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“图文并茂”法在初中物理解题中的应用

2018-07-05刘如琼何孟福

中学理科园地 2018年2期
关键词:解题初中物理教学

刘如琼 何孟福

摘 要:初中物理是一门重要的基础学科, “物理难学”:情景、过程、对象、公式、规律、模型繁琐、抽象望而却步。为了解决这些问题,本文提出了用“图文并茂”法,引导学生化文字为图象,化抽象为具体,象“连环画”一样图文并茂、通俗易懂,简洁明了。

关键词:图文并茂;初中物理;解题;教学

在长期的教学生涯中,常听到学生讲物理难学,为了解决学生在学习过程中的迷茫,困惑,我们在教学中创建一种艺术表现形式——图文并茂、通俗易懂,通过语音与多幅画互相依托、密切配合来叙说物理状态与过程,让物理情境简洁明了,把这种艺术表现形式融入到物理解题中,把一道道物理题转化为一张张图文并茂的画,可以达到事半功倍的教学效果。下面结合实例,总结一下“图文并茂”法在初中物理解题中的运用。

1 “图文并茂”法功能

1.1 重现物理情景

在进行物理题解时,单纯凭空想象很容易遗漏条件或因理不清题意而出错,但是如果我们能用“图文并茂”法,就能用图象的形式展示题意,寻找规律。如:

例1:在汽车行驶的正前方有一座山,汽车以15m/s的速度匀速行驶,汽车鸣笛,经3s后,司机听到回声,此时汽车距山多远?还要多少时间车才能开到山脚下?(v声=340m/s)。

思路分析:3秒后,车所通过的路程与司机听到回声时,车与山的距离之间的关系,通过画线段,并用线段的端点来表示相应的位置关系,线段的长短表示相应的路程,如图1所示。由图中线段间的关系清晰地展示出,声音往返传播的路程和汽车行驶的路程之差就是此时汽车与高山距离的2倍,即此时汽车与山间的距离s=(s声-s车)/2,从而解决问题。

1.2 澄清物理思维

物理学是一门与生活紧密联系的学科,学生常会根据生活经验表象得出一些错误观点。为了避免这种惯性思维的影响,可通过“图文并茂”法呈现思维过程。

例2:排球垫球已经成为福州市一项中考体育项目,排球竖直上升又竖直下落的过程中,均受到空气阻力的作用,若排球上升和下落过程中受到的合力大小分别为F1、F2,则F1、F2,的大小关系正确的是( )

A.F1 > F2 B.F1

思路分析:学生在解题时会想当然,而得出错误的答案。若根据题意把思维过程用图形描述出来,就可以有效避免错误的出现。解题时可先画出两粒相同的球,沿不同运动方向,再进行受力分析。如图2所示,通过作图使学生的思维能按正确的途径进行,最后只要再根据同一直线二力合成的知识便可知其正确答案为A。

1.3 构建具体模型

物理学模型很抽象,我们看不见也摸不到,但是如果我们能用“图文并茂”法,就能化无形为有形,做到直观、形象,易于发现隐含条件,有利于启迪思维,理顺思路。如:

例3:小忆同学学习了光沿直线传播后,知道了小孔成像的原理。在中秋节的夜晚,他和同学们将两个长度均为50cm,直径为5cm的直筒套在一起,做成如图3所示的仪器(M筒的直径稍大些,可以套在N筒上并能前后移动)。当你们看到一轮皎洁的月亮高挂天空时,将小孔对准明月,测得月亮最大像的直徑是9.1mm,已知月球到地球的距离为3.8×105km,月球的直径约为 km。

思路分析:本题的难点是模型抽象化,而解决此问题的关键在于把题意图象化。 解题时先根据光沿直线传播画出光路图,如图4所示,根据 △AOB∽△A'O'B'三角形相似列出比例式便能解决问题了。

1.4 展现简洁美

在物理研究对象、物理量、物理公式繁多时,在教学时采用“图文并茂” 法有助于利用题目中的条件去寻找其“主人”并进行有效 “站队”,从而避免出现张冠李戴的错误。如:

例4:小叶用如图5所示的滑轮组(不计绳与滑轮间的摩擦),拉着质量为6kg的物体A以5.4km/h的速度在粗糙的水平面上做匀速直线运动,物体A所受的摩擦力为其重力1/5,则在4s内拉力F移动的距离为 m;拉力F为 N;拉力F的功率为 W。(g取10 N/kg)

思路分析:本题涉及多体多过程的物理量的分析和计算问题,学生在心理上会产生畏惧。分析时先引导学生把此滑轮组(即试卷)转900,将图形转化为学生所熟悉的竖直方向的滑轮组。再观察分清动滑轮、定滑轮,判断出几段绳子来承担对物体的拉力,并标在图上。如图6所示。最后结合物理规律、公式,我们就可以“就”着这张“图文并茂”的图把有关的问题全“吃”了。其实不管多难的题目都是有规律可循的,只要学生们掌握解题的方法和技巧,就会化繁为简,化难为易,问题便能迎刃而解了。

2 “图文并茂”法在电学中大展身手

“图文并茂”法在电学动态电路问题解决中更加突出,可大大降低题目难度,有利于学生分析问题与解决问题。要针对“同一导体,同一时刻”出现的错误攻破这个难题,最重要的是要把化“动”为“不动”使其处于一种“静”的状态。要想达到这种效果就要用“图文并茂”法把动态电路中的每一状态固定下来。

2.1 化 “动”为“静”

初中物理“清汤挂面型” 电学问题,在解题的过程中若没有把隐含在图中、题意中的条件深挖出来就会因条件不明确而无法解题。采用“图文并茂”法就能化“动”为“静”

例5:如图7所示,保持电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,当滑片在某两点间移动时,已知电流表示数变化范围为0.3A~0.4A,电压表示数变化范围2V~3V,则电源电压为 V,R1功率P的变化量为 W。

思路分析:本题电路图中定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表,看起来简单,但它囊括初中物理电学中的所有重要元件, 这样“清汤挂面型”物理问题,在解题的过程中要把隐含在图中、题意中的条件深挖出来,引导学生分解原图,分别画出滑片在第1点与第2点时的等效电路图如图8甲、乙所示,应用好“图文并茂”法,多加练习,便可掌握它的解题模式,化难为易。

2.2 化“繁”为“简”

电学题目往往既有电路图又有图象,电路图中的元件多,可同时考查串联电路和并联电路。解决这类综合应用能力极强的物理问题,关键还是用“图文并茂”法简化电路,画出等效电路图。

例6:如图9是市面某种热水器的电路原理图。烧水时,按下温控开关S和a、b接触,红色指示灯亮,加热档工作。当水温升到设定温度t1时,温控开关接触点断开,电热管停止加热.当水温下降到设定温度t2时,S自动上升与接触点c接通,黄色指示灯亮,保温档工作,电热管的功率是110W。當水温上升到设定温度t1时,温控开关触点断开,电热管停止加热.如此不断往复使水温保持在设定的温度范围内,已知电热管电阻为44Ω(指示灯电阻很小,计算时可忽略不计)。

(1)请说明电阻R2在电路中所起的作用。

(2)求电热管的加热功率及R1的大小。

(3)图10是该热水器工作时温度随时间变化的图象,求35min内电热管消耗的电能。

思路分析:本题既有电路图又有图象,电路图中的元件多,同时考查了串联电路和并联电路,是一道综合应用能力极强的题目。解这种类型的题,关键还是用“图文并茂”法简化电路,画出不同状态下的等效电路图,如图11所示。电路图可简化为如图丁所示的电热管R与R1的串联电路。简化为我们所熟悉的简单电路或串、并联电路。

3 “图文并茂”法在解设计类型的题目时更是以其直观明了而占优势

设计实验经常会听到学生说会懂得怎么做,但就是表达不出来或者因无法用规范的物理语言表达完整而扣分。而“图文并茂”法正可以解决这些文字不易表达到位或需要冗长的文字才能说明的问题。

例7:实验室刚买了一台仪器,小丽抱起掂量了一下说应有12N重,她问老师究竟有多重呢?老师说他只知道肯定大于10N。请你利用下列器材帮她设计一个测量此仪器重的实验方案。器材:弹簧测力计(0一5 N),刻度尺,已调平衡的杠杆,细线。

(1)请你简述主要测量步骤或在图12中画出测量方案的示意图,并标出需测量的物理量符号。(提示:作图时弹簧测力计对杠杆的拉力F1用力的示意图表示。)

(2)此仪器重力的表达式:G= (用测量的物理量符号表示)。

思路分析:本题实验设计的原理是杠杆的平衡条件,难点是弹簧测力计的量程太小,无法直接测量物重。若直接用文字描述过程既冗长且学生们很难做到用规范的语言表达到位。此时我们就可就用一张图文并茂的图解决了这一大难题,它使我们的解题既完整又清晰、直观,如图13所示。

“图文并茂”法在初中物理解题中有着广泛的应用,贯穿于初中物理各个部分和各种题型。在教学过程中就需要我们老师耐心引导,并让他们尝到运用这种方法的甜头,同学们会主动运用“图文并茂”法处理综合、抽象的物理问题,从而建立起直观的物理图景,帮助进行记忆和分析问题。

以上是我们在教学过程中对“图文并茂”法的应用及理解,在长期的教学生涯中得以实践,得到学生的认可,效果较好,这里仅是抛砖引玉。物理问题千变万化,纷繁复杂,教给学生知识,主要是教给学生学习方法,“ 授人以鱼不如授人以渔”,学生掌握了学习方法,正确的方法永远是学习的灵魂。掌握了方法,为学生的终生学习奠定坚实的方法基础。

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