画图能力的培养

在分析解决物理问题的过程中，需要通过画图分析来求解的问题很多，尤其是涉及到多个力、多个物体、多个过程的问题，要画受力分析图，还要画物体运动过程的情景图并标上各个物理量等等，那就要花一定的时间去研究画些什么图，怎么画图，加上有时画了半天还是找不出解决办法，很多学生就觉得很麻烦，觉得很难分析，于是就没有耐心去分析了，就不想画图了，这样学习起来就觉得困难重重了。
3.加强作图训练，在作业中发现问题及时纠正，规范学生做题行为
物理模型的建立与物理方法训练的重要途径是做物理习题。从高一开始，在力学部分的学习过程中要重视教学中示意图画法的训练，重视画图习惯的培养，让学生在做作业时把练习本的某一侧空出，专门用来画图，把图像作为建立物理量的关系、列方程的依据，在解题中做到有理有据。教师在批改作业或讲评练习时，发现学生解题过程和作图不规范的情况，要及时地指导纠正，不断训练学生画图分析并建立正确的物理模型，将抽象的问题用“图形语言”表达出来，锻炼学生的抽象思维能力并培养学生画图分析的能力，从而提高学生解决实际问题的能力。
3.学生在解决物理问题的过程中，只注重套公式计算，画图分析少
在做练习时，很多学生的解题只想着套公式运算，得出最后的答案就好了，如果得不出答案就不知道该怎么办了，没有养成画图分析的习惯，整个解题过程中没有一幅力分析图或是物理情景图，可以说是套公式的数学运算过程。
4.部分学生学习态度不端正，分析物理问题时缺乏耐心，急于求成
三、在教学中培养学生Βιβλιοθήκη Baidu图分析能力的建议
1.重视画图教学，使学生明白画图分析在学习物理的过程中的重要作用，加强学生画图分析的意识
学习物理离不开图形，就免不了要画图分析。按照科学的方法动手画图进行分析是学习物理的重要方法，培养学生的画图分析的能力成为物理教学中的重要任务。如高一物理学习中的抽象的力的表示、力的合成与分解、对物体受力分析，解决物体平衡问题等，通过画图分析就使得问题直观化、简单化，让学生感受到力要通过画出力的图示或示意图来表达才容易理解，然后才找出各个力之间的关系，让学生在学习的过程中意识到边动脑边动手画图分析对于解决物理问题起到了很重要的作用，随着这种意识的逐渐加强，学生画图分析的能力就慢慢培养起来了。
解得： 。所以就可以选择B了。
从这个例题可以发现通过建立物理模型，将实际情景简化复现，把实际悬索桥计算化复杂为简单，再根据所画的图形用数学知识进行估算就可以了。
例4.甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现；甲经短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的，为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记，在某次练习中，甲在接力区前 =13.5m处作了标记，并以v=9m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒，已知接力区的长度为L=20M。
一、在高一物理教学中培养学生画图分析能力的重要性
在解决物理问题的过程中，根据问题中的语言文字的描述，通过画图建立物理模型或描绘出物理情景图，然后观察所画的图，找出各个物理量之间的关系，可以帮助学生更好地分析和解决物理问题。
1．在教学中，通过描绘物体受力分析图、物理情景图等图形图像，可以将抽象的概念转化为比较直观的图形，可以帮助学生在学习物理的过程中更好地理解并掌握各个物理概念，理清各个物理量之间的关系，揭示各物体运动状态、变化的动力学本质，从中体现出学生思维的深刻性、敏捷性和独创性，顺利地分析和解决物理问题，从而提高物理学习效率。
2.教学过程中教师做好示范，耐心指导学生作图过程，教会学生如何进行画图分析物理问题
苏霍姆林斯基在《给教师的建议》一书中说过：“教学中要教会学生把应用题‘画出来’……”。教学中教师在讲解例题时要做好示范，规范作图分析的过程，然后引导学生理清问题的思路，如：确定研究对象，画受力分析图或是物理情景图，边审题边画图，并把已知条件和所要解决的问题用字母符号标注在图上，观察所画的图以帮助理解题意，寻找规律，建立各物理量的关系式或模型关系，列出相关式子进行求解。在指导的过程中慢慢的教会学生如何审题，如何画图，从易到难，逐步消除思维障碍，从中培养学生的画图分析的能力。
画图分析是物理教学中培养学生建模能力的有效手段
物理教材的高度概括性、高度简练化是显而易见的。教材往往就直接给出简化后的物理对象或物理模型及其遵循的物理规律。而学生往往缺乏对物理对象和物理场景做理想化处理的方法和能力，这就导致学生的学习难度加大，课上听得懂，课下独立分析问题、解决问题时感觉无从下手。因此在高中的物理教学中必须加强对学生建模能力的培养，加强抽象的物理规律与形象的实际情景的紧密联系。
5.物理教师在教学过程中，不够重视学生画图分析能力的培养
教师在教学过程中，尤其是在学生问问题的时候很容易忽略一个重要的“细节”，在给学生指导分析问题时常常一边指导一边在不经意间随手画出草图分析，相当于是帮学生画图了，学生看到了教师画的图一下子就明白了，但是学生只是在看着，当时是理解了，过后学生自己做题时却经常会忘记了画图或者不知道要画什么。这样学生就会不知道或者不习惯画示意图复现物理情景进行“视觉思维”，而面对题目的一大段文字百思不知其解，不是经常有学生这样反映吗？“看着老师画的分析图觉得物理也不难呀，但自己做题时就不知道怎么做了”。原因就在于此。
1.初、高中物理学习内容的跨度大，衔接不自然，学生还没适应高中的学习
初中物理教材内容多是简单的物理现象和结论，对物理概念的规律的定义与解释简单粗略，研究的问题大多是单一对象、单一过程、静态、比较直观的问题，学生易于理解和接受，而进入高中的学习后，物理概念和规律更加抽象，研究的问题涉及到两个或两个以上的物体，多个力、多个物理量、多个过程，不单是要想象得出来，还需要将抽象的问题用“图形语言”转化为直观图像表达出来，帮助理解分析问题，如在研究物体平衡问题时，高中的学习内容主要研究两个力以上的多力平衡，需要借助画受力分析图从而推断各个力的关系，而初中只是涉及到二力平衡，对学生画图分析推理能力的要求大大提高，这对于高一学生来说难以适应，需要一定的时间来过渡。
学习物理离不开图形。从运用力学知识的机械设计到电磁学知识的负载电路设计，都是主要依靠“图形语言”来表达的。所以，按照科学的方法动手画图时学习物理的重要方法。而且对今后进一步学习现代科学技术有着重要意义。
高一物理教学中学生画图分析能力的培养
学习物理离不开图形，也就免不了要动笔画图。高一物理从第一章的力学部分开始，即从力的表示，力的合成与分解，受力分析，到物体运动过程的描述，再到高二高三的电学中的电场线，磁学中的磁场线的描述，都主要是依靠“图形语言”来表达。但是在教学中发现，有许多学生在学习物理，解决物理问题时只注重数学演算，缺少描绘图形来分析问题的意识或者不会画图来分析，或者不知道从哪开始画图，画些什么样的图形来分析物理问题，自然就学不好物理了。而如果学生的学习态度不端正，对学习不积极，加上教师在教学过程中不注重对学生进行画图能力的培养或不清楚如何培养，将会影响到教学效果和学习效率。因此，从高一开始培养学生画图分析的能力是我们物理教师在教学工作中的一项重要任务。
比如在学习《力的合成与分解》时，通过实验并画图知道力的合成与分解都遵循平行四边形定则，那么在讨论合力与分力之间的关系时就可以通过画平行四边形，然后根据数学几何知识进一步求解。
例1.光滑圆柱体静止在斜面和竖直墙壁之间，将球所受重力分解。
解析：实验分析可以知道圆柱体的重力产生两个效果，一个是压紧斜面，一个是压紧竖直墙壁。可将重力沿着垂直于斜面方向和垂直于墙壁方向进行分解并画出平行四边形。（如图1）
画图分析是物理教学中培养学生建模能力的有效手段。教会学生把题目画出来，就是保证学生由具体思维向抽象思维过渡。实际上，由文字到示意图的思维跨度是非常大。有时学生问问题时，教师可能会无意中就画出了示意图，而看到图的同时学生的问题就已经得到解决。因此很多问题的形成关键在于学生不会画图。物理过程弄不清必然存在解题的隐患。要对物理过程一清二楚，题目不论难易都要尽量画图。有的画草图就可以了，有的要画精确图，要动用圆规、三角板、量角器等，以更直观的显示几何关系。画图能够变抽象思维为形象思维，更精确掌握物理过程。有了图就能做状态分析和动态分析，状态分析是固定的、间断的，而动态分析是活的、连续的，动态分析是从一个状态到另一个状态的变化。
求：（1）此次完成交接棒前的加速度a。（2）在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。
解析：由题意画出物理情景图（如图4）并标上相关物理量。
图4
（1）在甲发出口令后，甲乙达到共同的速度所用的时间为： ，
设在这段时间内甲、乙的位移分别为 和 ，则：
，
，
联立以上四式解得： 。
（2）在这段时间内，乙在接力区的位移为： 。
A 2.4万吨 B 6万吨 C 12万吨 D 24万吨
图3
解析:图3（左）中大桥受整个桥面和主缆的总重力以及四段钢索的拉力，这些力的合力为0，大桥处于静止状态。这些力可以等效为平面共点力系，设其延长线相交于O点，画出其受力分析图，将实际情景转化为物理模型如图3（右）所示。设总重力为G（4.8× N），四段钢缆每段拉力均为F，则由相似三角形关系得：
图1
根据几何知识得：， 例2.如图2所示，电灯悬挂于两墙壁之间，现要更换OA，使连接点A向上移，但保持O点位置不变，则A点向上移动时，绳OA的拉力（ ）
A、逐渐增大 B、逐渐减小 C、先增大后减小 D、先减小后增大
图2
这个是动平衡问题中常见的问题，处理方法： 和 的变化情况可以图解法定性分析，从题目中可以知道 与 的合力必定是与G等大反向，那么就可以通过以F为对角线， 和 为邻边画平行四边形，当A点向上移时，F不变，画出另外几组分力，观察所画的几个平行四边形可以发现先减小后增大。所以选D了。
完成交接棒时，乙与接力区末端的距离为： 。
在这类问题中，根据题意用图形来描绘出真实的情景，标上相关的物理量，观察所画出的物理情景图，找出各物理量的关系，列出式子，很快就可以找到解决问题的方法了。
二、高一学生画图分析能力差的主要原因
画图分析，建立物理模型在物理学习中有很重要的地位，是分析解决物理问题的一个重要环节，可以帮助我们理解题目。在高一的教学中发现很多学生在解题时头脑里可能想象出一些大概的东西，但是就是没有动笔画图分析的意识，不会画图，或者不知道要画什么，不知道从哪开始下手来分析解决问题。其主原因有以下几点：
培养学生的画图分析能力，在教学方法和学生学习方法指导上，应加强作图的指导。一方面在平时教学中，要重视教学中示意图画法的传授和模仿。教会学生如何通过审题逐步画出示意图的。要求学生模仿老师的方法，从易到难，逐步消除思维障碍。学生模仿过程教师要有耐心，不得包办代替学生的思维过程。另一方面在学生的学习练习过程中，重视画图习惯的培养。要求学生解题时先画图，只有培养和训练学生良好的学习习惯，才能使学生学会学习，才能逐渐脱离老师和书本独立运用物理规律解决实际问题，才能真正理解和掌握物理规律。
2.学生在解决物理问题的过程中，主观意识比较强，存在凭生活经验或感觉胡乱猜测的现象
在初中教学阶段主要是通过观察一些实验现象、生活现象，直观地介绍物理现象和规律，很少触及物理现象的本质，学生动手画图分析问题的机会比较少，这使学生习惯于从自己的生活经验出发，对一些问题和现象形成一定的看法和观点，形成一定的思维定势，然后学生就会凭生活经验或感觉去胡乱猜测，这样就使学生在解题过程中缺少动笔画图分析的意识，如一些选择题的做题过程，很多学生就存在凭感觉猜测的情况。
2．在学习物理的过程中能够画图分析，将问题中的相关信息用图形来表示，建立物理模型，复现真实的物理情景，可以帮助师生创设直观的问题情景，化抽象为具体，从而可以更清晰明了地分析和解决物理问题，从中也可以体现出学生思维的灵活性、变通性，提高学生的空间想象能力。
例3.1999年10月，我国第一座跨度超过千米的特大悬索桥在江阴正式通车。该桥主跨为1385m，桥全长3071m，桥下通航高度为50m，两岸的桥塔高196m。横跨长江南北的两根主缆绕过桥塔顶鞍座，由南北锚碇固定，整个桥面和主缆的4.8万吨重量都悬在这两根主缆上。为计算方便起见，其整体结构可简化为如图3（左）所示，每根主缆的张力约为（ ）。