论文部分内容阅读
【摘 要】 在物理教学中发现，许多学生在解决物理问题时习惯于公式和数学演算，缺少画图的意识或者不会画图，这已经成为学生学习物理的一大障碍。对于学生的某些问题，只要画出物理图形，学生往往就会恍然大悟而不用再讲解。可见，将文字语言转化成图形语言对解决物理问题是非常必要的 。
【关键词】 物理教学；图形语言；形象思维能力；培养策略
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2012）23-0043-01
人类在还没有语言的时候就接受了各种自然图形，婴儿在还不会表达的时候就能辨别亲人的脸庞，这说明人类首先是有了图形的基础上才建立起了语言符号这一系统的。图形语言是指特定的用线条和色彩描绘的具有一定语言性质的表现形式；根据图形的概念，我们可以把文字进行图形化设计，使文字不仅具有记事功能同时又具有传递信息的图形化功能。
物理圖形语言是指用示意图、图像、图表等描述物理现象或规律的一种形式，它具有直观、形象、容量大、便于观察、记忆和联想等优点，是形象思维的载体和中介。物理图形语言是建立在复杂的事件表象与抽象的物理模型之间的一座神奇的桥梁，它是对事件中，研究对象的状态与过程的全方位地、初步形象化的表达，它可以使整个物理过程全面地、具体地、简洁地呈现出来，从而非常有利于物理模型的正确选用。
学生在学习物理时离不开图形语言，从运用力学知识的机械设计到运用电磁学知识的复杂电路设计，都是主要依靠“图形语言”来表述的。知识的条理化，分析解决问题的思路等问题，用通常意义上的文字语言或符号语言都是有局限性和低效率的，图形语言有助于变形象思维为抽象思维，更精确的掌握物理过程；图形语言有助于物理状态分析和过程的动态分析，状态分析是固定的、死的、间断的，而动态分析是活的、连续的。因此，培养高中生应用图形语言的能力，可以提高学生分析和解决物理问题的能力。
物理问题多以现实的客观事物存在为背景，一般用文字语言来描述，学生在读题时，头脑中就会产生相应的表象。为了准确地把握要研究的对象，通常将表象反映成图形语言，也就是让图来表达。学生在解决物理问题时通常出现如不能形成图形表象、不能对图形表象进行加工与改造、不能将原型变模型及学生缺乏程序化思维训练等问题，针对以上问题，教师在教学中可采用以下几种教学策略：
1 直观、形象化的教学原则
心理学研究表明，人的大脑对通过不同渠道的知识的吸收比率是大不相同的：视觉83%、听觉11%、嗅觉3.5%、味觉1%、触觉1.5%。只从视觉获得信息大约能记住25%的信息量，若能把视觉、听觉结合起来使用，那么将会记住感知信息的大约65%，因而可以说，大脑中储存着的知识中，极大多数是通过视觉和听觉获得的，与视觉有关的“图形信息”占绝对高的比例，物理知识更加如此，为更好的培养学生应用图形语言解决物理问题的能力，在教学中：
1.1 教师充分利用教材中提供的图形图片、再补充一些相应的电视录像、多媒体课件等手段再现知识发生发展的变化过程，用图文并茂的方式向学生提供信息，让学生生活在一个形象的物理世界里，通过动态的画面将一些看不见、摸不着的微观世界、物理图景、物理形象、抽象概念等形象化，将在课堂教学中不便演示的现象和内容以立体的信息输入学生的大脑。
1.2 换生活图景为物理图景。生活图景是指学生在日常生活中所形成的自然常识、信息以及经验。物理图景是指反映客观事物物理本质特征的图景。当生活图景与物理图景一致时，能帮助学生建立正确的物理形象，否则，将阻碍正确的物理形象的形成，在物理教学中一定要通过多种形式，将生活图景更换为物理图景，将物理形象根植在学生大脑中。
通过以上两种途径使学生形成正确的物理形象，只有这样才能使视觉参与思考，才能使学生应用图形语言画出有助于解决物理问题的示意图，才能排除次要因素的干扰，抓住问题的本质特征，才能组构原有表象，并在此基础上创造出新形象。例如，在讲解单摆模型时，展示伽利略观察油灯等时摆动的图片或动画，再现模型建立的思维过程，让学生身临其境，感知分析物理过程的方法，建立准确的单摆模型。事实上，培养学生的形象思维能力，不仅仅在于提供给学生直观形象的量，使学生获得形象的储存，更重要的是让学生凭借其中典型的形象，对事物进行思维加工，以达到对事物本质和规律的认识。
2 发展学生空间想象能力的原则
建立空间关系与直观映像的能力是一个不容忽视的能力，一些学生往往由于缺乏空间想象能力而画不出一张空间关系图，无法形成新的物理图景，导致学生学习物理的困难。所以，在教学过程中，有意识地减少练习中的原始图形，改用纯文字叙述，要求学生在文字叙述的基础上画出图形，即提高学生由文字语言向图形语言转化的能力，以增强学生空间想象的自觉性，使空间想象力有充分锻炼的机会。例如，雨伞边缘半径为r且距离地面为h，伞柄在竖直方向上以角速度ω旋转，使雨滴从边缘甩出落在地面形成一个大圆，求此圆的半径。
如果学生具有空间想象能力，对物体运动位置和方向进行准确的判断和把握。借助图形语言，正确把握物体运动的空间特征，解题时多角度、全方位、立体式地发挥科学的想象力，则可以顺利地解决物理问题。
3 数形结合的教学原则
表达物理规律的最好的语言是数学。数与形是反映物理事物间关系的两种不同的数学形式，数学表达式具有概括、精确、简洁的特点，而图形则具有形象、生动、直观的特点，二者相互联系、相互补充、相互替代、相互转化。在求解物理问题时，视具体情况，将数学表达式和图形相结合，注意它们之间的转化，寻找最佳的解题途径和表达方式，这种思维策略被称为数形结合。
在教学过程中，教师应注重学生由图形语言向符号语言转化的能力，将图形与数学符号完整的结合在一起，注意在黑板上规范画图，并将字母符号标注在图形上，使所学知识在脑中形成完整的表象，帮助学生掌握数和形的对应关系，并在不同的问题情景中能灵活转变，顺利的完成由图形语言向符号语言转化的过程，从而有利于问题的解决。例如研究力的合成与分解，要画平行四边形的矢量图，研究平抛运动、圆周运动，要画运动的轨迹图，另外还有速度图象，波动图象，交变电流的图象等，使数字的规律变得直观，使物理规律变得形象。
4 形象与抽象相结合的教学原则
物理图形语言具有直观、形象、容量大，便于观察、记忆和联想等优点，常常能够把抽象的意识具体化。它作为联系抽象思维与形象思维的纽带，对人类思维的发展有着重要的作用。随着物理学研究范围的扩大和研究的深入，各种物理客体及物理运动无法由感觉器官直接把握，不能由实验直接观测到，如狭义相对论的四维时空、电磁振荡理论、α粒子散射实验等。要想更好地理解这些抽象性很强的知识，必须充分发挥主体的想象力，想象出物理客体的形象化的模型和物理过程的动态图景，在大脑中形成理解物理内容的形象支柱，这样的化抽象为形象的例子很多，如在教学中，教师要重视课本插图的观察和思考，新教材的图片更为丰富，要注意指导学生如何画图、看图，建立抽象规律和图形语言的联系。养成读图释义的习惯，不断促进学生的形象思维和抽象思维的结合，从而建立正确物理模型，这是提高学生解决实际问题能力的有效教学原则。
通过教学实践的研究，笔者发现，学生在学习过程中逐渐接受并乐于应用图形语言解决实际问题，一段时间后，学生逐渐明确了应用图形语言的方法，掌握了一些画图的技巧，提高了应用图形语言的能力，能够在语言、图、数学这三种信息的不同表征形式之间灵活的转化，通过示意图来分析物体运动变化的每一个主要过程和变化，在一定程度上提高了学生思维的形象性、整体性、多维性和深刻性。
参考文献
[1]张恒谦 催改霞，要养成正确、规范使用图示语言的习惯，中学物理，2005年12月
[2]王玉花，识图 作图 用图，物理教学探讨，2005年第2期上半月
[3]怎样学好高中物理 何尧荣 物理教学探讨 2006年9月下半月
[4]田世昆 胡卫平著 物理思维论 广西教育出版社 1999年3月
【关键词】 物理教学；图形语言；形象思维能力；培养策略
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2012）23-0043-01
人类在还没有语言的时候就接受了各种自然图形，婴儿在还不会表达的时候就能辨别亲人的脸庞，这说明人类首先是有了图形的基础上才建立起了语言符号这一系统的。图形语言是指特定的用线条和色彩描绘的具有一定语言性质的表现形式；根据图形的概念，我们可以把文字进行图形化设计，使文字不仅具有记事功能同时又具有传递信息的图形化功能。
物理圖形语言是指用示意图、图像、图表等描述物理现象或规律的一种形式，它具有直观、形象、容量大、便于观察、记忆和联想等优点，是形象思维的载体和中介。物理图形语言是建立在复杂的事件表象与抽象的物理模型之间的一座神奇的桥梁，它是对事件中，研究对象的状态与过程的全方位地、初步形象化的表达，它可以使整个物理过程全面地、具体地、简洁地呈现出来，从而非常有利于物理模型的正确选用。
学生在学习物理时离不开图形语言，从运用力学知识的机械设计到运用电磁学知识的复杂电路设计，都是主要依靠“图形语言”来表述的。知识的条理化，分析解决问题的思路等问题，用通常意义上的文字语言或符号语言都是有局限性和低效率的，图形语言有助于变形象思维为抽象思维，更精确的掌握物理过程；图形语言有助于物理状态分析和过程的动态分析，状态分析是固定的、死的、间断的，而动态分析是活的、连续的。因此，培养高中生应用图形语言的能力，可以提高学生分析和解决物理问题的能力。
物理问题多以现实的客观事物存在为背景，一般用文字语言来描述，学生在读题时，头脑中就会产生相应的表象。为了准确地把握要研究的对象，通常将表象反映成图形语言，也就是让图来表达。学生在解决物理问题时通常出现如不能形成图形表象、不能对图形表象进行加工与改造、不能将原型变模型及学生缺乏程序化思维训练等问题，针对以上问题，教师在教学中可采用以下几种教学策略：
1 直观、形象化的教学原则
心理学研究表明，人的大脑对通过不同渠道的知识的吸收比率是大不相同的：视觉83%、听觉11%、嗅觉3.5%、味觉1%、触觉1.5%。只从视觉获得信息大约能记住25%的信息量，若能把视觉、听觉结合起来使用，那么将会记住感知信息的大约65%，因而可以说，大脑中储存着的知识中，极大多数是通过视觉和听觉获得的，与视觉有关的“图形信息”占绝对高的比例，物理知识更加如此，为更好的培养学生应用图形语言解决物理问题的能力，在教学中：
1.1 教师充分利用教材中提供的图形图片、再补充一些相应的电视录像、多媒体课件等手段再现知识发生发展的变化过程，用图文并茂的方式向学生提供信息，让学生生活在一个形象的物理世界里，通过动态的画面将一些看不见、摸不着的微观世界、物理图景、物理形象、抽象概念等形象化，将在课堂教学中不便演示的现象和内容以立体的信息输入学生的大脑。
1.2 换生活图景为物理图景。生活图景是指学生在日常生活中所形成的自然常识、信息以及经验。物理图景是指反映客观事物物理本质特征的图景。当生活图景与物理图景一致时，能帮助学生建立正确的物理形象，否则，将阻碍正确的物理形象的形成，在物理教学中一定要通过多种形式，将生活图景更换为物理图景，将物理形象根植在学生大脑中。
通过以上两种途径使学生形成正确的物理形象，只有这样才能使视觉参与思考，才能使学生应用图形语言画出有助于解决物理问题的示意图，才能排除次要因素的干扰，抓住问题的本质特征，才能组构原有表象，并在此基础上创造出新形象。例如，在讲解单摆模型时，展示伽利略观察油灯等时摆动的图片或动画，再现模型建立的思维过程，让学生身临其境，感知分析物理过程的方法，建立准确的单摆模型。事实上，培养学生的形象思维能力，不仅仅在于提供给学生直观形象的量，使学生获得形象的储存，更重要的是让学生凭借其中典型的形象，对事物进行思维加工，以达到对事物本质和规律的认识。
2 发展学生空间想象能力的原则
建立空间关系与直观映像的能力是一个不容忽视的能力，一些学生往往由于缺乏空间想象能力而画不出一张空间关系图，无法形成新的物理图景，导致学生学习物理的困难。所以，在教学过程中，有意识地减少练习中的原始图形，改用纯文字叙述，要求学生在文字叙述的基础上画出图形，即提高学生由文字语言向图形语言转化的能力，以增强学生空间想象的自觉性，使空间想象力有充分锻炼的机会。例如，雨伞边缘半径为r且距离地面为h，伞柄在竖直方向上以角速度ω旋转，使雨滴从边缘甩出落在地面形成一个大圆，求此圆的半径。
如果学生具有空间想象能力，对物体运动位置和方向进行准确的判断和把握。借助图形语言，正确把握物体运动的空间特征，解题时多角度、全方位、立体式地发挥科学的想象力，则可以顺利地解决物理问题。
3 数形结合的教学原则
表达物理规律的最好的语言是数学。数与形是反映物理事物间关系的两种不同的数学形式，数学表达式具有概括、精确、简洁的特点，而图形则具有形象、生动、直观的特点，二者相互联系、相互补充、相互替代、相互转化。在求解物理问题时，视具体情况，将数学表达式和图形相结合，注意它们之间的转化，寻找最佳的解题途径和表达方式，这种思维策略被称为数形结合。
在教学过程中，教师应注重学生由图形语言向符号语言转化的能力，将图形与数学符号完整的结合在一起，注意在黑板上规范画图，并将字母符号标注在图形上，使所学知识在脑中形成完整的表象，帮助学生掌握数和形的对应关系，并在不同的问题情景中能灵活转变，顺利的完成由图形语言向符号语言转化的过程，从而有利于问题的解决。例如研究力的合成与分解，要画平行四边形的矢量图，研究平抛运动、圆周运动，要画运动的轨迹图，另外还有速度图象，波动图象，交变电流的图象等，使数字的规律变得直观，使物理规律变得形象。
4 形象与抽象相结合的教学原则
物理图形语言具有直观、形象、容量大，便于观察、记忆和联想等优点，常常能够把抽象的意识具体化。它作为联系抽象思维与形象思维的纽带，对人类思维的发展有着重要的作用。随着物理学研究范围的扩大和研究的深入，各种物理客体及物理运动无法由感觉器官直接把握，不能由实验直接观测到，如狭义相对论的四维时空、电磁振荡理论、α粒子散射实验等。要想更好地理解这些抽象性很强的知识，必须充分发挥主体的想象力，想象出物理客体的形象化的模型和物理过程的动态图景，在大脑中形成理解物理内容的形象支柱，这样的化抽象为形象的例子很多，如在教学中，教师要重视课本插图的观察和思考，新教材的图片更为丰富，要注意指导学生如何画图、看图，建立抽象规律和图形语言的联系。养成读图释义的习惯，不断促进学生的形象思维和抽象思维的结合，从而建立正确物理模型，这是提高学生解决实际问题能力的有效教学原则。
通过教学实践的研究，笔者发现，学生在学习过程中逐渐接受并乐于应用图形语言解决实际问题，一段时间后，学生逐渐明确了应用图形语言的方法，掌握了一些画图的技巧，提高了应用图形语言的能力，能够在语言、图、数学这三种信息的不同表征形式之间灵活的转化，通过示意图来分析物体运动变化的每一个主要过程和变化，在一定程度上提高了学生思维的形象性、整体性、多维性和深刻性。
参考文献
[1]张恒谦 催改霞，要养成正确、规范使用图示语言的习惯，中学物理，2005年12月
[2]王玉花，识图 作图 用图，物理教学探讨，2005年第2期上半月
[3]怎样学好高中物理 何尧荣 物理教学探讨 2006年9月下半月
[4]田世昆 胡卫平著 物理思维论 广西教育出版社 1999年3月