初中物理图像问题教学的策略探讨

(江苏省盐城市盐都区实验学校,江苏 盐城 224000)

1 问题的提出

物理图像能较为直观地呈现物理现象及其规律，图像法是一种重要的物理问题解决的方法。《义务教育物理课程标准(2017年版)》明确要求学生“会用简单图表描述实验结果”。由于八年级学生刚刚开始学习物理，尽管对物理现象和规律有着浓厚的学习兴趣，但是从学生的认知基础及思维特点的角度来看，学生对用图像来研究物理现象和规律还是非常陌生，而八上物理课堂教学中涉及大量关于图像的问题,如：水沸腾时温度与时间图像、晶体的熔化与凝固图像、机械运动中的速度与时间图像、路程与时间图像等。本文结合与八年级物理相关的例题，提出图像问题教学的策略。

2 八上物理图像问题的基本类型

2.1 用描点法画图像

例1(2016年泰州)：小明利用实验装置观察水的沸腾，在水温升高到90℃后，小明每隔1min观察1次温度计的示数，记录在表1中，直至水沸腾，如此持续3min后停止读数。

表1

请你根据表1中的数据，在图1的坐标系中画出水沸腾前后温度随时间变化的图像。

图1

学会用描点法画图像是八上物理图像类习题中最简单的类型，也是基本的要求。学生刚开始接触物理现象，进行简单的物理实验，得出实验数据，进而画出对应的图像，发现其中的物理规律，这是八年级物理教学中需要重点培养的学生能力，液体沸腾的特点、晶体与非晶体的熔化与凝固的特点等都是学生通过图像发现的。

2.2 读懂图像的涵义

例2(2016年益阳)：图2为声音的波形图，下列说法中正确的是( )。

图2

A. 甲、乙、丙三者的音色不同

B. 甲、乙、丙三者的响度不同

C. 甲、乙、丙三者的音调不同

D. 甲、乙、丙三者的音调、响度、音色都不同

对于八年级的学生来说，不仅仅要学会画图，更重要的是学会看图，在学生刚刚接触物理的第一章“声现象”中就出现了关于图像的问题。在例2中，图像的横轴代表时间，纵轴代表响度，其形状反映了音色，图线在水平方向的疏密程度反映的是音调。同样，在八上物理的“机械运动”知识内容中，让学生通过观察s-t图像,v-t图像来判断物体是否做匀速直线运动的问题也属于上述类型。

2.3 运用图像解决问题

例3(2017年兰州)：甲、乙两同学在平直的路面上同向进行，他们运动的s-t图象如图3所示，由此可判断________同学运动较快，开始运动时两同学相距________m，图中的a点表示________。

图3

图4

这一类问题实际上就是运用图像去解决问题，相比较前面两种类型而言，对学生的知识与能力要求都比较高，事实上图像中的“线”与“点”有着明确的物理意义，体现了具体的物理内容，描述了清晰的物理过程。如何处理上述图像问题，既是我们学习的难点，同时也是我们学习的重点，更是学生必须要掌握的技能。

2.4 图像知识的迁移与拓展

例4(2018年盐城市八年级统考):消声器的使用效果与噪声的频率和响度有关。如图4是某型号消声器在控制不同发动机的周期性排气噪声时的性能图像，以下情况中，消声达标的是( )。

A. 响度为20dB，频率为100Hz

B. 响度为40dB，频率为200Hz

C. 响度为70dB，频率为250Hz

D. 响度为90dB，频率为350Hz

这一类题型能完全反映学生是否真正理解与应用图像。培养与提升学生对知识的迁移与拓展能力，是我们物理课堂教学的重要任务，也是我们需要不断努力的方向。观察物理现象，运用物理知识解决实际问题，不是要求学生死记硬背，生搬硬套，而是要会触类旁通，灵活运用。上述这类图像问题超越了课本教材，也超越了平时的练习与讲解，但并没有超脱我们的课堂，更没有超过《课程标准》对教学的要求。

3 教学的基本策略与建议

3.1 让学生明了用图像研究物理问题的重要性

物理图像是研究物理现象和规律的重要方法，八年级学生从开始初步接触物理时，教材中就明确要求学生会用图像去研究物理问题，例如：在观察水的沸腾实验中，用图像的方法去探究液体沸腾的特点；在冰、烛蜡的熔化过程中用图像去探究晶体和非晶体熔化的特点；在观察玻璃管水中气泡的运动规律实验中用图像去探究匀速直线运动的特点。因此，在我们的课堂教学中要意识到用图像研究物理问题对于学生学习物理的重要性，这不仅仅是课标与教材的要求，更重要的是为学生今后在高中乃至于大学阶段对物理的学习打下基础，促进学生物理学科核心素养的发展。

3.2 帮助学生掌握用图像解决物理问题的基本方法

在八年级物理课堂教学中，应结合学生数学基础和认知规律，突出图像的特点，采取有效的教学策略，帮助学生全面认识物理图像。首先是认识图像中横轴与纵轴的涵义，了解图像是反映某一物理量随另一物理量变化的函数关系，描述的是某一物理规律。例如关于s-t图像，学生要能清楚看出横轴表示的是时间，纵轴表示的是路程，该图像是反映物体运动的路程与时间的关系。其次是图像中各个点的涵义，明了坐标的原点、图像的起点、横轴与纵轴上的点以及图像上的点各代表什么。例如在观察水的沸腾实验中，图像的起点在纵轴上，代表的是水的初始温度；在v-t图像中的某一点表示该时刻物体运动的速度。最后是直线与曲线的涵义、直线与斜线的涵义。让学生明确图像的内容是丰富的、形式是多样的，形状相同的图像有不同的物理意义。例如v-t图像与s-t图像都是一根水平线，v-t图像表示物体做匀速直线运动，而s-t图像则表示物体处于静止状态；同样的v-t图像与s-t图像都是一根斜线，v-t图像表示物体做变速直线运动，而s-t图像则表示物体做匀速直线运动。

3.3 培养学生养成用图像研究物理规律的习惯

一些常见的物理现象及其简单的规律，对于八年级学生而言还是显得比较抽象，难于理解和应用。例如，在学习第一章声现象时，学生对声波以及声音特征的认识比较模糊，如果我们在学生学习完整章的基础上，进行拓展与延伸，引入声的图像，学生比较容易区分音调、响度与音色三者之间的区别。再如，在探究凸透镜成像规律的实验中，移动蜡烛改变物距，像距随之变化的规律在课本上是通过实验数据表格的形式归纳出来的，从课堂及课后反馈的效果来看并不理想，此时如果我们有用图像研究物理规律的习惯，多测几组实验数据，指导学生用平滑的曲线画出v-u的图像，那么凸透镜成像规律的实验中像距v随物距u的变化规律便一目了然，变抽象为形象，突破了教学难点和疑点。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准(2107年版)[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2] 李朝东.2016年江苏省十三市中考试题汇编(物理)[M].银川：宁夏人民教育出版社，2017.