劉如瓊 何孟福
摘 要:初中物理是一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科, “物理難學(xué)”:情景、過程、對(duì)象、公式、規(guī)律、模型繁瑣、抽象望而卻步。為了解決這些問題,本文提出了用“圖文并茂”法,引導(dǎo)學(xué)生化文字為圖象,化抽象為具體,象“連環(huán)畫”一樣圖文并茂、通俗易懂,簡(jiǎn)潔明了。
關(guān)鍵詞:圖文并茂;初中物理;解題;教學(xué)
在長(zhǎng)期的教學(xué)生涯中,常聽到學(xué)生講物理難學(xué),為了解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的迷茫,困惑,我們?cè)诮虒W(xué)中創(chuàng)建一種藝術(shù)表現(xiàn)形式——圖文并茂、通俗易懂,通過語音與多幅畫互相依托、密切配合來敘說物理狀態(tài)與過程,讓物理情境簡(jiǎn)潔明了,把這種藝術(shù)表現(xiàn)形式融入到物理解題中,把一道道物理題轉(zhuǎn)化為一張張圖文并茂的畫,可以達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。下面結(jié)合實(shí)例,總結(jié)一下“圖文并茂”法在初中物理解題中的運(yùn)用。
1 “圖文并茂”法功能
1.1 重現(xiàn)物理情景
在進(jìn)行物理題解時(shí),單純憑空想象很容易遺漏條件或因理不清題意而出錯(cuò),但是如果我們能用“圖文并茂”法,就能用圖象的形式展示題意,尋找規(guī)律。如:
例1:在汽車行駛的正前方有一座山,汽車以15m/s的速度勻速行駛,汽車?guó)Q笛,經(jīng)3s后,司機(jī)聽到回聲,此時(shí)汽車距山多遠(yuǎn)?還要多少時(shí)間車才能開到山腳下?(v聲=340m/s)。
思路分析:3秒后,車所通過的路程與司機(jī)聽到回聲時(shí),車與山的距離之間的關(guān)系,通過畫線段,并用線段的端點(diǎn)來表示相應(yīng)的位置關(guān)系,線段的長(zhǎng)短表示相應(yīng)的路程,如圖1所示。由圖中線段間的關(guān)系清晰地展示出,聲音往返傳播的路程和汽車行駛的路程之差就是此時(shí)汽車與高山距離的2倍,即此時(shí)汽車與山間的距離s=(s聲-s車)/2,從而解決問題。
1.2 澄清物理思維
物理學(xué)是一門與生活緊密聯(lián)系的學(xué)科,學(xué)生常會(huì)根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)表象得出一些錯(cuò)誤觀點(diǎn)。為了避免這種慣性思維的影響,可通過“圖文并茂”法呈現(xiàn)思維過程。
例2:排球墊球已經(jīng)成為福州市一項(xiàng)中考體育項(xiàng)目,排球豎直上升又豎直下落的過程中,均受到空氣阻力的作用,若排球上升和下落過程中受到的合力大小分別為F1、F2,則F1、F2,的大小關(guān)系正確的是( )
A.F1 > F2 B.F1 思路分析:學(xué)生在解題時(shí)會(huì)想當(dāng)然,而得出錯(cuò)誤的答案。若根據(jù)題意把思維過程用圖形描述出來,就可以有效避免錯(cuò)誤的出現(xiàn)。解題時(shí)可先畫出兩粒相同的球,沿不同運(yùn)動(dòng)方向,再進(jìn)行受力分析。如圖2所示,通過作圖使學(xué)生的思維能按正確的途徑進(jìn)行,最后只要再根據(jù)同一直線二力合成的知識(shí)便可知其正確答案為A。 1.3 構(gòu)建具體模型 物理學(xué)模型很抽象,我們看不見也摸不到,但是如果我們能用“圖文并茂”法,就能化無形為有形,做到直觀、形象,易于發(fā)現(xiàn)隱含條件,有利于啟迪思維,理順?biāo)悸贰H纾?/p> 例3:小憶同學(xué)學(xué)習(xí)了光沿直線傳播后,知道了小孔成像的原理。在中秋節(jié)的夜晚,他和同學(xué)們將兩個(gè)長(zhǎng)度均為50cm,直徑為5cm的直筒套在一起,做成如圖3所示的儀器(M筒的直徑稍大些,可以套在N筒上并能前后移動(dòng))。當(dāng)你們看到一輪皎潔的月亮高掛天空時(shí),將小孔對(duì)準(zhǔn)明月,測(cè)得月亮最大像的直徑是9.1mm,已知月球到地球的距離為3.8×105km,月球的直徑約為 km。 思路分析:本題的難點(diǎn)是模型抽象化,而解決此問題的關(guān)鍵在于把題意圖象化。 解題時(shí)先根據(jù)光沿直線傳播畫出光路圖,如圖4所示,根據(jù) △AOB∽△A'O'B'三角形相似列出比例式便能解決問題了。 1.4 展現(xiàn)簡(jiǎn)潔美 在物理研究對(duì)象、物理量、物理公式繁多時(shí),在教學(xué)時(shí)采用“圖文并茂” 法有助于利用題目中的條件去尋找其“主人”并進(jìn)行有效 “站隊(duì)”,從而避免出現(xiàn)張冠李戴的錯(cuò)誤。如: 例4:小葉用如圖5所示的滑輪組(不計(jì)繩與滑輪間的摩擦),拉著質(zhì)量為6kg的物體A以5.4km/h的速度在粗糙的水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體A所受的摩擦力為其重力1/5,則在4s內(nèi)拉力F移動(dòng)的距離為 m;拉力F為 N;拉力F的功率為 W。(g取10 N/kg) 思路分析:本題涉及多體多過程的物理量的分析和計(jì)算問題,學(xué)生在心理上會(huì)產(chǎn)生畏懼。分析時(shí)先引導(dǎo)學(xué)生把此滑輪組(即試卷)轉(zhuǎn)900,將圖形轉(zhuǎn)化為學(xué)生所熟悉的豎直方向的滑輪組。再觀察分清動(dòng)滑輪、定滑輪,判斷出幾段繩子來承擔(dān)對(duì)物體的拉力,并標(biāo)在圖上。如圖6所示。最后結(jié)合物理規(guī)律、公式,我們就可以“就”著這張“圖文并茂”的圖把有關(guān)的問題全“吃”了。其實(shí)不管多難的題目都是有規(guī)律可循的,只要學(xué)生們掌握解題的方法和技巧,就會(huì)化繁為簡(jiǎn),化難為易,問題便能迎刃而解了。 2 “圖文并茂”法在電學(xué)中大展身手 “圖文并茂”法在電學(xué)動(dòng)態(tài)電路問題解決中更加突出,可大大降低題目難度,有利于學(xué)生分析問題與解決問題。要針對(duì)“同一導(dǎo)體,同一時(shí)刻”出現(xiàn)的錯(cuò)誤攻破這個(gè)難題,最重要的是要把化“動(dòng)”為“不動(dòng)”使其處于一種“靜”的狀態(tài)。要想達(dá)到這種效果就要用“圖文并茂”法把動(dòng)態(tài)電路中的每一狀態(tài)固定下來。 2.1 化 “動(dòng)”為“靜” 初中物理“清湯掛面型” 電學(xué)問題,在解題的過程中若沒有把隱含在圖中、題意中的條件深挖出來就會(huì)因條件不明確而無法解題。采用“圖文并茂”法就能化“動(dòng)”為“靜” 例5:如圖7所示,保持電源電壓不變,R0為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器,當(dāng)滑片在某兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí),已知電流表示數(shù)變化范圍為0.3A~0.4A,電壓表示數(shù)變化范圍2V~3V,則電源電壓為 V,R1功率P的變化量為 W。 思路分析:本題電路圖中定值電阻、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表,看起來簡(jiǎn)單,但它囊括初中物理電學(xué)中的所有重要元件, 這樣“清湯掛面型”物理問題,在解題的過程中要把隱含在圖中、題意中的條件深挖出來,引導(dǎo)學(xué)生分解原圖,分別畫出滑片在第1點(diǎn)與第2點(diǎn)時(shí)的等效電路圖如圖8甲、乙所示,應(yīng)用好“圖文并茂”法,多加練習(xí),便可掌握它的解題模式,化難為易。
2.2 化“繁”為“簡(jiǎn)”
電學(xué)題目往往既有電路圖又有圖象,電路圖中的元件多,可同時(shí)考查串聯(lián)電路和并聯(lián)電路。解決這類綜合應(yīng)用能力極強(qiáng)的物理問題,關(guān)鍵還是用“圖文并茂”法簡(jiǎn)化電路,畫出等效電路圖。
例6:如圖9是市面某種熱水器的電路原理圖。燒水時(shí),按下溫控開關(guān)S和a、b接觸,紅色指示燈亮,加熱檔工作。當(dāng)水溫升到設(shè)定溫度t1時(shí),溫控開關(guān)接觸點(diǎn)斷開,電熱管停止加熱.當(dāng)水溫下降到設(shè)定溫度t2時(shí),S自動(dòng)上升與接觸點(diǎn)c接通,黃色指示燈亮,保溫檔工作,電熱管的功率是110W。當(dāng)水溫上升到設(shè)定溫度t1時(shí),溫控開關(guān)觸點(diǎn)斷開,電熱管停止加熱.如此不斷往復(fù)使水溫保持在設(shè)定的溫度范圍內(nèi),已知電熱管電阻為44Ω(指示燈電阻很小,計(jì)算時(shí)可忽略不計(jì))。
(1)請(qǐng)說明電阻R2在電路中所起的作用。
(2)求電熱管的加熱功率及R1的大小。
(3)圖10是該熱水器工作時(shí)溫度隨時(shí)間變化的圖象,求35min內(nèi)電熱管消耗的電能。
思路分析:本題既有電路圖又有圖象,電路圖中的元件多,同時(shí)考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路,是一道綜合應(yīng)用能力極強(qiáng)的題目。解這種類型的題,關(guān)鍵還是用“圖文并茂”法簡(jiǎn)化電路,畫出不同狀態(tài)下的等效電路圖,如圖11所示。電路圖可簡(jiǎn)化為如圖丁所示的電熱管R與R1的串聯(lián)電路。簡(jiǎn)化為我們所熟悉的簡(jiǎn)單電路或串、并聯(lián)電路。
3 “圖文并茂”法在解設(shè)計(jì)類型的題目時(shí)更是以其直觀明了而占優(yōu)勢(shì)
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)經(jīng)常會(huì)聽到學(xué)生說會(huì)懂得怎么做,但就是表達(dá)不出來或者因無法用規(guī)范的物理語言表達(dá)完整而扣分。而“圖文并茂”法正可以解決這些文字不易表達(dá)到位或需要冗長(zhǎng)的文字才能說明的問題。
例7:實(shí)驗(yàn)室剛買了一臺(tái)儀器,小麗抱起掂量了一下說應(yīng)有12N重,她問老師究竟有多重呢?老師說他只知道肯定大于10N。請(qǐng)你利用下列器材幫她設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量此儀器重的實(shí)驗(yàn)方案。器材:彈簧測(cè)力計(jì)(0一5 N),刻度尺,已調(diào)平衡的杠桿,細(xì)線。
(1)請(qǐng)你簡(jiǎn)述主要測(cè)量步驟或在圖12中畫出測(cè)量方案的示意圖,并標(biāo)出需測(cè)量的物理量符號(hào)。(提示:作圖時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)杠桿的拉力F1用力的示意圖表示。)
(2)此儀器重力的表達(dá)式:G= (用測(cè)量的物理量符號(hào)表示)。
思路分析:本題實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理是杠桿的平衡條件,難點(diǎn)是彈簧測(cè)力計(jì)的量程太小,無法直接測(cè)量物重。若直接用文字描述過程既冗長(zhǎng)且學(xué)生們很難做到用規(guī)范的語言表達(dá)到位。此時(shí)我們就可就用一張圖文并茂的圖解決了這一大難題,它使我們的解題既完整又清晰、直觀,如圖13所示。
“圖文并茂”法在初中物理解題中有著廣泛的應(yīng)用,貫穿于初中物理各個(gè)部分和各種題型。在教學(xué)過程中就需要我們老師耐心引導(dǎo),并讓他們嘗到運(yùn)用這種方法的甜頭,同學(xué)們會(huì)主動(dòng)運(yùn)用“圖文并茂”法處理綜合、抽象的物理問題,從而建立起直觀的物理圖景,幫助進(jìn)行記憶和分析問題。
以上是我們?cè)诮虒W(xué)過程中對(duì)“圖文并茂”法的應(yīng)用及理解,在長(zhǎng)期的教學(xué)生涯中得以實(shí)踐,得到學(xué)生的認(rèn)可,效果較好,這里僅是拋磚引玉。物理問題千變?nèi)f化,紛繁復(fù)雜,教給學(xué)生知識(shí),主要是教給學(xué)生學(xué)習(xí)方法,“ 授人以魚不如授人以漁”,學(xué)生掌握了學(xué)習(xí)方法,正確的方法永遠(yuǎn)是學(xué)習(xí)的靈魂。掌握了方法,為學(xué)生的終生學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的方法基礎(chǔ)。