初高中物理作图能力衔接教育

杨振环

【摘 要】物理作图能力是学习物理的关键能力之一，初中生进入高中学习，物理作图能力的难度一下子加大。本文描述了初中物理的作图情况，高一物理的作图要求和高一学生的认知特点，针对这些情况和特点，本文论述了进行初高中物理作图能力衔接教育的措施。

【关键词】初高中物理；作图能力；衔接教育

物理图像包括照片、漫画、情景示意图和物理关系图等。情景示意图是指为了形象地说明物理情景、物理过程、物理现象而作的简图，比如，受力分析图、光路图和电路图、物体位置变化示意图等。物理关系图指纸面上描述的物理过程随参数变化的图，是以数学函数图像为基础但被赋予物理意义的一种图像。我们在学习物理时，通常要作情景示意图和物理关系图。比如，在解答物理计算题时，我们通常要作物体的位置变化示意图和受力分析图。在分析实验数据时，我们通常要作物理关系图。在2017年的物理高考考试大纲中明确指出，物理高考要考查的能力包括能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论；能运用几何图形、函数图像进行表达、分析。

但目前高中生的物理作图能力发展滞后。表现在：作图意识差，拿到物理题，有部分学生没有意识作图分析；作图能力差，作的图有错漏或不规范，起不到图像的作用，甚至起到的是负作用；不会分析图像，虽然作出了物理图像，但不会从图像中寻找条件、寻找规律。

所以，在高中阶段，我们要重视学生的作图能力的培养。从初中到高中，对于学生来说，是一个重大的转折。初中物理教学内容少、难度小、大多数只要求简单的定性分析；高中物理重视物理过程的分析推导和定量研究。与初中相比，高中的物理教学内容从简单到复杂，表述从粗略到严谨，分析问题从定性到定量，情境从单一到复杂。所以，做好衔接教育，非常重要。做好物理作图能力的初高中衔接教育，对培养高中生的作图能力，能起到事半功倍的效果。

1.初中物理用图作图情况

1.1初中物理课本用图情况

在初中阶段，为了提高学生学习物理的兴趣，便于学生理解，课本用了大量的照片和漫画。在照片和漫画的基础上，进行了抽象，列出了一些情景示意图，比如，光路图、电路图、受力分析图、杠杆图、滑轮组图、汽缸图等。在描点、连线的基础上，初中也有少量的物理关系图，比如温度—时间图、质量—体积图、电流—电压图等。

值得注意的是，初中的情景示意图与高中相比，容易很多，比如，初中的受力分析图只需要画指定的力示意图，而高中的受力分析图是要求画物体受到的全部力的示意图。初中的物理关系图，都是在描点的基础上连线得到，质量—体积图和电流—电压图都是直线，学生比较容易理解和接受，而高中却不然，而且高中还要求对物理关系图像进行斜率、面积等方面的分析，难度一下子提升很多。

1.2中考作图题情况

中考的作图题反映了初中毕业生的作图水平，了解中考的作图题就了解了初中毕业生的作图水平。2016年的中考作图题：

（1）如题15-1图所示，可以利用不同的光学元件来改变入射光线OA的传播方向。请在图中分别画出两种合适的光学元件（只要求画出光学元件大致位置的示意图，但须与光学规律相符）

（2）用如题15-2图所示的滑轮组提升重物，用笔画线代替绳子画出最省力的绳子绕法。

（3）如题15-3图所示，物体静止在斜面上，请画出物体所受到的重力G、摩擦力f和物体对斜面的压力F的示意图。

以2012年到2016年5年的广东省物理中考题统计：

从中可以看出，初中毕业生的物理作图水平是，会用线条来代替描述光线、电线、绳索等具体实物，会画某种指定的力的示意图。

2.高一学生认知水平和物理作图要求

由皮亚杰的认知发展阶段理论，认知发展可以分为4个阶段：感知运算阶段，前运算阶段，具体运算阶段，形式运算阶段。初中毕业生，处于具体运算阶段或形式运算阶段，具体运算阶段的认知特点决定了学生在学习物理时会将物理现象、定律、数学公式进行机械背诵，不自觉地将识记当成是主要的学习任务，缺乏对物理意义的理解，难于解决复杂的物理问题。

高一要作的物理图主要是情景示意图中的物体位置变换图和受力分析图，高一大多数题目需要做情景示意图，而初中的物理题大多数都已经配了情景示意图，因为初中依赖成了习惯，有些学生就没有了作图的意识，或者高一有些题已经配了情景示意图，但已知条件没有全部标在图中，刚刚升上高中的学生没有意识将题目中的条件标识在情景示意图中，所以这些学生在做这些题时不能通过情景示意图将题目情景理解透。

高中的受力分析图是没有提示物体受到什么力的，而初中是要求作出某个力的示意图，难度不可同日而语，很多学生在做受力分析图时要不是不知所措，不知画什么，要不是错漏了某些力。

高一的物理关系图像包括位移—时间图，速度—时间图，力—时间图，加速度—时间图等。在高中，除了要知道图像中物理量的变化关系外，还要求知道和应用图像的斜率和面积的意义。而初中的物理关系图都是通过描点得到，只需要知道圖像中物理量的变化关系。

3.高一物理作图能力衔接教育措施

根据高一学生刚刚学完的初中物理作图情况，高一的物理作图能力的要求，以及高一学生的认知特点，我们在高一进行物理作图能力衔接教育时，要注意采取如下措施：

3.1教师做好示范演示，用好图像工具，潜移默化地提高学生的用图作图意识

提高学生的用图作图意识，是提高作图能力的首要问题。意识的养成是一个长期的过程，需要教师对图像的应用起到良好的示范作用。在教学中，教师对任何事物的态度、做法，都会对学生产生潜移默化的影响。在物理图像的教学中，首先，教师要正确并充分认识图像的意义和价值，图像不仅仅是一种工具，更是一种思维方式。我们在教学中要有意识地经常使用图像，用图像来解释物理情景的变化，用图像来展示物理过程，用图像来解答问题。特别是一些用图像可以巧解的题目，我们要多讲。在使用图像时，要注意教师本人要作图规范、准确、美观。

3.2对学生物理作图作适当硬性要求、规律要求

在提高学生的作图意识的基础上，我们还要重视学生作图重视作图习惯的培养。我们要在作业和考试中提出一些专门的要求，比如要求画图尽量使用直尺，必须做到横平竖直，达不到要求进行酌情扣分。进行图像习题教学时，有针对性地对学生做一些专门训练，如在学物体的平衡时，可以做一个物体平衡的专题，对学生进行专门训练。

在学生受力分析时，要求学生按一重力、二弹力、三摩擦力、四其他力的顺序进行，以免漏了某个力。同时每画一个力都必须想想这个力的施力物体，这样就不会无缘无故地多了力。在做计算题时，要求学生把题目的已知条件尽量地标在情景图中，然后对着情景图分析物理过程，列式求解。

我们可以在高一开始时，就要求学生把练习册的右边三分之一，专门用来画图，不能用来做其他。凡是应该作图解答而又没有作图的，或者即使有作但作的图不符合要求的，要求学生重做。从严要求，让学生逐渐形成了良好的作图习惯。

3.3联系回想初中用图，激起知识能力反响

心理教育学家说“学习的过程需要顺应和反思”，顺应是指：对知识的重新认识，如果说新学的知识不能跟以前的知识容纳、重合，那就需要有所“摒弃”，改变以前的思维模式，打破从前。反思是指：将新学的概念理论与以前的知识自动的进行整合，完善原有的知识理论，有效地做到“你中有我，我中有你”。

在讲匀速直线运动的位移—时间图像、弹簧弹力—弹簧伸长量图像或匀加速直线运动的速度—时间时，可以带领学生回顾初中学的质量—体积图像和定值电阻的电流—电压图像。通过回顾，由学生的现有发展区达到最近发展区，利用已有知识来激发新学知识，解决最近发展区的问题。

3.4注意几种图像间的变换

教师动手做一些斜面体、正方体、长方体的模型，要学生从不同角度观察。学生有了一定的感性认识后，要求学生画这些模型的透视图、前视图、俯视图、侧视图，这样学生对这几种图的变换就有一些直观的感性认识，同时还应教给学生几种视图转换的基本方法。

在解答物理问题时，我们可以先让学生画出物理图像，然后展示不同学生的作品，最后我们老师再画出相对标准的物理图像，让学生通过对比，发现自己的优点和缺点，在这过程中，我们要注意指导物理图像的画法和技巧。

3.5鼓励学生应用图像

为了进一步激发学生的学习兴趣，提高正确应用图像解决物理问题的能力，在习题课教学中要适当选取一些巧用图像解决的题目来激发学生的学习兴趣。在教学中我们还通过安排可以一题多解的题目，让学生练习、比较常规解法和图像法，鼓励学生用图像法解题，让他们在实践中不断熟练应用，提高能力。

在课堂中我们要求学生尽量多用图像的形式简明扼要地表达自己对于物理过程的理解，表达地好的，要及时进行表扬鼓励，表达有误的，也要在肯定的基础上指出问题，并进行正确的示范。

3.6加强实验教学，丰富图像素材，重视图像的构建过程

实验教学对物理图像的应用和作图具有促进作用。首先，学生动手设计、操作实验的过程，可以帮助学生形成特定的、鲜明的物理情景，如测量物体速度、验证力的平行四边形法则、验证牛顿第二定律等等。实验提供了丰富的感性材料，非常有利于学生画示意图。其次，物理实验涉及几个变量的相互作用，构建函数图像比较容易看出变化趋势，能简便、准确地得出物理规律。最后，物理量关系图像的形成，思维跨度比较大，我们要通过实例来展示物理量关系图像构建的过程。物理量关系图像来源于实验，构建图像，首先通过实验得到两个物理量数据，然后建立合适的坐标，描的连线，构建出代表特定物理含义的物理函数图像。通过实验得到数据，是学生真正理解物理关系图像的基础。学生通过构建物理量关系图像，体会物理规律建立的过程，这过程会促进学生物理思维的形成。

4.结语

对于大多数学生来说，在學习的过程中，他们更想自己能够成为知识的探索人和发现人，而物理学科刚刚能够满足学生的这一兴趣、追求，在画图中体验“物理的魅力”，锻炼物理思维，在初中高中物理作图能力跨度那么大的情况下，对学生进行衔接教育，使学生能够更好的将初中物理和高中物理作图部分衔接起来，快速提高物理作图水平，是引领学生在物理的学习中找到乐趣，提高学生物理思维的捷径。

【参考文献】

[1]孙玉珍.浅谈初高中物理教学的衔接[J].漳州职业大学学报，2000.2

[2]梁萍.浅谈初高中物理的衔接教学[J].现代阅读，2012.1

[3]潘晓云.高中物理图像学习的主要思维障碍及对策[J].基础教育，2012.1