不容忽视的运动过程示意图

史兴连

(黄岩第二高级中学 浙江 台州 318020)

1 问题的提出

在日常的教学过程中发现，许多教师在解决问题时都习惯性地将文字转换为图形，学生一看，物理过程一目了然，物理量之间的关系清晰可见，感觉物理“一听就懂”.可是在平时的作业和考试中，很多学生由于没有养成画示意图的习惯而不能正确梳理物理量之间的关系，最终导致错解与失分.更有甚者，一看到文字叙述稍长的题目，连题目都不看直接选择放弃.因此，在高中物理教学中，教师应加强指导与培养学生画运动过程示意图的意识和习惯.

2 运动过程示意图在物理学习中的价值

2.1 化模糊为清晰 增强题意理解能力

准确理解题意是正确解答的前提.每一道物理题就其本质而言是集中考查几个物理知识点或物理规律.但命题者往往为这些知识点或规律以文字形式提供了丰富的背景，只有拨开“云雾”，才能见到“真智”.在涉及多个过程或多个物体时文字就较多，通过读题和大脑的想象已很难理清中间的物理过程，更难以寻找物理量之间的关系.通过画出运动过程示意图建立物理情境和过程就能帮助学生准确地理解题意，为进一步正确解答做好铺垫.

2.2 化抽象为具体 提高物理思维能力

运动过程示意图是将题目中的文字信息经过大脑的加工，最终以图的形式展现物理情境和过程.画图的过程是提炼、加工信息及梳理思路的过程[1].其中体现了物理知识的直观性和物理推理的逻辑性.画示意图可以发展学生的观察、想象、类比、分类、建立物理模型等多种物理思维能力.学生通过对画示意图过程的不断体验和领悟，就能构建出将一个抽象、复杂的物理问题具体化的思维方法.不仅能提高学生的解题效率，还能有效地提高其物理思维能力.

2.3 化枯燥为生动 激发物理学习兴趣

布鲁纳说过，“最好的学习动机莫过于学生对所学材料本身具有内在的兴趣.”然而，相当一部分学生由于没有掌握如何将文字转化为图形的方法，而对文字叙述稍长的物理题感到很厌烦甚至恐惧，渐渐地也就失去了学习物理的兴趣.而一幅好的运动过程示意图,就能将枯燥单调的文字信息转变为形象生动的“图形语言”，让原本隐藏的关键信息“显山露水”，帮助学生找到解决问题的思路和方法，使学生在解决问题过程中有愉悦的心理体验.这不仅有利于激发学生的学习兴趣，还能获得最佳的学习效果.

3 如何画运动过程示意图

画运动过程示意图一般要经过如图1所示的过程.

以下通过几个典型例题的分析来体会画运动过程示意图的过程.

图1 画运动过程示意图的过程

3.1 单物体多过程问题

(1)速度最大的粒子在磁场中运动的时间；

(2)速度最大的粒子打在水平线POQ上的位置离O点的距离；

(3)磁场区域的最小面积.

图2

分析：通过读题、审题、分析可知，题中的粒子经历了3个过程，分别是在磁场中的运动、离开磁场后的运动以及进入电场中的运动.粒子进入电场时速度是水平方向，由此可知粒子离开磁场的速度也为水平方向.结合物体受力可知，粒子在磁场中的运动轨迹为一段圆弧，离开磁场后的运动轨迹是一段直线段，进入电场后的运动轨迹为一段抛物线.离开磁场和进入电场的瞬间是整个过程中的转折状态.

根据上述分析画出如图3的示意图.

点评：由于题中过程较多，空间位置关系很难通过大脑的想象直接感知.但画出运动过程示意图，将粒子运动的全过程划分为几个子过程后，空间的位置关系便一目了然.

图3

3.2 多物体的运动问题

【例2】如图4所示，在某次军事演习中,一架在2 000 m高空以200 m/s的速度水平匀速飞行的轰炸机，想要用两枚炸弹分别轰炸山脚和山顶的目标A和B，已知山高720 m，山脚和山顶的水平距离为1 000 m，若不计空气阻力，g取10 m/s2，则投弹的时间间隔应为多少？

图4

分析：投放后的炸弹都可视作平抛运动，但由于要击中的目标不在同一高度上，要想求出投放两枚炸弹之间的时间，必须通过画出运动过程示意图才能得知飞机在投放两枚炸弹之间通过的位移.

根据题意画出如图5的示意图.

图5

点评：平抛运动是学生所熟悉的运动，在涉及两个及两个以上的物体做平抛运动时，画出运动过程示意图后物体之间的空间位置关系便很明朗，题目也就迎刃而解.

3.3 不可视作质点的物体运动

【例3】现有一根长为1 m的硬杆，其从下端离地高20 m的高度自由下落，此杆下落过程中通过一高为1.5 m的窗户，已知窗户下沿离地高度为3.5 m，不考虑空气阻力，取重力加速度g=10 m/s2,求杆通过该窗户所用的时间.

分析：题中的研究对象为长度为1 m的硬杆，而窗户的高为1.5 m，显然在此过程中硬杆不能被看做质点，画图时也不能用一个点来代表硬杆.硬杆下端到达窗户上沿和硬杆上端到达窗户下沿是中间的转折状态.

根据上述分析画出如图6所示的示意图.

图6

点评：当研究对象不能视作质点时，画出运动过程示意图就不会因为忽略其自身尺寸而带来计算上的失误.

4 培养学生画运动过程示意图的意识和习惯

4.1 题前启发 让学生感知画示意图的必要性

《论语·述而》篇中讲“不愤不启，不悱不发”.可以理解为，教师要给学生提供独立思考的时间和空间.有些教师在讲解例题时，边读题边在黑板上画图，读题结束时运动过程示意图就已经形成.或者在利用课件分析例题时，事先画好了运动过程示意图，导致学生的思考是从示意图开始的.这样的做法由于略去了从抽象的文字到示意图的衔接教学，一方面大大降低了学生的思维深度，另一方面加重了学生对物理“易听不易学”的为难心理，增加了学习的负担和心理压力.因此，教师在例题教学时应层层启发，不断深入，诱发思考.让学生达成共识，要想理清题中所描述的物理过程及相关物理量之间的关系，必须通过画示意图来实现.

4.2 题后总结 让学生体会画示意图的重要性

教师都有题后总结的习惯.有总结题中所涉及的知识点和物理规律的;有总结解题的具体方法和技巧的;也有总结如何挖掘隐含条件的.但很少有教师总结画出的运动过程示意图在解题中的重要作用.譬如示意图是怎样画出来的，或者为什么要这样画示意图.实际上通过画出示意图进行物理问题的分析和解决，是一种将抽象问题直观化的解题策略[2].

日常教学中教师往往疏忽了对学生进行画示意图这样的解题策略指导，使学生对运动过程示意图在解题中的重要性认识不足.最终导致学生在一些冗长的文字、复杂的过程面前因想不起画图或不知如何画图而感到束手无策.因此，教师在题后总结时，要让学生体会画出的示意图在理解问题、梳理问题、解决问题等方面的价值，使学生有“想画图”的内驱力.

4.3 平时要求 让学生形成画示意图的习惯

学生养成画运动过程示意图的习惯性，既可以减少对较长文字信息的恐惧感，还能大大提高分析和解决问题的能力，最终提高学习物理的积极性.然而，任何一种学习习惯都不可能是一蹴而成的，必须经过循序渐进，反复训练才能成为一种习惯[3].首先教师应重视学生画示意图能力和习惯的培养，将其贯穿在日常的教学活动中，指导学生如何画好示意图，并在课堂上增加画示意图的环节.另外，在平时的作业和考试中，要求画出示意图；肯定和鼓励将题中的信息以图形的形式展现出来；同学之间相互交流画示意图的心得；展示一些较好的示意图；甚至可以在阅卷时对示意图也分配一定的比分，以此来增强学生的画图意识，逐步形成画图的习惯.

5 结束语

运动过程示意图可以使那些仅凭大脑的思考和想象难以理清的物理过程和情境具体化、形象化，便于问题的分析和解决.画运动过程示意图应贯穿在整个高中物理教学的过程中，教师在教学的过程中要善于利用，多加引导，适时渗透，促使学生形成画运动过程示意图的思维习惯，以此来提高学生分析和解决问题的能力.

参考文献

1 袁晓萍．画出来的精彩——培养画图解题能力的教学思考．教学月刊小学版(数学) ,2011(3)：4～5

2 章玲．浅谈学生画图意识和能力的培养．时代学习报，2010(2)

3 黄敏．草图解题初探．中国教师，2012(18)：66～70