图像在高中物理中的有效运用

张道学

（四川省南山中学实验学校 四川 621000）

物理图像就是运用数学工具，再加上物理理论对问题进行解决的一种方式，对于学生的物理知识学习以及解题都具有重要的作用。高中物理教学中的概念以及原理有很多都是基于数学表征进行展现的，一般结合物理量间因果关系，可以利用函数图像的描述解题。所以，教师在教学中就要注重图像的运用和函数式的应用，提升学生的解题能力。

一、图像在高中物理中运用的优势

物理图像在高中物理教学中的运用具有积极影响，图像是一种形象、特殊的语言工具，其将数和形进行了有效的结合。通过利用图像，可以将物理概念、物理规律、实验难点知识，用具体、形象的方式进行展示，降低学生的理解难度，提升学生的物理学习信心和兴趣，这不仅可以提升学生的学习效率和效果，促进学生物理学科核心素养的培养，还能够提升课堂教学的效率，加强学生的解题能力。因此，教师在高中物理教学中要注重图像的合理运用，充分发挥出其作用，促进教与学的发展。

二、图像在高中物理中的有效运用策略

（一）物理量与图像中要素相联系

教师在教学中要引导学生理解和掌握物理量在图像中的展现方式，让学生可以从图像的不同要素上挖掘物理意义，比如，面积、截距、斜率等，帮助学生形成良好的图像分析习惯，这样才能发挥出物理图像的作用。教师在教学中可以用课件给学生展示一些常见的物理量，比如，x-t、v-t等，提问学生从图像中都能够获得什么信息。教师基于对常见的物理量图像进行整合，立足于数学层面，和学生一起对图像中的要素进行分析。让学生从中获得相关的信息，让学生掌握物理信息在图像中的展示规律，这样学生就可以学会立足于图像中的各个要素角度对图像进行分析，更好的获得物理信息。通过这样的教学，教师引入学生都熟悉的物理图像，基于对它们图像的对比和展示，可以帮助学生更好的掌握图像中信息的展现方式。教师给学生阐述图像中面积、斜率以及截距的重要作用之后，学生再碰到图像时就可以从这些要素中入手，进而获得物理信息。

（二）紧抓物理图像背后的物理情境

物理图像是建立在物理情境基础上的，这样才能赋予图像中相关要素物理意义。然而有一些物理图像是相似的，其中的要素的物理意义就不可以直接进行比较应用[1]。教师在教学中可以给学生提出问题“同学们，下面图1和图2是常看到的运动图像，分别代表不同的运动，之前我们学习了从运动图像中挖掘信息，例如，位移、速度等，如何可以得出A点的加速度?”，学生通过思考会回答教师的问题，之后教师再进行总结。图1中直线斜率代表着加速度，到图2的A点对应切线斜率是加速度。从直线到曲线的变化，斜率物理意义并未发生改变。因此，当图像中有相似当图形，那么就要结合具体的物理情境及物理量定义做出判断，从图像中找到和未知物理量相对的图像元素。

图2

（三）利用图像引导学生深入理解物理概念和规律

图像能够直接、具体的将物理规律以及概念进行展示，对于学生的形象思维启发具有积极影响，可以让学生全面应用抽象、形象思维，在对符号以及文字进行阅读时脑海中就会生成图像，让学生进一步理解和掌握物理知识，加深学生的印象。比如，在学习“力”的物理概念时，力的作用是相互的这一点学生无法直接理解，所以，教师可运用带方向箭头的示意图展示概念，让学生有直观的认识。再比如，在学习电场概念的过程中，教师可以通过电场线、等势线示意图把电场具体形象的展示给学生，让学生可以理解概念和规律。在“原子物理”有关概念教学的过程中，教师可以给学生展示氢原子能级图，让学生直接看到其能级结构，依据图像给学生讲述氢原子光谱线形成原理，提升教学的效果。

（四）优化实验教学活动

实验是物理教学中不可缺少的一部分，对于学生探究精神以及动手实践能力的培养具有积极影响。在实验教学中，误差分析是重难点，这时教师就可以利用图像语言辅助，让学生可以更好的理解以及判断误差分析，提升学生的学习效果，促进物理实验教学质量的提升[2]。比如，在“测定电源的电动势和内阻”学习时，学生很容易理解实验原理，结合电源U-I曲线得出E和r，学生也可以理解，而对于实验误差分析则存在难度。结合图3的实验电路图，建立图4的图像，实验中的电压表分流作用使得实验中经过电源的实际电流值和电流表读数间不同，产生系统误差，要是电压表是理想电表，在U-I中的图线是实线。在实验中电压表的分流作用，电压一定时，电流表的读数相比于理想状态要小，电压表读数越小，则电流表读数和理论值之间的差距越小，若电压表读数是0，这是真实电流值与理想值是相符的，那么U-I图线就是虚线。结合实际图线和纵坐标的直线斜率以及截距，能够了解到电动势与内阻测量值都低于真实值。

图3

图4

三、结束语

综上所述，高中物理知识较为抽象，对学生的逻辑性有一定的要求，教师如果还沿用传统的教学模式和方法，就会限制学生的学习效率和效果，教学效果也不理想。所以，为了促进学生对于物理概念和规律原理的理解和掌握，提升学生的物理学习信心，教师在教学中就要注重图像语言的运用，直观的给学生展示知识，调动学生的学习积极性，提升课堂教学的效率和质量。