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【關(guān)鍵字】圖像法;高中物理;教學(xué);函數(shù)圖像;問(wèn)題解答方法

高中的物理知識(shí)點(diǎn)相對(duì)繁雜，一些知識(shí)點(diǎn)也比較抽象，在實(shí)際求解過(guò)程中方法也相對(duì)繁雜，實(shí)際求解過(guò)程具有相當(dāng)?shù)碾y度，使得學(xué)生們對(duì)物理知識(shí)點(diǎn)的掌握以及物理習(xí)題的實(shí)際求解并沒(méi)有什么興趣，但通過(guò)函數(shù)圖像卻可以把抽象性的物理現(xiàn)象生動(dòng)的表現(xiàn)出來(lái)，為了促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，并提高題目質(zhì)量，本篇文章對(duì)函數(shù)圖像求解方法做了比較簡(jiǎn)單的闡述，并就數(shù)學(xué)函數(shù)圖象在高中物理求解中的實(shí)際運(yùn)用加以了研究與探索。

一、圖像法在高中物理課堂教學(xué)中的運(yùn)用現(xiàn)狀

對(duì)高中的物理課程而言，學(xué)生利用圖象法來(lái)解題已經(jīng)司空見(jiàn)慣。雖然不少老師都對(duì)利用圖象法解題習(xí)以為常，但對(duì)圖象教學(xué)的意義卻缺乏充分的關(guān)注。一方面，由于不少老師在授課時(shí)關(guān)于圖象法的應(yīng)用都缺乏全面系統(tǒng)的介紹，因此學(xué)生也不知怎樣利用圖象法解題;另一方面，在教學(xué)上老師也不能指導(dǎo)學(xué)生利用圖象法來(lái)解題，因此不少學(xué)生的作圖意識(shí)并不強(qiáng)，或者不會(huì)作圖，也無(wú)法將物理問(wèn)題形象化、可視化，在面臨大量圖形類題目時(shí)缺乏解題思路。物理學(xué)習(xí)教育過(guò)程中往往偏重于學(xué)生利用抽象思維開(kāi)展解題練習(xí)，由于老師把精簡(jiǎn)后的物理模型直接提交給學(xué)生，學(xué)生往往沒(méi)有對(duì)問(wèn)題的具體研究與思索過(guò)程，只能機(jī)械地應(yīng)用物理知識(shí)和有關(guān)的數(shù)學(xué)計(jì)算問(wèn)題，當(dāng)面臨實(shí)際難題時(shí)學(xué)生也往往不知怎么下手。所以，高中物理教育要重視圖形教育，老師幫助學(xué)生學(xué)會(huì)畫示意圖、函數(shù)圖形法等最基本的繪圖方法，使他們通過(guò)繪圖來(lái)找到實(shí)際問(wèn)題的根源，從而逐步減小思考困難度，把抽象出的實(shí)際問(wèn)題逐步具體化、形象化，學(xué)生從而逐漸熟悉圖形法的具體使用過(guò)程，從而提升了物理教育學(xué)習(xí)效果。

二、圖形法在高校物理課堂教學(xué)中的運(yùn)用方法

結(jié)合圖像將物理知識(shí)和物理過(guò)程直觀化

圖片可以直觀地表達(dá)物理現(xiàn)象的演變過(guò)程以及物理學(xué)知識(shí)的形成發(fā)展過(guò)程，在物理課堂教學(xué)中，老師要針對(duì)物理學(xué)知識(shí)的特征，把物理?xiàng)l件間的關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)換為圖形間的關(guān)聯(lián)，使學(xué)生直觀地看到其轉(zhuǎn)變過(guò)程，從而建立對(duì)物理學(xué)知識(shí)的正確認(rèn)識(shí)，進(jìn)而更深入地了解，在解題時(shí)可以把物理學(xué)知識(shí)和圖形間聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)準(zhǔn)確描繪并表現(xiàn)物理?xiàng)l件間的關(guān)聯(lián)，在學(xué)生思維中形成物理形象，并以此推動(dòng)思維過(guò)程，通過(guò)尋找由感性思維到抽象思維的過(guò)渡點(diǎn)與結(jié)合點(diǎn)，準(zhǔn)確把握物理學(xué)條件的特點(diǎn)，從而取得事零點(diǎn)五功倍的教學(xué)效果。因此，在掌握物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程時(shí)，必須利用圖像來(lái)表現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡，使學(xué)習(xí)者形象地記住物理變化。

三 數(shù)學(xué)函數(shù)圖像在高中物理解法中的運(yùn)用

3.1函數(shù)圖像在運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的應(yīng)用

函數(shù)圖象的表現(xiàn)形式也有許多，有的圖形是具有某種規(guī)律性的，如一次函數(shù)圖，其與坐標(biāo)軸所圍成的面積就比較易于得到，包括傾斜度、截差和交點(diǎn)位置等的難題求解過(guò)程也就非常簡(jiǎn)便了，而這些圖形則只適合于比較簡(jiǎn)單的移動(dòng)難題，如勻速直線運(yùn)動(dòng)的位置與速度關(guān)系的求解等，而這種移動(dòng)難題就可以利用某些基本的物理公式加以求解，而對(duì)于某些比較繁雜的移動(dòng)難題，如勻變速運(yùn)動(dòng)以及某些無(wú)規(guī)律運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題求解也就比較麻煩了，但把問(wèn)題轉(zhuǎn)化在函數(shù)圖象上就可以縮短思考過(guò)程，使移動(dòng)難題的求解過(guò)程變得更加簡(jiǎn)單。

例子4：一條長(zhǎng)度質(zhì)地一致的長(zhǎng)鏈，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，質(zhì)地為m，現(xiàn)用手指摁住并保持，其一部分懸垂式在桌子下面，松口后這個(gè)供應(yīng)鏈條開(kāi)始下降，求重量在整個(gè)供應(yīng)鏈條全部脫離桌子的進(jìn)程中所作的作用？最常見(jiàn)的思路，一般來(lái)說(shuō)是通過(guò)對(duì)重量的功大于重力勢(shì)能的變化量的等效法解決問(wèn)題，但在解決問(wèn)題的進(jìn)程中也會(huì)關(guān)系到零勢(shì)力面的選擇，供應(yīng)鏈條的等效質(zhì)量問(wèn)題求解，對(duì)中心位移的考慮包括從中心位移到零勢(shì)力面上的間距等的確定，而這種關(guān)系中只要有一點(diǎn)兒疏漏或者沒(méi)有理明白，也會(huì)錯(cuò)誤。這時(shí)候如果說(shuō)學(xué)生已經(jīng)具有舉一反三應(yīng)的基本素質(zhì)，運(yùn)用圖像法計(jì)算變力做功的方式則能夠更有效解決這種實(shí)際問(wèn)題。

3.2函數(shù)圖像在電學(xué)方面的應(yīng)用

在電學(xué)方面也存在著多種形式的圖象，包括了U-I圖象、I-I圖象乃至I-R圖象等，利用圖象可以解決電阻值、電功率或者電流等物理學(xué)量，通常，一次中函數(shù)圖象的相關(guān)量比較易于獲得，但多函或者其他各種方程中的物理學(xué)量計(jì)算起來(lái)就相對(duì)麻煩，因此函數(shù)圖象可以適當(dāng)?shù)匕褑?wèn)題加以優(yōu)化，從而豐富了求解方法。

3.3函數(shù)圖像在力學(xué)方面的應(yīng)用

在力學(xué)問(wèn)題的求解中，數(shù)學(xué)方程圖象不但能夠使抽象的過(guò)程更加直接而生動(dòng)，在整個(gè)過(guò)程中受力的變化規(guī)律也可以變得更加清晰，用函數(shù)圖象處理力學(xué)問(wèn)題不但可以使求解過(guò)程變得更加迅速，而且還可以盡量避免較為繁瑣的計(jì)算步驟，在使用函數(shù)圖象處理力學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中，首先就需要對(duì)橫向縱坐標(biāo)做出更加清晰的了解，從而判斷圖形究竟是力隨時(shí)間的變化圖形或是力隨位置的變化圖形，進(jìn)而確定方程圖象的橫向縱坐標(biāo)位置、方向以及斜率與橫截距的具體含義，當(dāng)作對(duì)于運(yùn)動(dòng)中的力量進(jìn)行無(wú)規(guī)律變換后，關(guān)于受力的變化作功問(wèn)題求解就會(huì)相當(dāng)麻煩，對(duì)于一些難題也沒(méi)有方法分階段的解決，但使用F-t或F-s函數(shù)圖象，還可以求解面積解決了變力做功問(wèn)題的難題，將求解問(wèn)題實(shí)現(xiàn)了一定的簡(jiǎn)單化，也使抽象性的問(wèn)題看起來(lái)更為形象生動(dòng)。

（四）結(jié)合圖像的物理學(xué)定義與物理學(xué)定律

在關(guān)于物理概念、物理定理的基礎(chǔ)教育中，僅僅用文字加以說(shuō)明常常顯得比較單調(diào)，而使用的直接教材也常常不夠深入，但由于使用模量圖就能夠使學(xué)習(xí)者比較深入地研究概念和定理中的物理學(xué)發(fā)展現(xiàn)象，并循序漸進(jìn)地分析定義與定律之間的演繹過(guò)程，這也能夠有助于學(xué)習(xí)者建立關(guān)于物理學(xué)定義與物理定律之間的理性認(rèn)識(shí)，從而便于學(xué)習(xí)者掌握。因此，我們?cè)谡莆针姾杉夹g(shù)特性時(shí)，也可透過(guò)畫出電場(chǎng)線圖來(lái)幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)，而通過(guò)觀察圖像，我們也能夠在實(shí)踐中總結(jié)出相關(guān)的技術(shù)性質(zhì)，從而形成了對(duì)這一物理學(xué)定律的個(gè)人認(rèn)識(shí)。

（五）利用圖像輔助數(shù)據(jù)處理

在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，往往要求記錄下大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，而運(yùn)用圖法來(lái)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠把繁雜、繁瑣的數(shù)據(jù)處理構(gòu)建為一種系統(tǒng)的變化過(guò)程，進(jìn)而有助于學(xué)習(xí)者了解數(shù)值間的關(guān)聯(lián)，從而形成清晰的思維并進(jìn)行分析總結(jié)。比如通過(guò)"用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻"這一試驗(yàn)方法，可把試驗(yàn)數(shù)值直接顯示在圖片中，并使用圖片中的圖線傾斜度、圖線方向和縱坐標(biāo)上的截距來(lái)描述各種物理數(shù)值變化規(guī)律，這樣就能夠通過(guò)物象挖掘其中的物理學(xué)知識(shí)，比較快捷地處物理數(shù)值，求出實(shí)驗(yàn)中所需要的物理量。

（六）利用圖像解決實(shí)際問(wèn)題

物理學(xué)也是一個(gè)和現(xiàn)實(shí)生活密切聯(lián)系的課程，在教授物理課程時(shí)，老師們能夠運(yùn)用圖片來(lái)建立物理學(xué)問(wèn)題的實(shí)際模式，把現(xiàn)實(shí)提問(wèn)轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w的圖像，從而簡(jiǎn)化了提問(wèn)的分類與處理流程。因此，在動(dòng)態(tài)平衡提問(wèn)中，可采用繪出圖形的方式，來(lái)對(duì)提問(wèn)中的物質(zhì)平衡進(jìn)行受力分析，以探究在動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程中物質(zhì)的狀態(tài)變化規(guī)律，并對(duì)物質(zhì)平衡受力變化的具體狀況在圖形中加以仔細(xì)分析，或者根據(jù)平衡受力變化中的圖形特點(diǎn)來(lái)分析平衡受力變化在方面和程度上的改變等。在處理實(shí)際提問(wèn)的過(guò)程中，圖形并不僅僅是一個(gè)方式和手段，是一個(gè)主要的思考方法，通過(guò)觀察和解析圖形，就能夠通過(guò)綜合地分析各種變量，以完全不一樣的角度來(lái)考慮提問(wèn)、解決。

綜上所述，圖像中不但存在直觀性和形象具體，并且存在著很高的概括性，有助于學(xué)生構(gòu)建形體到抽象的有機(jī)緊密聯(lián)系，進(jìn)而有助于學(xué)生掌握物理概念和物理現(xiàn)象。作為物理老師，應(yīng)在課堂中培養(yǎng)圖形教育的意識(shí)，并通過(guò)示范作用幫助學(xué)生學(xué)會(huì)利用圖形法來(lái)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，從而進(jìn)一步改善學(xué)生物理解題過(guò)程，從而提升物理的學(xué)習(xí)效果。

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