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浅议图景教学策略在高中力学中的运用

发布时间:2021-07-05 人气:

  摘 要:文章介绍了物理图景的概念,特点,构建物理图景,以及图景教学的三种方式,借助图景教学将使物理问题更加形象直观,更能反映出各物理量、物理状态、物理过程之间的内在联系,也更能调动学生的学习积极性,主动性,提高他们的综合素质。
  关键词:物理图景;物理模型;移植和变换
  物理图景,指物理学中依据有关的文字在头脑中浮现的图形,或经过头脑科学加工再造的图形,或透过事物表象研究事物本质的图形,或经过科学推理想象的各种情景,及物理学有关的所有动态的、静态的图形、画面等。物理图景是一种直观,形象的物理表述,是教师在教学过程中把大量的文字描述进行表达方式的转换,画出的帮助学生建立、分析解决物理问题的各种图示。
  一、 物理图景包括
  (1)物理情景图(如物理课本中的插图,生活中的场景,多媒体模拟展示的图景),物理问题蕴含在图景之中,或说明什么,或解释原因,或探究什么,或给人启示什么等。它一目了然,但包含的信息量大。学生能否解决这些问题,关键看能否把“孤立”的现象联系起来,构建相关图景。
  (2)物理过程、状态示意图(如静止状态、匀速直线运动状态)。物理问题常以文字形式呈现,文字是抽象的符号,学生能否快速地分析解决问题,主要取决于能否准确地画出物理过程,状态示意图。比如教师在讲追击相遇问题时,要抓住“一个条件,两个关系”,其中两个关系是时间关系和位移关系。那么位移关系的表述是通过画过程图找到两物体位移之间的数量关系,是解题的突破口,正确的过程图对帮助学生理解题意,启迪思维大有裨益。
  (3)经过再加工处理的物理图(如物体受力分析、力的图示、力臂、力的分解、合成)就是由表及里对物理现象本质的再认识,使认识、思维发生质的飞跃,物理思维开始进入“跃进式”的发展阶段。
  (4)物理图像(如x-t图、v-t图、a-t图)。用图像描述物理规律是物理学中常用的一种处理方法,物理图像使学生逻辑思维具体化,形象化,是抽象思维和形象思维的载体,在学生分析物理现象的变化过程中有非常重要的作用。
  比如在讲到直线运动时,教师经常要借助v-t图,即速度时间关系图,它是描述运动物体速度随时间变化的规律,教师需要从图像上的轴、点、线、面、斜率、截距等方面来理解其的物理意义。横轴表示时间,纵轴表示速度;点表示某时刻质点的速度;线表示一段时间内质点速度的变化情况;面表示图线与横轴所围的面积,这个面积可以表示在某段时间内质点发生的位移;斜率表示质点运动的加速度;纵截距表示质点的初速度;交点表示两质点在此时刻速度相同。
  物理图景,是在人们认识物理模型时,对之有关的物理背景与相关思维活动叠加后的心理印象。有人说模型是一种可以用来解释物理性质、行为的心智图画。因此教师在物理教学中借助物理图景,在教学中培养学生的形象思维能力,创造能力,空间想象能力,提高学生的解题能力,给教师的物理教学提供了一种有效的教学方法。
  二、 物理图景的特点
  (一)形象性
  物理图景是物理教学中的一种表达形式,具有形象性的特征。现代脑科学研究显示,人的左半脑主管抽象思维,右半脑主管形象思维。在物理解题过程中,利用人的左右半脑的功能不同,把解题分成以下三个过程:
  1. 通过审题,分析题意,明确问题情景,提取存储在右半脑的形象材料,画出示意图,受力图,状态图等,进行逻辑思维,建构物理模型,形成正确清晰的物理图景。
  2. 启发学生活化建构的物理模型,提取左半脑的抽象材料,进行分析,比较,综合,概括等思维加工,正确选择物理定律,,公式,图像,将物理问题转化为数学问题。
  3. 引导学生应用数学工具,通过归纳,演绎,计算,讨论得出定量的正确的结论。
  在物理教学中,引导学生运用物理图像进行形象思维,强化训练学生将抽象问题形象化。
  (二)创造性
  物理图景思维的基本形式是表象、直观和想象。想象是人脑对己有表象进行加工、改造,产生新形象的过程,它具有创造性的特点。物理图景的创造性主要表现在两个方面。
  第一是,移植和变换物理模型。教师在高中阶段如果抓住物理模型问题的主要方面,忽略次要因素,建立物理模型,将其移植和变换,既有利于培养学生抓住关键,突破难点,把握知识的整体结构,建立物理图景,也有利于培养学生的创造能力。
  第二是,改组物理模型。有些物理问题,在弄清了过程或图景的基础上,将问题进行改组,把不熟悉的模型改组为熟悉的模型,把复杂的模型改组为简单的模型,从而进行求解。
  (三)动态性
  学生往往因为物理过程的复杂性,动态性,而不能在头脑中想象出正确的物理图景,物理教学中教师就要做好引导学生认真审题。首先要让学生弄清研究对象的变化过程,建构各个瞬时状态图景;然后要建构整个物理过程的动态图景,接下来就可以顺理成章的求解了;最后,要注意加强培养学生的空间想象力,使学生最终能够从静态图中构建出动态的物理图景,从动态物理图景中能看到瞬时的状态图景。
  构建物理图景的三个过程:
  (一)认真审题,抽出本质特征
  构建物理图景首先必须对问题情景中各信息进行认真的分析、排除干扰因子,挖出隐含条件,忽略次要因素,抽出本质特征。
  (二)还原物理模型,参与图景构建
  把从一个具体的问题情景中抽象出来的事物的本质特征,与研究者头脑中己有的物理模型的形象进行比较或类比,从中选出恰当的模型来表征这些事物,使它们能以典型的形象参与图景构建。
  (三)合理想象,建立圖景
  通过合理想象,从问题情景的描述中教师可以直接想象出物理表象,绝大多数情况下,教师还需要借助于抽象分析,才能确定物体的相互关系、运动过程和变化趋势,由此才能进行形象思维的想象,建立起三维的、动态的物理图景。

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