如何提高學(xué)生高中物理的數(shù)形結(jié)合能力探究

如何提高學(xué)生高中物理的數(shù)形結(jié)合能力探究

楊曉煥Summary：數(shù)形結(jié)合能力培養(yǎng)是高中物理教學(xué)的重要組成部分，同時數(shù)形結(jié)合在解決物理問題中應(yīng)用十分廣泛。其中數(shù)形結(jié)合能力的培養(yǎng)更關(guān)鍵在于引導(dǎo)學(xué)生從圖形中獲取什么，圖形結(jié)合后需要提取的數(shù)據(jù)信息等等，避免只是圖形結(jié)合方法模板的套用。因此本文將結(jié)合高中階段物理教學(xué)實際問題與圖形結(jié)合能力融合中存在的問題，探究數(shù)形結(jié)合能力在實際解決問題中的應(yīng)用，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生整體物理學(xué)習(xí)水平的提升。Key：高中物理數(shù)形結(jié)合應(yīng)用探究數(shù)形結(jié)合能力需要學(xué)生在解決問題的過程中感受圖形的輔助作用，相比于傳統(tǒng)公式、理論推導(dǎo)數(shù)形結(jié)合為自身提供了哪些便利條件。因此在高中物理教學(xué)中教師只是為學(xué)生提供數(shù)形結(jié)合的思路，具體在題目中的應(yīng)用需要學(xué)生探究，結(jié)合自身物理基礎(chǔ)知識對于數(shù)形結(jié)合方法思想進(jìn)行理解。其次數(shù)形結(jié)合方法對于問題情境的把控也十分關(guān)鍵，并不是任何物理題目都會因為使用數(shù)形結(jié)合方法而簡便，部分題目存在其他更適合自身的解決方法。因此在數(shù)形結(jié)合能力培養(yǎng)中加強(qiáng)學(xué)生對于問題情境的判斷，數(shù)形結(jié)合方法目的是為了簡化抽象物理概念的計算過程，但是數(shù)形結(jié)合方法并不是不存在計算。因此在高中物理教學(xué)中，樹立學(xué)生整合現(xiàn)有解決方法的全面意識，結(jié)合具體問題整合現(xiàn)有方法，制定最佳的問題解決方案。一、數(shù)形結(jié)合方法在運動中的應(yīng)用探究速度與時間圖像、位移與時間圖像是描述物體運動的重要圖形，其中兩種圖像中的斜率以及圖像面積能夠代替公式簡化計算。因此在運動學(xué)相關(guān)問題情境中，積極利用V-t圖像以及X-t圖像解決問題。而傳統(tǒng)理論方法需要學(xué)生根據(jù)圖像所給的數(shù)據(jù)代入公式進(jìn)行計算，而數(shù)形結(jié)合方法的應(yīng)用能夠帶領(lǐng)學(xué)生理解圖像中不同數(shù)據(jù)的含義，引導(dǎo)學(xué)生對于公式有著更加深刻的理解。例如V-t圖像中通過觀察圖像斜率能夠迅速得出加速度大小，加速度方向，其次圖像所包含的面積就是時間內(nèi)物體走過的位移。其次圖像的轉(zhuǎn)折點表示加速度正負(fù)的轉(zhuǎn)變，能夠根據(jù)速度方向與加速度方向得出物體的運動狀態(tài)。比如勻加速直線運動的速度方向與加速度方向一致，而減速運動則相反，勻速運動為平行于X軸的直線。其次是位移與時間圖像，通過該圖像能夠得出物體的運動狀態(tài)相關(guān)信息，首先縱軸代表物體的位移，而斜率代表了物體時刻速度。該圖像的轉(zhuǎn)折點說明速度方向發(fā)生了變化，只有x軸下方才能說明物體位移方向的改變。因此準(zhǔn)確掌握圖像中各項數(shù)據(jù)的含義能夠有效減少解決問題的時間，同時增強(qiáng)學(xué)生對于基礎(chǔ)公式的理解。a=v/t，x=v0t+1/2at2等基礎(chǔ)公式，鞏固現(xiàn)有的運動學(xué)物理基礎(chǔ)知識體系。二、數(shù)形結(jié)合方法在力學(xué)中的應(yīng)用探究高中階段物理力學(xué)相關(guān)的問題迷惑性十分大，部分題目學(xué)生第一眼都理所當(dāng)然地認(rèn)為物體符合課堂中講解的一種情況。但是學(xué)生沒有觀察到問題情境中物體受力情況的不同，因此在力學(xué)單元知識學(xué)習(xí)中，教師首先要樹立學(xué)生畫圖分析的意識，做任何物理題目之前首先進(jìn)行受力分析。通過受力分析觀察橫向與縱向的合力，結(jié)合橫向以及縱向的速度判斷物體的運動狀態(tài)。具體到平衡問題中，以數(shù)形結(jié)合角度分析大致有三種方法，分別是合成法、分解法、正交分解發(fā)。三種方法雖然都是利用畫圖將不同受力進(jìn)行整合分析，但是結(jié)合問題情境選擇不同的平衡方法簡易程度是不同的。因此在應(yīng)用數(shù)形結(jié)合方法時注意問題情境，避免解決方法的生搬硬套。其中數(shù)形結(jié)合思想在處理滑塊與物體之間的相對移動問題中應(yīng)用作用十分明顯，相對滑動本身是一個過程碎片化的問題。學(xué)生通過受力分析觀察合力方向，進(jìn)而得出滑塊產(chǎn)生加速度的時刻，得到滑塊速度與物體速度的相對速度。因此教師要鼓勵學(xué)生在復(fù)雜問題情境中嘗試使用數(shù)形結(jié)合的方法，但是不要只使用數(shù)形結(jié)合方法，理論上的方法只不過耗費的時間相對較長。利用數(shù)形結(jié)合方法發(fā)散學(xué)生物理思維，綜合提升學(xué)生物理解決問題水平。三、數(shù)形結(jié)合方法在電磁學(xué)中的應(yīng)用探究電磁學(xué)是高中物理學(xué)習(xí)的重難點，數(shù)形結(jié)合方法是提高該部分學(xué)習(xí)效率的重要途徑。電磁學(xué)與運動學(xué)、力學(xué)的結(jié)合對于學(xué)生數(shù)形結(jié)合分析能力標(biāo)準(zhǔn)要求更加嚴(yán)格，畫出正確的運動軌跡有時成為了解決問題的關(guān)鍵。因此在學(xué)習(xí)電磁學(xué)單元知識時，教師首先要帶領(lǐng)學(xué)生畫一些簡單的圓周運動軌跡，其次樹立學(xué)生時刻受力分析的意識，通過數(shù)形結(jié)合簡化問題情境，降低電磁學(xué)生相關(guān)問題難度。其中在電磁感應(yīng)問題情境中，物體經(jīng)常出現(xiàn)不同方向上受力，同時伴隨運動以及位置的變化物理各個方向上的力也在變化。因此在解決該類型問題時，第一要注意受力分析，第二要注重臨界情況的分析，準(zhǔn)確運用運動學(xué)基礎(chǔ)知識進(jìn)行解決。在求解磁通量時，部分題目構(gòu)造的物理模型十分抽象，學(xué)生要試著將兩個方向上的磁通量用箭頭表示出來，便于學(xué)生更加直觀地分析兩個方向上的磁線數(shù)量之差。其次不同電荷分布的電場線也是解決受力問題的關(guān)鍵，學(xué)生可以嘗試從一些雙電荷情境練習(xí)，逐漸自身數(shù)形結(jié)合知識體系。Reference：[1]李成軍.高中物理教學(xué)過程中提升學(xué)生抽象思維能力的策略[J].東西南北：教育，2020（9）：0087-0087.[2]俞燕燕.高中物理教學(xué)中提高學(xué)生抽象思維能力的對策研究[J].讀