邓洪秋
南宁市第三十六中学
【摘要】本文主要从现行的《普通高中物理课程标准》(2017年版2020年修订)、人教版高中物理教材及近五年(2016-2020)全国高考物理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷中对高中物理力学函数图像的能力考查要求三个方面的调查研究,通过对以上文献的调查研究发现在培养高中学生应用函数图像解决物理力学问题的能力方面找到科学的依据,为教师今后在物理观念、科学思维、科学探究和物理规律的教学中把握好教学方向。
【关键词】力学问题;函数图像;
一、《普通高中物理课程标准》对力学函数图像的要求
由人民教育出版社出版的《普通高中物理课程标准》(2017年版2020年修订)对学生认知与运用物理力学函数图像的能力提出了一定的要求:如在必修1“机械运动与物理模型”一章中的内容要求就有“理解位移、速度和加速度,通过实验,探究匀变速直线运动的特点,能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动,理解匀变速直线运动的规律,能运用其解决实际问题,体会科学思维中的抽象方法和物理问题研究中的极限方法。”[1]在“相互作用与运动规律”一章中的学业要求有“会做“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”等实验。能明确科学探究实验所要解决的问题,知道制订实验方案是重要的,有控制变量的意识。会使用基本的力学实验器材获取数据,能用物理图像描述实验数据,能根据数据得出实验结论,知道实验存在误差。能表达科学探究的过程和结果。”[2]在必修2的学业要求有“会做“探究平抛运动的特点”等实验。能明确实验需要测量的物理量,由此设计实验方案。会使用所提供的实验器材进行实验并获得数据,通过对数据的分析发现其中的特点,进而归纳出实验结论,并尝试对其作出解释。能撰写简单的实验报告。”[3]其中对数据的分析就得用到函数图像去分析。在选择性必修1“机械振动与机械波”一章中的内容要求就有“通过实验,认识简谐运动的特征、能用公式和图像描述简谐运动。”[4]而且在高中阶段要求学生一定要做的物理实验,都要求学生能绘制表格记录的实验数据然后建立座标绘制物理图像,通过观察、比较图像来探究、寻找物理规律。
二、人教版高中物理教材中的力学函数图像
笔者以目前全国通用的,经全国中小学教材审定委员会2004年初审通过,由人民教育出版社、课程教材研究所、物理课程教材研究开发中心编著的《普通高中课程标准实验教科书》(物理必修1、必修2、选修3-3、选修3-4)为例,对书中出现的所有力学函数图像进行了详细的统计,统计结果如下:
三、高考物理中的力学函数图像
对近五年(2016-2020)全国高考物理真题卷的纵向对比中,从中可以发现试卷中力学函数图像的分值占整卷比重从2016年的6.36%上升到2019年的23.94%,呈现出逐年增长的趋势,说明涉及力学函数的考题在知识点的考查中显得越来越重要了。从全国Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各卷出现力学函数图像的对比中我们也可以发现从2016年到2020年五年中全国Ⅲ卷涉及到的力学函数图像占的分值比全国Ⅰ、Ⅱ卷来说要高一些,基本每年Ⅲ卷都是最高的。而广西的考生用的就是Ⅲ卷,由此可见对广西考生力学函数图像的考查要求更加偏重一些,因此,作为中学物理教师在今后的物理教学中要更加注重力学函数图像思想的教学。
从能力考查方面的要求来看,力学函数图像的考题有定性分析、定量计算、图像的理解应用、图像的转换、描点作图等,侧重考查考生识图、用图、画图等各方面的能力。要求考生要从给出的函数图像中提取出有用的物理信息、分析理解图像表示的物理意义,根据题意画出函数图像及利用图像来处理和解决物理问题。这在各年的物理高考题中都有体现,特别像2019年全国Ⅱ卷第25题(计算题),涉及到两个函数图形f-t图和v-t图的理解和运用。由此可见,高考物理对力学函数图像的考核越来越丰富、形式越来越多样、要求也更高。
四、对高中物理教学的建议
随着新课程教学改革的深入,高中物理课程标准、物理教材、物理高考对力学函数图像分析、理解和应用的能力教逐步加深了要求,然而学生在函数图像方面的学习不是一蹴而就的,而是在循序渐进的学习过程中习得的,所以在平时的物理教学中我们要重视函数图像的教学。在新课教学时要重视教材中函数图像的理解和分析,在实验教学时要启发学生用函数图像法去处理和分析实验数据得出实验结果,在习题课的教学中要有意识引导学生用函数图像法去解决实际问题,督促学生对函数图像的识别、记忆及其应用。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)(M).北京:人民教育出版社,2017:11-12.
[2]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)(M).北京:人民教育出版社,2017:14.
[3]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)(M).北京:人民教育出版社,2017:17-18.
[4]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)(M).北京:人民教育出版社,2017:25.