关于初中物理图像题教学的思考

摘 要：近年来，我国在物理学科方面的教育更加注重培养学生的基本科学素养、着重培养学生的创新精神和实践能力，提升初中生对于物理的学习能力和研究问题的能力，而上述教育目的都能通过物理图像很好的实现，物理图像的特殊的教育功能对学生物理学科的学习有着至关重要的作用.在物理课堂的教学过程中要充分利用物体图像进行教学，将物理图像的教育功能发挥得淋漓尽致，才能更好的帮助实现物理课题素质教育.本篇文章将会通过一些例题来对初中物理图像教学进行探讨和分析，帮助学生巧妙解答初中阶段的物理图像题.

关键词：图像;初中物理;解题思路

中图分类号：G632   文献标识码：A   文章编号：1008-0333（2022）23-0098-03

收稿日期：2022-05-15

作者简介：刘琬（1968.5-），女，江苏人，本科，正高级教师，从事初中物理教学研究.

物理是一门基础学科，其研究的是物质的基本结构、相互作用以及运动规律.在初中物理教学中，要体现出物理学科的这一基本属性，很重要的一点就是结合具体的物理教学内容，去让学生在对物理内容加工的过程中，获得对物理知识的领悟.从初中物理教学传统的角度来看，物理知识的呈现方式是多样的，除了文字和图片之外，图像也是重要的方式之一.事实上，当前的中考物理试题当中，相当一部分题目都是图像题.也因此图像题的教学，就自然而然的成为初中物理教学的主要内容之一.

相对于其他的题型而言，图像题的特征在于将相关的信息隐藏在图像当中，学生需要通过对图像的识读，来获得相关的信息，然后建立起问题解决的思路.这对于初中学生来说具有一定的难度，造成这些困难的原因在于多个方面.比如对于绝大多数初中学生而言，他们更习惯于通过阅读文字来获得信息，毕竟语言文字是学生最常用的交流工具之一，从中获得信息的难度相对较低.而图像则不同，命题者千方百计地将相关的信息隐藏在图像当中，有时候还会设计多个环节乃至于陷阱，学生要想解读出有用的信息自然就不容易;再比如说，相对于文字和图片而言，图像实际上更为抽象，尽管初中阶段的学生正处于形象思维向抽象思维过渡的阶段，但是在面对图像这一抽象事物的时候，学生在认知上必然存在一些障碍，这些障碍也就是图像题教学中必须面对的问题.

因此总体而言，要想让学生在图像识别的过程当中提升物理素养，很大程度上取决于教师的教学设计.值得一提的是，如果完全基于已有的教学经验来设计图像题的教学，那么有时候就很难获得突破.反之如果从学生的解题过程出发，是研究学生在解题过程中的相关表现，并且总结出相应的规律，那么所设计的图像题教学往往就更具有针对性，自然也就能取得更好的教学效果.笔者在教学的过程当中特别注意观察学生的认知过程，注意从学生解题的过程中获取教学的经验，取得了较好的教学效果.在此结合笔者的相关教学经验，并且以案例解析的方式，跟同行们分享相关的教学心得.

1 一个案例

例1 初中生小丽最近新学了用伏安法测定电阻，如图1所示是小丽的实验图像，小丽测量了一盏小灯泡灯丝的电流和电压的伏安特性曲线，请问下图中哪一个图像是正确的（  ）.

剖析 根据对学生答案的收集发现，很多学生的答案都是A选项，分析他们的解题思路应该是：因为横坐标表示电压，纵坐标表示电流，所以电阻的大小就是该曲线的倾斜程度，又结合在导体中的电流和电压是成正比的关系，因此他们认为A选项是符合题意的.

很明显，被调查的学生们的解题是有理论依据的：根据我们本能的猜想和基本的思考方向，都是从图形的形状来进行猜测，然后利用我们目前所了解到的知识去做出符合题目条件的选择.但是一般情况下，学生在分析问题的过程中，大多数时间都会忽略将温度升高会导致灯丝的电阻增大这个原因，因此最终的答案也是不正确的.细思学生出现错误的根本原因，也可能是由于在教师进行对学生讲授初中物理中本章节的内容时，会教给学生一个理想化模型，即“在不考虑温度变化引起的灯泡电阻发生改变”这个理想化模型，并且在中学阶段很多老师会通过让学生做很多练习来巩固知识，因此也不排除学生因为太多的训练导致出现了思维定势这个现象.除此之外，初中学生学习物理通常是利用经验与直觉作为他们理解和掌握一个物理模型的基石.通过这个案例我们可以知道，初中学生很少从理性的角度来分析和理解学习“图像”.因此在进行初中物理的教学过程中我们应该注意从引导学生了解物理图像的特点入手.

2 进行物理图像的教学的切入点

我们可以以图像的形成作为分析对象：物理图像就是在实验的物理现象里面，运用实验的手段将相关的各个物理量的实验数据所得到的一个图像.

接下来我们将“晶体的溶解和凝固过程”作为研究案例，这个实验就是我们运用实验过程中所记录下来的数据结果，然后将这些数据用一个温度--时间T-t的坐标图中表示出来，也就是“晶体的溶解和凝固过程图线”，萘发生溶解和发生凝固的过程图线用图2的图像表示.在所需要的图像形成的过程中，实验人员首先需要将自己观察所得到的物理现象记录待用，再通过描点的方式将晶体发生溶解的过程和發生凝固的过程的图像制作出来，在这整个实验的过程中，实验人员应该将描绘出的图线和晶体发生溶解和发生凝固的过程有机结合起来加以分析和理解.所以要把通过精确地测量出的实验的数据记录在一个完整表格中，再凭借实验所得的数据画出我们所需要的图像，最后指导学生进行相应的规律的探索可以通过图像的走势和样式来实现.进行教学从图像的完整的形成过程的图像入手时，第一就是要求要学生掌握图像的作图方法，第二就是要求要学生学会凭借图像来分析和研究相关的物理问题.图2

例2 小林帮妈妈整理房间时发现几个箱子，小林在将箱子推出房间的过程中，发现箱子装的东西越多，推起来就越费力气，因此小林提出来“接触面受到的压力可能是影响摩擦力的大小的因素”这个猜想.如图3所示是小林为了验证自己猜想设计的一个实验装置.如果小林选择了准确的实验装置并成功地进行自己的实验，然后将所得到的实验数据记录在下表表1中，请根据数据将摩擦力Ff的大小与接触面受到的压力FN大小之间的关系图像在如图4的坐标系中表示出来，并由图像可得Ff与FN之间的关系为.

剖析 第一步要教会学生注意题目所给的图像中的坐标轴分别对应的物理量是什么;第二步是让学生在坐标系中描出表格中所给的数据;第三步就是让学生找准坐标系中的点并且使用细线将这些点连接起来形成一条平滑的直线（作图略）;第四步就是让学生学会分析和判断出相应的规律，当然分析和判断的基础就是以图线的形状和走势.根据学生描绘出的直线可以得到，由表中的数据描绘出的点是一条倾斜的直线，并且这条直线是经过原点的，因此我们便能够判断出Ff与FN的关系为：当两个物体的接触面的粗糙程度为一个定值时，它们之间的摩擦力Ff和它们之间的接触面所受的压力FN的关系是一个正比关系.

当我们在对物理图像进行教学时，应该重点介绍是如何使用某一个方法来获取物理图像的过程，其中实验所提出的背景和实验的设计也应该属于这个过程.例2中的实验是在“探究影响摩擦力的大小因素”的背景下进行的，这个实验是以“摩擦力大小与接触面的压力有关”的设计作为本实验的思想依托.所以，我们在设计实验时就要运用控制变量法，这样我们在进行实验的过程中才能实现只研究滑动摩擦力和接触面之间的压力的关系这个目的，进而收集我们进行实验所得到的一些有效的数据，然后通过我们实验数据画出的图像来找出与这个实验相关的某些物理规律.一般来说，学生都是在图像的形成过程中掌握和理解在物理实验的过程中进行分析实验数据的方法. 实验结果的表示方法是通过我们实验得到的实验数据绘制的有关图像来表示的，不仅能帮助学生更加清晰明显的观察到出两个发生变化的物理量之间发生变化的规律有哪些（以Ff与FN的关系图像为例），而且有助于学生认识和体会到在科学探究中的实际应用中科学方法的重要性，也能够帮助学生更好的掌握科研的方法和技能.除此之外，还要借此教会学生对待科学的态度要保持求真务实，必须将自己所得的实验数据真实的记录下来，万万不能随意改动实验所得的数据、不可随意捏造自己的实验所得数据、更加不能够出现通过虚构实验数据来达到目的等行為，严格尊重实验结果，尊重实验事实等;要达到激发学生自主去探索自然规律的欲望的目的;利用学习整个实验的起因和实验的设计过程来培养学生的创新思维和创新意识.

总体而言在初中物理教学中，必须重视物理图像的教学.当然需要注意的是，物理图像的教学不能只集中在解题教学上，在一些物理概念以及规律的得出过程中，本身就可以借助于图像来进行运用.这样学生对图像就会感觉到更加熟悉，在面对图像题的时候，也就会有更充足的把握.

物理图像不仅是科学实验中分析实验所得数据的常用方法之一，而且也是在理论研究时也是最普遍运用的工具之一.因此在我们整个初中阶段的物理教学的过程中，我们也可以利用图像教学的方法来帮助学生学习物理的概念和规律等，学习如何使用图像分析的方法来解决某些物理问题.

参考文献：

[1] 谭琳.初中物理图像教学研究[J].物理教师，2014（11）：5.

[2] 刘功金.初中物理图像题教学的突破策略[J].中学物理教学参考，2017（05）：10.

[责任编辑：李 璟]