甘肅省張掖市山丹縣培黎學(xué)校(734100)

展啟朝●

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建構(gòu)物理模型在中學(xué)物理教學(xué)中的意義與方法

甘肅省張掖市山丹縣培黎學(xué)校(734100)

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本文首先簡單闡述了構(gòu)建物理模型的意義，并以人教版中學(xué)物理教學(xué)實(shí)例作為論據(jù)，分析了物理模型的構(gòu)建方法和相關(guān)的教學(xué)方式，筆者希望能夠謹(jǐn)以此文，給予中學(xué)物理專業(yè)教育從業(yè)者有價(jià)值的幫助.

中學(xué)物理；物理模型；教學(xué)

在人教版中學(xué)物理的教學(xué)過程當(dāng)中，建立物理模型是學(xué)生在需要進(jìn)行掌握的重要思想，它能夠有效拓展學(xué)生的思路，并提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)水平.因此，在教學(xué)過程當(dāng)中，物理教師需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)構(gòu)建物理模型的重要性，并讓學(xué)生在解題過程當(dāng)中逐漸掌握物理模型的構(gòu)建方法，讓學(xué)生的物理成績得以提升.

一、構(gòu)建物理模型的意義

許多的物理學(xué)知識都是構(gòu)建于生活背景之上的某種規(guī)律，如牛頓的三大定律等.在學(xué)習(xí)方式上，大體也就是去除相關(guān)的干擾因素，再總結(jié)出物理的本質(zhì)原因，學(xué)生在解答相關(guān)的物理問題時(shí)，常常需要構(gòu)建物理模型，其中常見的有實(shí)體模型、構(gòu)造模型、過程模型、條件模型等.這些物理模型都有其鮮明的特點(diǎn)，學(xué)生在進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中需要學(xué)會(huì)構(gòu)建這一系列物理模型，通過這些物理模型的構(gòu)建，可以讓學(xué)生感受到物理的嚴(yán)謹(jǐn)性、科學(xué)性、客觀性、形象性.

二、構(gòu)建物理模型的方法

(一)抽象思維方法

在中學(xué)階段物理學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中，常常需要學(xué)生使用到抽象性思維，抽象思維方法對反映事物的發(fā)展規(guī)律，有重要的作用，是常見的物理模型構(gòu)建方法之一.

例如，在進(jìn)行《自由落體運(yùn)動(dòng)》該章節(jié)知識的學(xué)習(xí)過程之中，針對物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方式，在現(xiàn)實(shí)生活之中，往往會(huì)受到空氣阻力等一系列因素的影響.但是，在學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中，教師應(yīng)讓學(xué)生只對重力因素進(jìn)行考慮，以此將自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行簡化，并將進(jìn)行自由落體的物體看做一個(gè)質(zhì)點(diǎn).即忽略物體本身形狀與體積帶來的影響，以此再展開相關(guān)的分析工作.

(二)類比思維方法

因?yàn)樵谏町?dāng)中，許多事物之間本來就存在有一定的相似性，特別是事物與事物之間的運(yùn)動(dòng)方式及規(guī)律等，在進(jìn)行物理模型構(gòu)建的過程當(dāng)中，物理教師需要讓學(xué)生的類比思維得以增強(qiáng)，即讓學(xué)生通過原有的所掌握的知識分析新的物理知識，并在此基礎(chǔ)之上開展總結(jié)，該思維方法在物理學(xué)習(xí)過程中使用較為常見.

例如，在進(jìn)行微觀粒子研究的過程當(dāng)中，物理學(xué)家盧瑟福發(fā)現(xiàn)原子核周邊的物質(zhì)會(huì)對原子核的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響，由此盧瑟福開展了類比分析，他把太陽當(dāng)做研究對象，并與原子核進(jìn)行比較.并將其他行星與原子核周邊的離子進(jìn)行比對，由此大大簡化了太陽系的運(yùn)行軌道，并創(chuàng)作出太陽系的類原子模型.之后便依照太陽系的運(yùn)動(dòng)軌跡對微觀物理中原子核與周邊粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究.

(三)假說思維方式

在現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中，許多的物理現(xiàn)象都會(huì)因?yàn)槠渌脑蚨尶腕w的運(yùn)動(dòng)方式受到影響，所以在進(jìn)行物理模型構(gòu)建的過程當(dāng)中.老師需要向?qū)W生進(jìn)行假說思維方式的傳授，使學(xué)生有效排除干擾因素，找到物理現(xiàn)象的本質(zhì).在進(jìn)行假說思維方式的物理模型構(gòu)建的過程當(dāng)中，通常的辦法就是將諸多外界因素進(jìn)行排除，并設(shè)想一個(gè)存在可能性的假說，并建立在此假說上開展相關(guān)物理規(guī)律的驗(yàn)證.

例如，著名物理學(xué)家波爾在進(jìn)行原子模型構(gòu)建的過程當(dāng)中，就是先把原子所在的環(huán)境開展了假設(shè)，并在之后的驗(yàn)證過程當(dāng)中找到了正確的答案.

三、物理模型的教學(xué)方式

(一)設(shè)置相應(yīng)的情境

在人教版中學(xué)物理進(jìn)行物理模型教學(xué)的過程當(dāng)中，物理教師需要?jiǎng)?chuàng)建出相應(yīng)的合理情境，讓學(xué)生對物理模型及模型周圍環(huán)境有一個(gè)充分的認(rèn)識.由讓學(xué)生感受到物理模型的實(shí)質(zhì)，在不同章節(jié)的教學(xué)中，情境的創(chuàng)建也應(yīng)有所不同，不能千篇一律.老師可以根據(jù)本校的教學(xué)條件，合理使用多媒體等技術(shù)手段，使學(xué)生從聽、看、感等諸多方面切身對物理模型進(jìn)行感受，讓學(xué)生對物理模型有深刻的認(rèn)識.例如，在教學(xué)自由落體的相關(guān)知識時(shí)，為了讓學(xué)生對自由落體能夠產(chǎn)生直觀的認(rèn)識和理解，教師可以設(shè)置情境，將學(xué)生帶入其中，創(chuàng)建相應(yīng)的物理模型，對自由落體展開分析.如教師可以設(shè)置這樣的情境：“蹦極是一種緊張刺激的游戲，需要勇氣與膽量，在蹦極運(yùn)動(dòng)中，蹦極者一般會(huì)先經(jīng)歷一段自由落體運(yùn)動(dòng)，安全繩拉直之后，在彈性力作用下作一個(gè)減速運(yùn)動(dòng).同學(xué)們將自己當(dāng)做蹦極者，對這一過程構(gòu)建模型，梳理運(yùn)動(dòng)過程.”通過這樣的情境創(chuàng)設(shè)，學(xué)生就可以將自己帶入到情境中，構(gòu)建模型，深入理解自由落體的整個(gè)過程.

(二)開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)

無論什么階段的物理課程學(xué)習(xí)，都必須要建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，老師需要給學(xué)生創(chuàng)造足夠的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的環(huán)境，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程當(dāng)中真正了解到物理現(xiàn)象的本質(zhì).而實(shí)驗(yàn)也可以設(shè)置對應(yīng)的模型，通過模型對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全面演示，以對實(shí)驗(yàn)整個(gè)流程深入分析.

例如，在研究彈簧振子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的過程之中，可以通過相關(guān)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)對其運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行探究，這也可以通過建立模型演示實(shí)驗(yàn).通過模型演示，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，然后分析彈簧振子的運(yùn)動(dòng)過程和其中規(guī)律.此外，還可以對記錄數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差的原因需要讓學(xué)生進(jìn)行分析，讓學(xué)生對物理現(xiàn)象可以有更深刻的認(rèn)識.

(三)雙向教學(xué)

在人教版中學(xué)物理的教學(xué)過程當(dāng)中，教師還應(yīng)該重視雙向教學(xué)，即不但要學(xué)生用已經(jīng)掌握的知識構(gòu)建新的物理模型，還需要對原來學(xué)習(xí)的物理模型進(jìn)行重溫，讓學(xué)生對物理模型有更加深了的領(lǐng)悟.通過這種舉一反三的教學(xué)方式，讓學(xué)生的物理學(xué)習(xí)知識體系構(gòu)建得以牢固，并有效增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力.

在中學(xué)物理學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中，老師不但需要向?qū)W生傳授相關(guān)物理知識，更重要的是要讓學(xué)生在內(nèi)心構(gòu)建相關(guān)的物理模型.并針對這一系列物理模型開展總結(jié)，在解答實(shí)際物理問題的方法上，有效增強(qiáng)學(xué)生的物理模型構(gòu)建能力.

[1]方衛(wèi)華.中學(xué)物理教學(xué)中模型構(gòu)建與教學(xué)方法整合[J].中學(xué)生數(shù)理化(教與學(xué)),2015,09:29.

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