高中物理教学过程中学生读图能力的培养

◎ 郑 茂

一、图像在高中物理学科中的重要性

初中阶段学生物理的学习主要是掌握一些基本的公式定理，且知识的应用较为简单。进入高中阶段，物理学科不再是记忆公式那么简单，学生需要在掌握大量基础知识的前提下，实现知识点的灵活应用。在解决题目的过程中，图像是一个十分方便且有效的工具。一方面，学生学习到的文字性知识可以从图像上直观清楚地看到其变化的规律；另一方面，学生在解决实际的问题过程中，借助图像可以实现问题简单化和模型化，能够在图像上呈现实际物体的运动过程与运动轨迹，进而学生能够运用所学知识求解出其运动参数。也就是说，在高中物理的学习和教学过程中，不管是学生还是教师，都要紧密结合图像进行学习与交流。对于学生而言，在学习和理解物理知识点的过程中结合图像，能够快速地实现知识点的深入理解与分析，在解决实际问题的过程中运用图像又能够将问题的难度大大简化。这对于学生物理知识的积累与解题能力的训练都有十分显著的作用。对于教师而言，在教学过程中带领学生学习如何将自己学习到的文字性知识对应在图像上，能够让学生真正深入理解每一个物理量，以及物理过程中的变化，知道电子在磁场中的运动轨迹，了解物体的运动速度和时间的变化关系等等。这也是学生提升自己学科素养的关键一步，只有学生真正明白每一个物理量具有的深层含义，才能够快速地将这些量对应在图像上，才能够更多地从图像上获取自己所需的信息。

二、高中阶段帮助学生培养读图能力的可行性措施

由前面的论述我们可以看出，在高中物理学习过程中，学生需要结合图像对每一个知识点进行深入理解，在这个过程中积累读图的经验和技巧，并能够在解决实际问题的过程中巧妙地利用图像把自己的问题简化，这就是高中物理教师在教学过程中需要做到的。

1.新课教学过程中让学生自己动手画图

刚刚接触高中物理学习的学生，读图识图的能力较为薄弱，学生一般不能从教师所给的图像上提取出有效信息。这时候，教师如果让他们直接读图并不能达到很好的效果。在这一阶段，教师可以让学生自己动手画一些较为简单的图像，在这个过程中体会一个完整的趋势图需要具备哪些因素，自己在画的过程中考虑到了哪些问题。例如在学习完运动规律的基本知识之后，教师就可以让学生根据自己已有的数学知识尝试把各个运动学关系式的图像画出来。例如速度关系v=v0+at，首先需要确认这个关系式的自变量和因变量是什么，这也对应着图像上的横坐标与纵坐标。显然，这个公式中，自变量是t，也就是图像上的横坐标，因变量是速度v，也就是纵坐标。接着需要观察这两个变量之间的关系是不是我们曾经接触过的数学模型，这个公式很明显属于一次函数模型，在图像上应该是一条直线，这条直线的斜率是加速度a，截距是初速度v0。明确了图像上的各个关键点之后，教师就可以让学生将这些信息都画在图上，首先构建坐标系，结合找到截距的点，再根据加速度a的正负来判断直线的走向。如果a大于零，那么直线就是向上，反之则直线向下。在构建完这个简单的运动学图像之后，教师可以让学生根据自己刚才的经验，继续把速度位移图像、位移时间图像画出来，在作图的过程中也需要像刚才一样，从辨别哪一个是自变量哪一个是因变量出发。

只有学生经过这样自己构建图像的过程，才能够深入理解每一个物理量所代表的含义，以及在作图过程中需要考虑到哪些信息。那么接下来在解题过程中，他们遇到类似的图像，就能够更加直接地知道应该看图像的哪一部分获取自己所需的信息，例如从横纵坐标可以直接得知自变量因变量，从斜率的正负可以知道该物理的相关信息等等。

2.明确图像上所代表物理量的含义

在尝试构建图像之后，学生能够基本了解在一个完整的图像中所包含的部分有哪些，以及自己在读取信息的过程中应该主要从哪几个方面入手。这时候，教师应该让学生在平时的学习过程中多接触一些物理学上常见的关系图像，并学习怎样在得到基本信息的基础上来挖掘更加深层次的含义。例如运动学关系中，速度时间图线与横坐标所围成的面积代表的是物体在这一时间段内的位移，该图像位于x轴上还是下则表达了位移的方向是正方向还是负方向。受力分析图中一些基本的力，如重力、弹力、摩擦力等等，还有在能量分析过程中传送带的问题，在求解物体在传送带上的相对位移的时候图像是最为有利的工具，学生首先需要根据所给条件判断出二者之间是否存在相对滑动，以及滑动的位移等等。这些都需要在平时的学习过程中，教师带领学生明确每一个物理量的含义，学生才能够在解决题目的时候明确每一个物理量在图中对应的点在哪里，才能更加灵活地加以运用。在平时新课教学中，教师也依然要让学生根据已有关系式多练习一些图像的绘制，一步步发现并记忆一些基本的关系。

总之，在高中阶段的物理教学过程中，不管是新课教学还是解答题目，教师都需要带领学生灵活运用图像，深入分析图像，在图像上得到最为有利的信息，并帮助学生更加快速高效地解决物理问题。只有这样，学生才算是真正学懂了物理，掌握了物理学科的精髓，提升了学科素养与综合能力。