初中物理的图像教学

初中物理的图像教学建平试验学校庄东红在上海二期课改中物理学科中加入了图像的教学内容，是较大的一个变化。物理图像能直观地反映和描述物理状态、物理过程和物理规律，同时还具有信息容量大的特点，是研究物理问题的一种非常重要和有用的手段和方法，也是训练和提高学生思维能力的良好途径，是物理教学的重要组成部分。图像的学习常成为学生学习的难点，原因之一是学生习惯于用文字和数学公式表述，对图像的学习还不多、不熟悉；原因之二是把一个物理规律或实际的物理过程抽象为一个图像，这个图像建立在特定的坐标中，而且图中的点、线、面都有特定的物理意义，在思维上存在一个较大的转化跨度；原因之三是图像的信息容量大，学生往往不能将信息全部找出来，从而影响学生分析问题。为了克服这一难点，使学生具有较强的看图、用图乃至画图能力，要格外重视图像教学的方法。首先，以数学知识为切入点，用类比思维引入，采用类比研究的形式进行。下面就以机械运动为例来说明。第一步类比：函数形式类比y=kxs=vt第二步类比：字母类比第三步类比：关系类比推理第四步类比：图像类比推理第二，要澄清学生易出现的错误。以运动的图像为例，学生常地将s-t图像中的图线错误地认为是物体运动的轨迹，教师可以设计两种题目来使学生明白。例如：以向东为正方向，物体沿直线向东运动，设每秒内物体都作匀速运动，画出该运动的s-t图。如图1，很明显图像不是运动轨迹。s/m02681416t/s012345再如：以向东为正方向，模拟图2描述的运动，物体向东运动2秒、运动3m，然后向西运动1秒、运动1m，然后静止3秒。显然s-t图线不是物体运动的轨迹。在这样的练习讲解后，学生能深刻的认识理解图像，深刻变量：ysxt常量：kvy与x成正比s与t成正比描述y=kx的图像描述s=vt的图像第五步类比：深化类比1、y=kx是普遍的关系式，s=vt是一个实际问题中满足的关系式；2、y、k、x三个字母可以是不同的、相应的量，如是匀加速v=at中的三个量；3、y=kx中的字母没有特定的实际含义，x、y均可以取正、负值和0，正负就是数学上的正负，s=vt时有实际含义的，因此，字母取值有一定的限制，如t是时间，不能取负值；正负有特定的物理含义，如s的正负表示方向；4、物理公式和数学公式的变化规律一样时，物理图像与数学的图像就可类比。5、知道图像就可写出数学形式的物理公式，知道数学形式的物理公式就可以画出图像。图2图1的理解图像反映物理规律或物理过程中各量的关系，而不是过程本身。第三，培养良好的学图习惯，构建有效的学习方法。图像的学习方法性还是很强的，教师要引导学生构建一种有效的学习方法，有时这种方法甚至有点模式化，待学生基础厚实了，再引导他们创建自己的方法。在图像教学中，我给学生总结了“二看、三找、二分析”的方法。1、“二看”。一看横纵坐标的物理量、单位，明确图像反映的是什么量间的关系，为分析作准备。二看图线特点，是直线还是曲线，这可以帮助确定量间的数学关系；是一段平滑线还是几段折线，这可以帮助确定有几个物理过程。2、“二找”。一找特殊点，每个特殊点都对应一个特殊状态，是分析题目、解决问题的关键，以图3为例，如下表所列。特殊点起点0和A与坐标交点A和D转折点B已知坐标值的点E两图线的交点C对应状态初态某一量为0两不同过程的连接状态已知状态两研究对象的共同状态，是联结纽带二找“段”，特殊点将图线分成几段，一般每一段对应一个过程，满足一个规律，至少可列一个方程，是解题的又一个关键。如图3中AB段是匀速运动，可列出：sAB＝vABtAB；三找“可找的量”，就是从图中可以找出什么量，例如，在s-t图中可以分析出物体做匀速运动还是变速运动，可以找到每时刻物体所在的位置，某段时间内物体运动的路程；在v-t图中可以分析出物体做匀速运动还是加速运动还是减速运动，可以找到物体运动的速度和某段时间内的路程。3、“二分析”。其实分析在“二找”中已进行了，提出来只是强调。就是一分析状态，二分析过程。通过以上方法的学习，学生一来可以知道如何入手看图、分析图，二来可以养成良好的学习图像的习惯和方法，使对图的应用清晰而全面，三也培养了学生“明析状态和过程”的能力，为整个物理学习打下基础。第四，理解并记忆图像的物理意义通常有以下几方面的意义要明确：1、图像的物理意义。比如s-t图，是反映运动中s随t的变化规律。2、直线图像与坐标轴夹角的物理意义。比如匀速运动s-t图线与t轴夹角的大小的物理意义是反映速度大小，角度越大的，速度也越大，如图4中A的速度大于B的速度。（初中没学三角函数，不能涉及正切）3、图线与坐标轴围成的面积的物理意义。如v-t图线与t轴围成的面积物理意义是路程s。如图5中的阴影部分的面积。第五，图像的学习是学习中不可缺的一部分。1、丰富了研究方法，是继语言文字法、数学公式法后的又一方法，在后面的学习中常常是三种方法并用。2、提供了解决问题的新方法。对一个问题可以画出图像再求解，这种方法在解一些多过程的题目时，往往比较方便快捷，有较大优势。3、完成思维上的一次转化，把实际情景用既有直观性又有抽象性的图像表述，拓展了学生的思维。提高了学生识图的能力。图3图4图5