高中物理学习过程中关于图像的几点体会论文_李长双

黑龙江省兰西县第一中学校 黑龙江 兰西151500

摘要:图像具有直观性,能够帮助人们又更为直观的体验。图像是利用图形帮助人们分析和研究问题的一种思维方法.它是数与形、抽象与形象、数学与物理互相结合的产物。它具有形象、直观、简明、等优点。在物理学中常用它来显示实验结果,描述物理现象或过程,表达物理概念或规律,还常被用来比较、分析和计算、论证各种实际物理问题。图像在物理学中有着极广泛的应用,它们与其他思维方法之间的配合、渗透、互补,往住能使思维力量得到最佳的发挥。

关键词:高中物理;图像;方法

引言

进入二十一世纪以来,中学物理课程经历了2003年和2009年两次大的调整,每一次调整后的新版教材相比于之前的旧版教材都更加“丰富多彩”:不同程度地增加了教材中的图形、图表的所占的比重;在保留一些经典图片的同时增加了一些带有明显时代特点的新图示;课本中的图片更加符合现阶段青少年学生的身心特点;用一些幽默的卡通图片来反映抽象的物理概念;适当地增加了便于学生理解物理规律的描述事物发展流程的图片。也就是说中学物理教材的两次调整都增加了一定的图形占有比例。教育改革不能脱离时代发展的大背景,时代变迁往往引领着教材的变化。在人类的发展历程当中,人类是最先进入图形时代,最早出现的文字——象形文字也是由图像转化而来的。而随着电视、多媒体、计算机、网络信息技术的发展,当今社会又进入了一个崭新的以数字图像信息为主的时代。在这个高速发展的时代,以新媒体技术为代表的信息来源渠道携带着巨大信息,全方位无死角地渗入到人们生活的方方面面,由此可知,现阶段的中学生同样每天面对着大量的视觉信息。人类的认知习惯使得学生对于客观世界的认识更倾向于直观、形象的视觉思维方式。因此,如何适应时代的需要、顺应时代的发展来调整图像语言在高中物理教学中的应用就显得尤为重要。

1借助图像引导学生深入理解物理概念和规律

图像可以直观呈现物理概念、物理规律,能够有效启发学生的形象思维,促使学生综合运用形象思维、抽象思维在阅读相关文字、符号时可以在大脑中找到对应的图像,从而加深学生对物理概念、物理规律的记忆和理解。例如,在给学生讲解“力”这一物理概念时,学生对于力是物体之间的相互作用这个抽象的定义往往难以真正理解。因此,教师可以利用带方向箭头的示意图来呈现力这个概念,使学生形成直观的认知。又如,在教学电场概念时,教师同样可以利用电场线、等势线的示意图将电场形象化,帮助学生理解和掌握电场概念及相关规律。在教学原子物理的相关概念时,教师可以借助图像(如图1)直观地展示氢原子能级结构,结合图像讲解氢原子光谱线的形成原理,使学生明白氢原子核外电子跃迁的过程中将辐射出光子形成光谱线。而辐射光子能量不同产生频率不同的光谱线。

2优化实验教学活动

实验教学是物理课程教学的重要内容,有利于学生动手能力和探究精神的培养。实验的误差分析是物理实验教学中的重点和难点,给不少学生带来一定的麻烦。实践表明,若采取图像语言的辅助教学,有助于学生对实验误差分析的理解与判断。例如,在“测定电源的电动势和内阻”实验教学中,学生对该实验的原理比较容易理解,根据电源U-I曲线得出E和r,学生也容易接受,但该实验的实验误差分析是难点。根据图1实验电路图,构建如图2所示的图像,本实验中电压表的分流作用导致实验中经过电源的真实电流值与电流表读数之间存在差异,最终形成系统误差,若电压表为理想电表,在U-I中图线为实线(理论图线),实际实验中电压表的分流作用,在电压一定的情况下,电流表的读数比理想状态下小,而且在电压表读数越小,电流表读数与理论值相差越小,当电压表读数为零时,此时实际电流值和理想值相等,则实际U-I图线为虚线。根据实际图线与纵坐标的截距和直线斜率,可知电动势和内阻测量值均小于真实值。

3强化物理规律学习

物理规律是高中物理课堂教学的重点和难点内容,在教学实践中,部分教师采取枯燥单一的讲解方式,导致学生难以理解物理规律的形成过程,无法灵活运用规律解决实际问题。实践表明,借助图像语言可以直观、形象地呈现物理规律,促进学生对物理规律的透彻理解。例如,牛顿第一定律是力学中的重要定律,在定律理解的过程中,如果单纯依靠讲解,学生无法深刻理解“总是保持匀速直线运动”规律,因为在实际的生活中,很难接触到总是保持匀速直线运动的状态。如图4所示,呈现伽利略的理想斜面实验,不仅帮助学生认识到伽利略的思想,而且使学生形象、直观地理解牛顿第一定律的内涵。可见,借助图像语言能加深物理规律的学习和理解,促进学生思维能力发展,有利于学生抽象能力和概括能力的提高,提高学生课堂学习效果。

4动与静结合

在高中物理必修一的运动学里,学习过的位移与时间(s-t)的图像,速度与时间(v-t)的图像等。在学习的过程中,物理的图像十分明显地具有这种动静结合的效果,用坐标平面上的一个点表示物体运动过程中某一瞬时的状态(静态),从坐标平面上的一个点过渡到另一个点,意味着发生了一个过程。因此,坐标平面上由一系列点构成的线,就反映了物体(研究对象)在某段时间内连续进行的运动变化过程。这里的点与线的关系,就是静与动的关系。比如:直角坐标系中,匀速直线运动(s-t)的图像是一条通过坐标原点的倾斜直线。表示物体在不同时刻它处在离原点不同位移的地方,对应于图中静止的点。随着时间的流逝,物体的位移在变化,在图中用沿斜直线变动的一系列点表示,所以,这样条图线就反映了一个物体从坐标原点出发,沿规定的正方向做匀速直线运动时位置的变化规律。所以在学生理解中,图线就是动静结合的产物。基于这个理解运动学中的有关图像的本质意义和所反映的物理规律。在实际应用中,为了能从静态的图像看出其动态的寓意,可以用一个具体物体还原其动态的本来面目。

5抽象与形象的联系

图的一大特点是看起来非常的形象,图像常常可以把抽象的概念具体化。所以它作为联系抽象思维与形象思维的纽带,对学生理解一些比如磁感应强度,电场强度,瞬时速度等抽象的物理概念起着非常重要的作用。比如瞬时速度是在高中物理学习过程中认为很抽象的一个概念,它的严格定义需要借助极限的知识,运动物体在某一时刻或某一位置的瞬时速度,就是包括着一时刻在内的极短时间内平均速度的极限。用公式表示为

对刚刚进入高中的物理学习,单纯这样一个数学式定义是难以理解的,学生很难想象Δt→0包含着一个怎么样的物理实质。利用(v-t)图像斜率的意义,学生慢慢就把原来平均速度计算时Δt→0的物理意义具体化了,这个过程使原来很抽象的一个定义有了形象的对照,这个方法对学生来说它极大的帮助了学生理解瞬时速度的概念。

结语

物理学科的内容比较抽象性且逻辑性强,内答也非常的复杂,如果教师采取单纯的文字阐述,不利于学生对物理概念、物理规律原理的理解,使得课堂教学枯燥无味,导致学生产生厌学或者抵触情绪。图像语言是高中物理中的重要语言形式,借助图像语言可以形象直观的展示物理知识,帮助学生深人学习和理解,提高学生的课堂学习效果。

参考文献

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论文作者:李长双

论文发表刊物:《教育学文摘》2019年第07期

论文发表时间:2019/10/15

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高中物理学习过程中关于图像的几点体会论文_李长双
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