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  新课标人教版高中物理教材形式活泼,图文并茂,插图很多,仅在选修3系列的5个模块中,经统计就有各种插图760余幅,这5个模块共19章,平均每章有插图约40幅,数量之多是前所未有的。在所有这些插图中,有照片、实物图、模型图、装置图、原理图等。

 

  如此多的插图体现了新课标的要求,在教学中充分利用好这些插图,对教学质量的提高无疑是非常重要的,要充分利用好插图,首先就要搞清插图的教学功能。笔者结合自身教学实践,以选修3系列的5个模块为例,对插图的教学功能作了探讨和思考,将其归纳为以下几个方面:

 

  一、科学素养的增强功能

 

  科学素养包含信心、兴趣、品德、知识面、团结协作意识等多方面内容。

 

  增强科学素养有多种途径,而通过插图增强则是重要途径之一。绪论中的照片,每章首页的照片,人物图,“科学漫步”、“科学足迹”、“STS”中的插图,多数具有此功能。例如:选修3-1第三章首页的插图“托卡马克磁约束装置”(图1),能使学生感受到物理学是非常伟大而又神奇的科学,从而激发他们的学习兴趣。又如:选修3-2第四章首页的插图“三峡电厂发电机转子”(图2)和选修3-5第十九章首页的插图“泰山核电站”(图3),则能使同学们感受到祖国的强盛,从而受到爱国主义教育,同时,这些宏大工程的建设需要大量人力和物力,这一内容则能增强他们的团结协作意识。

 

 

  二、教学情境的导入功能

 

  “普通高中物理课程标准”中讲到“图片是呈现科学情境的重要形式”。在课堂教学中,在传授重要物理知识之前,让学生进入相关知识的情境之中,对学生轻松接受相关物理知识是非常必要的。内容丰富、形式活泼的图片很容易引人入胜,激发求知欲,从而让学生快速进入学习状态。教材正文中的实物图、示意图、照片、“演示实验”中的插图,很多是导入情境的良好素材。例如:选修3-1中插图“模拟信号和数字信号”(图4),通过对模拟信号的渐变和数字信号的突变进行对比,在学生头脑中迅速导入了数字电路中只有“高”和“低”这两个状态的情境,使后面“门电路”的学习变得轻松高效。又如:选修3-3插图“水黾可以停在水面上”(图5),学生观察后觉得新奇,这种情境在头脑中留下了很深的印象,学生渴望知道为什么,教师顺势导入“液体表面张力”的学习。再如:选修3-4插图“波在彩带上传播”(图6),为后面将要学习的“波的形成和传播”打下了基础,使学生认识到介质中的质点并不随波迁移。

 

 

  三、物理状态的展示功能

 

  在物理教学中,经常需要进行状态展示,状态展示是教学中的基本环节,用插图展示状态,简洁明了。以下类型的插图中很多具有此功能:装置图、剖面图、结构图、示意图、受力图等。例如:选修3-3的插图石墨的微观结构(图7),清楚地展示了碳原子在空间的分布情况。又如:选修3-4插图水槽中水波的干涉(图8),清楚地展示了某一瞬时的干涉图样。再如:选修3-5插图“α粒子散射图景(图9),清楚地展示了α粒子受原子核斥力作用后发生偏转的情形。

 

 

  四、物理过程的呈现功能

 

  物理过程的呈现是物理教学中的重要内容,通过插图呈现物理过程,形象直观。在教材正文、“演示实验”、“问题与练习”中的过程示意图、光路图、振动图,波形图等,很多具有此功能。例如:选修3-2的插图“磁场增强 磁场减弱”(图10),直观地反映了磁场的变化过程。又如:选修3-1的插图“质谱仪”(图11),清晰地显示了粒子的运动过程。再如:选修3-5插图“链式反应示意图”(图12),形象地呈现了重核的裂变过程。

 

 

  五、物理规律的表达功能

 

  物理规律的表达有多种方式,插图也是表达规律的重要方式之一。以下类型的插图中很多具有此功能:坐标图、结构图、示意图等。例如:选修3-1插图“磁感线的分布 安培定则”(图13),用它来表达安培定则,简明扼要。又如:选修3-3插图“分子间的作用力与距离的关系”(图14),把微观粒子运动的统计规律表达得清晰明了。又如:选修3-5插图“黑体辐射的实验规律”(图15),直观、准确地表达了黑体辐射的规律。

 

 

  六、物理原理的解释功能

 

  教材中的原理,如物理现象的形成原理、仪器设备的工作原理以及实验原理等,一般要结合插图才能阐述清楚。具有此功能的插图有:原理图、电路图、剖面图等。例如:选修3-2插图“变压器的示意图”(图16),教师借助它解释变压器的原理,学生容易理解。又如:选修3-1的插图“多量程多用电表示意图”(图17),易于让学生搞清多个测量项目和多个量程的电路原理。再如:选修3-4插图“用惠更斯原理解释球面波的传播”(图18),使得难以用语言解释清楚的物理过程,变得形象直观。

 

 

  七、物理条件的说明功能

 

  在探究物理规律的过程中,或在分析例题与习题的过程中,都会遇到已知条件的说明问题,有的条件用语言表述显得啰嗦、冗长,用插图表达则显得简明。教材中的电路图、示意图、装置图、结构图等,很多具有此功能。例如:选修3-1插图“测绘小灯泡灯丝伏安特性曲线的电路图”(图19),清楚地说明了电路中各个元件的连接关系。又如:选修3-2的插图“电熨斗的结构”(图20),清楚地显示了内部元器件的构成情况。再如:选修3-3的插图“气体状态变化V-t图”(图21),使过程及参数的变化一目了然。

 

 

  八、教学难点的化解功能

 

  物理教学中,有一些问题比较抽象,用语言表达难以讲清楚,学生也觉得难于理解,教师可利用插图来化解难点。教材中的照片、原理图、示意图、受力图、电路图、侧视图等,很多具有此功能。例如:选修3-3的插图“模拟气体压强产生机理的实验”(图22),把由于微观粒子撞击而产生压强的机理生动地展示出来了。又如:选修3-2插图“电容器充电和放电示意图”(图23),使抽象难懂的内容变得很具体。再如:选修3-1插图“非静电力使正电荷在电源内部由负极移至正极”(图24),使学生搞清了非静电力在电路中的作用,从而降低了“非静电力”及“电动势”等抽象概念的理解难度。

 

 

  九、综合能力的培养功能

 

  教材中有些插图表达的内容要求学生经过观察、想象、分析和综合后才能准确理解,这些插图有助于提高学生的综合能力。例如:选修3-2插图“电冰箱温控器的结构”(图25),要求学生结合力学和热学知识进行分析后才能搞清自动控制原理,从而培养了学生的分析能力。又如:选修3-2插图“电容式位移传感器”(图26),要求学生对照插图说一说“用什么方法可检测电容的变化?”,设问具有开放性,有助于提高学生的发散思维能力和语言表达能力。再如:选修3-1插图“画出门电路”(图27),让学生体验了用门电路进行设计的原理,培养了创新设计能力。

 

 

  以上概括了插图在教学中的多项功能,其实,同一插图往往兼有上述多种教学功能,例如:选修3-1的插图“多量程多用电表示意图”(图17),既有条件说明功能,又有原理解释功能,也有难点化解功能,还有分析能力的培养功能。

 

  要利用好插图,教师首先要精心备课,紧扣教学内容,分析插图在教材中出现的意图和功能,再联系教学实际,利用多种方式,如展示、介绍、描绘、解释、设问、组织讨论、让学生动手实验等,才能使插图的重要功能真正发挥出来。

 

  总之,插图是形象化的教材,插图是教材中文字部分的延伸,是为说明、理解、深化文字内容服务的。实践证明,充分利用好插图,可以实现上述各种教学功能,可以提高课堂教学效率,可以使教师省时、省力,从而起到事半功倍的效果。

 

  参考文献:

 

  [1]人民教育出版社等.普通高中课程标准实验教科书物理(选修3-13-5).北京:人民教育出版社,20042005

 

  [2]中华人民共和国教育部. 普通高中物理课程标准(实验).北京:人民教育出版社,2003

    
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