王雷

函數(shù)圖像在物理教學(xué)中被普遍應(yīng)用，可形象地描述相關(guān)物理量之間的變化規(guī)律，其直觀性對(duì)訓(xùn)練學(xué)生的抽象思維有著獨(dú)特的作用，有助于對(duì)物理名詞的理解和記憶，能準(zhǔn)確把握物理量之間的定性和定量關(guān)系，深刻理解相關(guān)量的物理意義.在物理教學(xué)中，圖像教學(xué)具有十分重要的價(jià)值.

一般而言，初中物理對(duì)圖像教學(xué)的要求可分為三個(gè)層次：一是識(shí)圖，即會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)畫出圖像和知道圖線上每一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)物理量；二是懂圖，理解圖像的物理意義或規(guī)律；三是用圖，通過圖線的變化趨勢(shì)解決實(shí)際問題.

從應(yīng)用圖像解答問題的角度看，需要學(xué)生掌握兩個(gè)最基本的問題：一是能夠從圖像中知道些什么？二是需要從圖像中知道些什么？這是解答圖像類試題的基本思路.前者是解答圖像類試題的基礎(chǔ)，后者是解答圖像類試題的關(guān)鍵.

蘇科版物理教材對(duì)圖像教學(xué)十分重視，從教材的第二章起就對(duì)圖像教學(xué)進(jìn)行精心策劃，采用漸進(jìn)式安排極為巧妙，逐層遞進(jìn)，逐步加深.對(duì)利用圖像分析問題的要求就是按三個(gè)層次進(jìn)行呈現(xiàn).

1第一層次——感知圖像，初步達(dá)到能繪制圖像

這一層次分作兩步走，第一步是從地理圖像開始向物理領(lǐng)域的遷移；第二步是從具體到抽象繪制圖像.

1.1從已知圖像到新領(lǐng)域的遷移

教材的32頁(yè)圖2-10安排的是中國(guó)沿海近十年的海平面變化曲線（圖像）.

這幅圖像是初中地理中的常見圖像，以折線圖的方式給出，巧妙地淡化了函數(shù)圖像的抽象性，橫軸和縱軸均以文字描述，直觀地給出學(xué)習(xí)物理后的第一張圖像.這樣的處理是為了實(shí)現(xiàn)學(xué)生將已知的知識(shí)在新領(lǐng)域的有效遷移.

教學(xué)建議：對(duì)本圖的教學(xué)往往是教師忽視的環(huán)節(jié).因?yàn)?，這幅圖本身與物理教學(xué)確無多少實(shí)質(zhì)關(guān)聯(lián).且八年級(jí)階段的學(xué)生在函數(shù)圖像方面的數(shù)學(xué)水平僅停留在兩個(gè)抽象的數(shù)之間，在物理中應(yīng)用函數(shù)圖像描述的是兩個(gè)具體的物理量之間的關(guān)系.從抽象到具體的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)移需要一定的遷移能力，學(xué)生往往難以在具體的物理情境中進(jìn)行有效應(yīng)用.

因此，通過本圖進(jìn)行有針對(duì)性地訓(xùn)練圖像上“點(diǎn)”的對(duì)應(yīng)關(guān)系就顯得十分必要，這正是圖像教學(xué)的最基本要求.通過訓(xùn)練，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目的：一是認(rèn)識(shí)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；二是突破學(xué)生在知識(shí)遷移上的難點(diǎn)障礙.

1.2采集數(shù)據(jù)，描點(diǎn)，初步學(xué)會(huì)繪制圖像的基本要領(lǐng)

教材33頁(yè)的WWW第4題：“在燒杯中倒入適量的熱水，用溫度計(jì)測(cè)量水的溫度，每隔2 min記錄一次，并將溫度值標(biāo)在圖2-12中對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)上，最后用平滑的

師在課時(shí)設(shè)計(jì)的過程中，延續(xù)了教材所提到的“光的折射”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，依靠開發(fā)教材中的知識(shí)點(diǎn)，提出了大量的假設(shè).學(xué)生在面對(duì)假設(shè)問題時(shí)需要進(jìn)行充分的猜想和大膽的驗(yàn)證，并利用學(xué)生自身已經(jīng)掌握的知識(shí)，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)和推理，最終得出自己的結(jié)論.在老師的幫助之下，進(jìn)行歸納總結(jié)，由此讓學(xué)生看清“光的折射”的物理本質(zhì)，真正讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)物理的樂趣.

在蘇教版初中物理教學(xué)過程中，老師開展教學(xué)活動(dòng)不但不能偏離教材，更重要的是要針對(duì)教材開展深度的開發(fā)以及利用.教材中的相關(guān)實(shí)驗(yàn)往往都是蜻蜓點(diǎn)水，并沒有延續(xù)下去，只是為了引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，或作必要的物理知識(shí)闡述.但是老師卻可以將物理教學(xué)中的相關(guān)實(shí)驗(yàn)深入利用，讓學(xué)生通過觀察物理實(shí)驗(yàn)，并且合理作出猜想與假設(shè).在教案設(shè)計(jì)方面，新課改要求讓學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，因此，老師需要改變?cè)趥鹘y(tǒng)教育中一言堂的局面，以學(xué)生為主體，充分將課堂時(shí)間交給學(xué)生，并讓學(xué)生進(jìn)行問題的討論.學(xué)生在實(shí)驗(yàn)或者解答問題的過程中出現(xiàn)困難時(shí)，教師就需要及時(shí)給予正確的引導(dǎo).只有這樣，才能夠讓學(xué)生在初中階段建立起物理學(xué)習(xí)的自信心，并且為以后的物理學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).曲線把各溫度計(jì)上的標(biāo)記連接起來，看看從中能發(fā)現(xiàn)什么.”

在本題后，有這樣一段描述：“將圖2-12中的溫度計(jì)除去，留下的圖線就是熱水冷卻過程中溫度隨時(shí)間變化的圖像，由圖像不僅可以方便地找到某時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的溫度，還能清楚看出熱水冷卻過程中溫度變化的規(guī)律.圖像法能直觀的描述物理過程，它是分析和解決物理問題時(shí)常用的一種重要方法.”

蘇科版教材的這種安排獨(dú)具匠心，巧妙地給出獲得圖像的過程，學(xué)生能夠輕松地知道橫軸和縱軸表示的意義，即橫軸表示時(shí)間，縱軸表示溫度.

教學(xué)建議：這份作業(yè)對(duì)于圖像教學(xué)很重要.這樣的安排自然而合理，要求學(xué)生學(xué)會(huì)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并通過實(shí)物圖的形式進(jìn)行直觀的描點(diǎn)，最后去除溫度計(jì)，即可得到抽象出來的圖線，這一圖線可以表達(dá)一個(gè)有意義的物理過程.

這樣的處理，從具體到抽象，讓學(xué)生潛移默化地知道了圖像的描繪過程，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)據(jù)收集、分析能力和數(shù)據(jù)處理方法；初步理解圖像作為一種重要的研究方法在物理中有著重要的應(yīng)用價(jià)值，引導(dǎo)學(xué)生從感性的認(rèn)知到理性的提升，使學(xué)生在接收新知上的障礙明顯減小，為后續(xù)的圖像繪制與應(yīng)用奠定了基礎(chǔ).

2第二層次——理解圖像，知道物理圖線表達(dá)的物理過程

在第二章中，這一層次的圖像教學(xué)要求是對(duì)沸騰圖像的處理，讓學(xué)生漸漸理解圖線所表達(dá)的物理過程.

教材P35圖2-16是根據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)并繪制圖像.

有了前面的鋪墊，學(xué)生已初步了解圖像大概表達(dá)的意義.此時(shí)將實(shí)驗(yàn)的具體數(shù)據(jù)進(jìn)行理性的提升已是水到渠成.學(xué)生已能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)去繪制圖像，但在此，圖像的教學(xué)深度又進(jìn)一步加深，即橫軸的意義，不僅僅是時(shí)間，隱含的更深一層的意義是水的吸熱量，把吸熱量用加熱時(shí)間來表示；這樣才能從圖像的變化中得到沸騰的特點(diǎn).

蘇科版教材在“物態(tài)變化”一章中，首先安排的是“汽化和液化”，把學(xué)生實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)安排的是對(duì)沸騰的研究.從知識(shí)建構(gòu)角度看，學(xué)生對(duì)汽化中的蒸發(fā)現(xiàn)象具有一定的認(rèn)知基礎(chǔ)，教學(xué)的起點(diǎn)符合學(xué)生的實(shí)際.從圖像教學(xué)的角度看，沸騰的圖像較為簡(jiǎn)單，為后續(xù)學(xué)習(xí)熔化和凝固的圖像對(duì)比找規(guī)律奠定基礎(chǔ).這種安排也反映編者在教材編寫細(xì)節(jié)上的用心良苦.

3第三層次——比對(duì)圖像，初步學(xué)會(huì)利用圖像找規(guī)律

蘇科版教材40頁(yè)圖2-30和圖2-31.

這兩幅圖像分別是探究冰的熔化和松香（或石蠟）的熔化，在實(shí)驗(yàn)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集后描繪圖像，從圖像變化趨勢(shì)上總結(jié)出規(guī)律.

教學(xué)到此，學(xué)生已能夠明確地完成這兩幅圖像的繪制.學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)、采集數(shù)據(jù)并作出圖像后自然會(huì)對(duì)上述兩圖產(chǎn)生疑問，即兩圖的圖線明顯不同.在此引導(dǎo)學(xué)生你能得到什么結(jié)論？學(xué)生很輕松地總結(jié)出了兩個(gè)重要規(guī)律：一是物質(zhì)種類的差異；二是有一類物質(zhì)在熔化過程中不僅需要吸熱而且溫度保持不變.

有了這樣的基礎(chǔ)后，學(xué)生對(duì)于后續(xù)學(xué)習(xí)的“勻速直線運(yùn)動(dòng)”、“密度”等知識(shí)，就能自覺運(yùn)用圖像法對(duì)新知進(jìn)行研究，從而進(jìn)一步得出圖像背后的第三個(gè)物理量.

蘇科版教材采用循序漸進(jìn)的方式對(duì)圖像問題的處理，正是對(duì)圖像這種重要的數(shù)學(xué)方法要求教師在教學(xué)中采用逐層遞進(jìn)的教學(xué)方式展開，逐步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、繪圖、懂圖和用圖的能力，分層次逐級(jí)提升.理解了教材的這種編寫意圖并在教學(xué)中分級(jí)實(shí)施，學(xué)生對(duì)圖像法研究物理問題也一定會(huì)盡快形成能力，這對(duì)學(xué)生未來的物理學(xué)習(xí)效果必將起到事半功倍的作用.