興趣,更好地理解物理知識,又能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、理解能力和思維能力,起到事半功倍的作用。因此,作為一名初中物理教師,必須要充分體會編寫者的意圖,高度重視教材中的插圖,找準起點,靈活運用教材中的插圖,抓住重點,創(chuàng)造性地用活教材中的插圖,生成亮點,讓靜止的畫面閃現(xiàn)出生命的靈動,為提高初中物理教學(xué)質(zhì)量奠定堅實的基礎(chǔ)。
在初中物理教學(xué)過程中,教師往往要根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容,精心設(shè)計并創(chuàng)設(shè)不同的物理情境,吸引學(xué)生的注意力,引導(dǎo)學(xué)生的思維不斷深入,從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的能力,教材中的插圖可以發(fā)揮重要的作用。
例如,蘇科版八年級物理教材上冊第3 章“光現(xiàn)象”第4 節(jié)“平面鏡”中,“探究平面鏡成像的特點”是重要的教學(xué)內(nèi)容,引入新課時,巧妙地運用教材第69 頁插圖3-44“揭開儲幣魔箱的秘密”,可以取得引人入勝的良好效果。首先引導(dǎo)學(xué)生觀察插圖a 和插圖b,思考題目中提出的問題:將錢幣從“儲幣魔箱”空箱頂部投幣口投入后,為什么錢幣卻不翼而飛?學(xué)生的思維一下子被調(diào)動了起來,在此基礎(chǔ)上,教師出示提前準備好的“魔箱”演示實驗,此時的學(xué)生,心中充滿了好奇,注意力高度集中,實驗效果非常好。演示結(jié)束后,積極引導(dǎo)學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)其中的奧秘,原來這個空箱的魔力,就來自于箱中傾斜放置的一個平面鏡,為探究平面鏡成像的特點打下了很好的基礎(chǔ)。
物理概念是一種思維形式,是人們對物理現(xiàn)象和物理規(guī)律的抽象概括,包括形式概念和具體概念。[1]初中物理中的概念,主要以具體概念為主,關(guān)于具體概念的教學(xué),可以依據(jù)教材中的相關(guān)插圖及其蘊含的物理規(guī)律,強化學(xué)生對物理概念的理解,通常把這類插圖稱為概念圖或原理圖。學(xué)習九年級上冊第11 章“簡單機械”第3 節(jié)“功”時,教材第15 頁插圖11-28 共有a、b、c、d 4 幅小插圖組合而成,a 圖中,小女孩用力將一箱報刊搬起來,小女孩既對報刊施加了力,報刊也在該力的方向上移動了距離;b 圖中,學(xué)生背著書包在水平路面上勻速前進;c 圖中,司機費了九牛二虎之力,汽車還是紋絲不動,從這兩幅插圖可以看出雖然有力作用在物體上,但物體并沒有在該力的方向上移動距離;d 圖中,足球被踢后,在草地上滾動了一段距離,足球離開腳后,腳對足球沒有力的作用,足球是由于慣性繼續(xù)向前運動。將這4 幅小插圖綜合起來觀察,不僅形象直觀,而且含義明顯,學(xué)生比較容易理解和接受,能輕松總結(jié)出做功的兩個必要因素,而且記憶深刻,難以忘記。
蘇科版物理教材中關(guān)于實驗器材的插圖,有一部分屬于儀器實物圖,還有一部分是實驗裝置圖。重要的實驗裝置圖主要有八年級上冊第35 頁插圖2-15 水的沸騰裝置、第39 頁插圖2-29 冰和燭蠟熔化裝置、九年級上冊第44 頁插圖12-23 比較不同物質(zhì)吸熱升溫本領(lǐng)裝置、第54 頁插圖12-38 比較質(zhì)量相同的不同燃料充分燃燒時放出的熱量裝置等。這些實驗裝置圖,不僅全面展示了完成探究所需要的各種實驗器材,還隱含了器材的裝配順序、注意事項等。例如,上述實驗器材,均需要自下而上裝配,目的是能夠使酒精燈用外焰加熱;探究冰和燭蠟熔化,要采用“水浴法”加熱,目的是為了使物體均勻受熱,也可以直接將試管放在空氣中吸熱,以延長實驗時間,方便觀察并記錄物質(zhì)的溫度和狀態(tài)變化情況;比較不同物質(zhì)吸熱升溫本領(lǐng)的實驗,水和沙子吸收熱量的多少可以通過加熱時間反映;而比較質(zhì)量相同的不同燃料充分燃燒時放出熱量的實驗,水吸收熱量的多少則通過燃料燃燒完后溫度計示數(shù)的變化量反映。教師合理運用好此類插圖,可以讓學(xué)生充分認識到實驗的規(guī)范性和科學(xué)性,在實驗時,學(xué)生不僅思路清晰,有條不紊,而且非常容易通過正確的實驗操作得出正確的實驗結(jié)論,大大提高實驗的成功率。
九年級上冊第12 章第4 節(jié)“機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化”中,四沖程汽油機的工作過程及工作循環(huán)是教學(xué)的難點。教材第51 頁的插圖12-33 四沖程汽油機的構(gòu)造和插圖12-34 工作過程原理圖,有效幫助教師和學(xué)生化解了這一難點。上課時,教師可運用插圖,讓學(xué)生從汽油機的構(gòu)造和吸氣沖程開始,觀察并思考汽油機由哪幾部分構(gòu)成,各部分名稱是什么;各沖程工作過程中,活塞的運動方向,進氣門和排氣門的開、關(guān)情況如何;能量又是如何轉(zhuǎn)化的。將復(fù)雜的汽油機工作原理和過程,通過簡單的插圖呈現(xiàn)給學(xué)生,幫助學(xué)生建立科學(xué)的物理模型,讓學(xué)生獲得更加直觀形象的感受,從而加深學(xué)生對熱機原理和工作過程的理解,提高靈活運用的能力。這個過程,其實就是建模的過程,用物理模型研究物理問題,本身就是物理科學(xué)探究的方法之一,它化難為易,化抽象為具體,使學(xué)生更直觀、具體地理解物理現(xiàn)象和物理問題,大大降低了學(xué)生理解的難度。
物理學(xué)史是科學(xué)史的重要組成部分,是溝通物理科學(xué)與物理人文的橋梁?!读x務(wù)教育物理課程標準(2011 年版)》指出:“物理學(xué)不僅含有人類探索大自然的知識成果,而且含有探索者的科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神等?!盵2]涉及物理學(xué)史的插圖主要包括物理學(xué)家人物肖像圖,如八年級上冊第99 頁插圖4-39伽利略,八年級下冊第31 頁插圖7-15、7-16 湯姆生和盧瑟福,九年級上冊第14 頁插圖11-26焦耳、第18 頁插圖11-34 瓦特、第70 頁插圖13-16 安培、九年級下冊第66 頁插圖17-11 麥克斯韋,第73 頁插圖17-26 高錕等;中國古代的偉大發(fā)明創(chuàng)造,如八年級上冊第14 頁插圖1-14 戰(zhàn)國時期曾侯乙編鐘,第100 頁插圖4-41距今3000 多年的縱目青銅面具,第106 頁插圖5-11 古代日晷,九年級上冊第28 頁插圖11-44、11-45、11-46 碓、桔槔以及戰(zhàn)國時期的天平和砝碼等。我們可以利用這些圖片資源,讓學(xué)生了解我國古代物理學(xué)取得的偉大成就和科學(xué)家在科學(xué)探索的道路上所付出的艱苦努力,讓學(xué)生明白:成功的道路從來都不是平坦和一帆風順的,需要長期默默無聞、鍥而不舍、持之以恒的不懈付出,才可能取得成功,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、科學(xué)思維方法和勇于克服困難的堅韌意志,用唯物主義世界觀,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習熱情。
總而言之,蘇科版初中物理教材配備了大量的插圖,這些插圖的編排,具有嚴密的科學(xué)體系和嚴謹?shù)膶W(xué)科特點,作為物理教師,要充分認識到各類插圖在教材編排體系中的重要意義和重要價值,在平時的教學(xué)過程中重視插圖的價值,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新能力,為物理新課程改革做出自己應(yīng)有的貢獻。