浅谈画图在物理学习中的重要性
摘 要以建构主义学习理论为依据,从解决物理问题的一般过程出发重点阐
述画图在物理学习中的重要性。
关键词画图;物理教学
众所周知物理的学习过程就是理解物理知识与运用物理知识解决问题(作题)
过程的结合。在教学实践过程中,我发现在知识的学习过程和解决物理题目的过
程中画图能起到非常重要的作用。
用画图来改良物理教学与建构主义学习理论颇有渊源:从建构主义学习理论
来看,人的学习过程就是个体的认知结构因外部刺激的影响而发生改变的过程,也
就是个体把外界刺激所提供的信息整合到自己原有认知结构内使之同化的过程,
同时也是个体知识扩充、发展、改造过程。
按照这一理论,物理学的学习往往是在学习一个新知识时,会与前边所学旧知
识发生联系,这一个新知识的学习效果还会对以后要学的新新知识产生一定的影
响。用下图说明就是:学习知识5时,要与知识1、3发生联系,如果以前知识1、3
学习中存在错误之处,一定会影响对知识5的学习,而对知识5的不正确理解之处
还将对知识8的学习产生影响。反过来,在学习知识5时,自然会纠正对知识1、3
的误解。
在中职学生中物理学不好的人有两种:一种是见了问题之后不会解决,无从下
手;别一种是会下手,但是解错了。
出现这二种情况的原因往往是对知识点理解不清晰或发生错误联系,导致了
错误过程,解出不正确答案。
实际就是旧知识的错误导致了新的错误。建构主义理论认为:一个人的学习
不是光着脑袋开始的,而是带着旧的经验,旧的知识开始的,换句话说是以旧知识
为基础的。学习的效率的高低主要取决定旧知识的量:对旧知识理解是否正确,对
旧知识的描述是否清晰。当旧知识量不够时,对现在所学知识理解容易错误;对旧
知识理解错误时,会对现在所学知识造成困难。旧知识如果有清晰的描述时,对新
知识的学习会很容易,而且不易出现错误。人们的学习过程就是对现在的知识进
行描述,对过去所学知识进行重新描述的过程。
所以,大部分同学刚开始时觉得物理不难,后来会越学越难,原因就在于:刚开
始时对一个问题的描述不清晰,以后对相关问题的描述也不清晰,当知识的量积累
到一定程度时,由于错误的量太多,自己所建物理知识体系乱作一团,走向崩溃。
因而,要避免出现上述现象,就要把所有的知识点描述清楚。用什么方法能把
知识点描述的尽量清晰呢?
我们倡导用画图法。物理学原本就是对物质世界进行描述的学科,牛顿时代
以来,物理学经常要借助于数学方法;
具体到中职阶段,常用的数学方法就是指几何方法和代数方法。代数在物理
中的应用就是列方程(公式),最高为二元二次方程,几乎所有学生都会解。几何在
物理学中的应用就是画图,用图形表示量和关系。学生对量和关系描述不清晰,主
要原因就是图画错了。所以,画图在物理学中是很重要的。
如果学生能够用图形结合数学公式的方法把所学知识描述出现,无疑是最准
确,最简洁,最清晰的。
下边从解决物理问题的一般过程说明一下画图的重要性。
解决物理题的一般过程:读题、对题进行描述、列出方程、解方程。用一句
话说就是,把原题中的文字描述变成数学描述,列出方程,解方程。
如果一个学生出现了解决问题无从下手,那么就是不能够完成从文字描述到
数学描述的过程;如果一个学生把题解错了,就是从文字描述转移成数学描述中出
现了错误描述。
现在分析下把一个问题从文字描述变成数学描述过程需要的东西:①语文程
度;对于大多数中职学生来说,已经足够。②数学应用水平,数学知识中代数方面最
高为二元二次方程,百分之九十九学生都没有问题。几何方面就是向量分解、合
成,大多数学生没有问题。
为什么很多同学有知识基础,还不能解决物理问题呢?通过对大量的学生解
决问题的一般过程调查发现,大多数学生的问题出在没有利用图形的习惯。
画图有两种:一种是老老实实的画图;另一种是在脑子不描述出图。两种之间
有非常重要的联系和区别。老老实实画图画的次数多了,才能学会在脑子中画图。
老老实实画图,则出错的可能性小、用时长;在脑子中画图出现错误的可能性大、
用时短。所以建议学生尽量老老实实画图;特别是在考试当中,如果时间够用,就把
每一个题都画出一个图;则正确率会有很大的提高。
从这两点看在学生进入高中时,就应当强调学生能够把单个知识用数学方法
进行描述,也就是画图,并把图和方程(公式)结合起来;随着课程的进展,把所学知
识在一张图上进行描述。如:
知识点描述:则所学知识成系统、清晰。
在解决问题(作题)时,画出完整、准确的图,列出正确方程就能作出正确答案。
这样,我们所教的大多数学生在物理学习过程中,可以解决一般问题。
每一个学科都有各自的特点。物理学科的特点就是可描述性。而画图正是这
一特点的集中体现。充分利用画图这一工具,使抽象的知识直观化、量化、清晰
化,是我们物理老师帮助学生进入物理世界的一双飞翔的翅膀。希望画图方法给
我们的学生带来物理学习的飞跃!