借助数形结合思想,优化高中物理课堂

王海琴
“数”是物理量的体现,“形”则是借助图形的表现方式,再现物理状态和物理知识形成的过程,将“数形结合”的思想与高中物理课堂结合在一起,会使物理知识变得简单易懂,加深学生对所学知识的印象,提高学生解决问题的能力,调动学生的学习兴趣.
一、借助图像,启迪学生思维
繁重的学业压力,加之物理知识相对难懂,学生在学习时,常常会因为找不对学习方式而“死学”,对初期新课的开展会保持一定的兴趣,但随着知识难度的不断加深,学生会逐渐表现出一种“无能为力”的状态.其主要原因,不仅是因为学生的认知能力有限,更重要的是课堂内容的枯燥、乏味,学生的兴趣在机械式的记忆、理解中慢慢耗尽.因此,在教学中,教师可以借助图像的表现形式,将物理知识生动形象地呈现出来,让学生在观察图像的过程中,感知其中所蕴含的物理知识,使学生“眼前一亮”,极大地调动学生学习兴趣,激活思维,保持对物理课堂极大的热情.
力学作为物理学中一类经典内容,是学生学习的重点也是难点.为了让学生掌握基本的概念、规律和学会解决问题的方法,在教学时,教师要善于借助图像,帮助学生整合知识,启迪学生思维.物理图像能生动形象地表现物理规律,直观地描述物理过程,将抽象的物理知识直观化,复杂的问题简单化,抓住物理知识的本质,体会物理过程,降低学习难度,提高学生的迁移运用能力.
二、借用数形结合的思想,加深对知识的理解
数形结合思想的运用会大大降低课堂难度,尤其是在新课讲授的课堂上运用数形结合,会帮助学生巩固已有的知识体系,并从图像中引导学生从中发现所蕴含的物理规律,内化知识,培养学生解决问题的能力,同时引导学生养成严密的思维逻辑.
对新知识的展开教学,是课堂最重要的环节,而这个环节通常需要20分钟的时间,在这个过程中,教师要充分融入数形结合的思想,引导学生对物理知识展开思考、推理、总结,让学生在环环相扣、教学内容紧凑的课堂上探究新知识,提高对问题的解决能力.例如,在探究弹力与弹簧伸长的关系实验中,教师要引导学生将相关数据以表格的形式呈现出来,对针对得出的数据进行简单的对比分析,从而更好的得出:弹簧弹力与伸长量比值是一个定值.由于表格中包含行和列两个因素,行在通常情况下是列举不同的物理量,而列则是列举实验次数或是需要进行对比的数据.因此,在高中物理教学中,教师要引导学生根据所学内容,将对比性较强的内容以表格的形式呈现出来,将复杂的关系简单化、浓缩知识体系,使学生在学习时对重点知识进行把握和分析,提高学习效率.
物理知识通常情况下既可以用语言文字进行表示,也可以利用数字符号表示,为了帮助学生更好地理解物理知识,将抽象的内容直观、简单化,教师要引导学生善于将文字描述转化为物理语言,即图形、数字、方程、函数的表现形式,这样既可以让问题简单化,又可以促使学生更快地发现物理量之间存在的联系.
三、借助图像分析过程,解决问题
图像是物理知识与表现形式的统一体,借助图像能很好地揭示数学形式与物理本质之间存在的关联性.在教学中,我们也会发现,凡是能用数学图形进行展示的物理图像都具有一定的物理含义.因此,在高中物理教学中,教师要引导学生掌握基本的作图方式,学會识图、运用图像、转换图像,以此来提高学习效率.
例如,在带领学生绘制汽车的速度-时间图像时,首先,请学生明确横坐标、纵坐标分别表示什么含义,图像的绘制是为了反映哪些物理量,物理量之间的关系应该如何更加清楚直观地展示出来.在学生绘制的过程中,请学生在读清题目要求的基础上,注意观察坐标原点是否是从零开始的,注意坐标轴为矢量的情况.在绘制图像时,引导学生从起始点、拐点、极值点、交点、截距、斜率、面积等多方面考虑,从而促使学生能完整展示物理问题,清楚表达物理知识,并让学生的解题思路在问题的引导下变得更加清楚明了.
在教学中,教师还可以借助数形结合的思想,通过建立物理模型,突出主要矛盾,让学生在建立物理模型的过程中对物理现象和物理知识形成的过程进行精简,摒弃次要的因素,突出主要因素,从而便于学生处理问题、掌握规律,促进学生思维能力的发展,全面提升学生的综合素质.
总而言之,将数形结合的思想与高中物理教学有机的结合在一起,能将复杂的问题简单化、抽象的知识具体化,学生依据草图能直观明了地找到解题思路,或是优化解决方案,提高课堂学习效率,培养学生养成良好的物理学科思维,促进学生综合能力的不断提升.
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