(四川師范大學(xué) 四川成都 610101)
在基礎(chǔ)教育不斷深入開展的情況下,物理教師在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí),常常需要借助模型方法把復(fù)雜的實(shí)際情況轉(zhuǎn)化成容易接受的情境。模型方法在中學(xué)物理中的力學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)以及電學(xué)等部分均有所體現(xiàn)。若教師在課堂上構(gòu)建物理模型,便能更加有效的讓學(xué)生加深對(duì)該內(nèi)容的認(rèn)識(shí)與理解,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。應(yīng)用模型方法不僅可讓課堂教學(xué)變得豐富,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)難度有所降低,使其全身心地投入學(xué)習(xí);同時(shí)能夠使教師的素養(yǎng)得到一定的提高;還可以為其進(jìn)行研究提供便利,讓課堂的教學(xué)效率也得到提高。
模型方法是根據(jù)具體情境,抓住物理對(duì)象原型的主要因素,忽略次要因素所得到的一種理想化結(jié)果,也是通過科學(xué)思維對(duì)物質(zhì)世界中原型的抽象化表示。它是用研究模型來(lái)揭示原型的形態(tài)、特征及其本質(zhì)的一種方法[1]。物理模型可以分為類似質(zhì)點(diǎn)與點(diǎn)電荷等的物理對(duì)象模型、類似理想氣體與激發(fā)態(tài)等的物理狀態(tài)模型、類似圓周運(yùn)動(dòng)與簡(jiǎn)諧振動(dòng)的過程模型。它具有抽象性(例如完全彈性碰撞模型)、形象性(例如電場(chǎng)線模型)、假定性(例如理想氣體模型),物理模型是建立在科學(xué)上可以成立的基礎(chǔ)上經(jīng)理想化提煉而來(lái),它具有一定的科學(xué)性[2]。
中學(xué)物理的教學(xué),可以說(shuō)是物理模型的教學(xué)。因?yàn)閷W(xué)生從物理課堂中所學(xué)到的就是一個(gè)已經(jīng)被抽象過、概括過的物理模型和概念。教師在中學(xué)物理的教學(xué)過程中借助物理模型來(lái)輔助教學(xué),使學(xué)生可以在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)了解物理現(xiàn)象,并且將物理規(guī)律盡可能地掌握。有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,讓學(xué)生的分析解決問題能力也得到提高[3]。
下面以類平拋運(yùn)動(dòng)模型為例簡(jiǎn)要闡述模型方法在物理教學(xué)中的具體應(yīng)用。類平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是物體在某一方向上做勻速運(yùn)動(dòng),而所受合力與此方向垂直,且在合力方向上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)[4]。此模型作為高考的熱點(diǎn)內(nèi)容之一,對(duì)其處理的常用方法主要有三種:1.分解速度;2.分解位移;3.分解加速度。例如以下兩題:
題一:光滑斜面傾角為,長(zhǎng)為l,頂端有一小球沿斜面水平方向以速度v0拋出,如圖一所示,小球滑到斜面底邊時(shí),其水平位移s有多大?
題二:建立如圖所示的直角坐標(biāo)系xoy,在第三象限內(nèi)有電場(chǎng)強(qiáng)度為E、方向與x軸負(fù)方向成45°的勻強(qiáng)電場(chǎng),在第四象限內(nèi)有電場(chǎng)強(qiáng)度大小也為E、方向與y軸負(fù)方向成45°的勻強(qiáng)電場(chǎng),現(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為q的負(fù)粒子(重力不計(jì))從A(-L,0)處?kù)o止釋放。求粒子由靜止釋放后經(jīng)過x軸的坐標(biāo)。
分析:粒子在第三象限內(nèi)只受電場(chǎng)力F1且初速度為零,因此做勻加速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)y軸時(shí)有一定速度v1且方向與y軸負(fù)方向成45°角;在第四象限內(nèi)粒子只受電場(chǎng)力F2,且F2與v1垂直,因此在此象限內(nèi)做類平拋運(yùn)動(dòng),結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)與類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,可得出粒子經(jīng)過x軸的坐標(biāo)
以上二題均屬于類平拋運(yùn)動(dòng)模型,在解題時(shí)若判斷出所屬模型,則只需要按照其模型的一般規(guī)律進(jìn)行求解即可??梢?,教師教學(xué)時(shí)只要講解模型及模型的一般處理方式,學(xué)生便能掌握這一系列題型,同時(shí)在學(xué)習(xí)過程中對(duì)知識(shí)點(diǎn)的運(yùn)用能做到舉一反三,避免了陷入題海戰(zhàn)術(shù)。此外,教師在進(jìn)行試題編制時(shí),常常需要考慮創(chuàng)新性原則,即在考查內(nèi)容不變的的情況下試題要具有新穎性,若能將模型置于不同的取材與情境之中,那么在一定程度上便能減輕教師的編題難度。與此同時(shí),由此,模型方法于師于生均能起到避繁為簡(jiǎn)、化難為易的作用。
物理這一科目是比較難以進(jìn)行教學(xué)的科目,其中很多內(nèi)容是理論與實(shí)際相結(jié)合的。教學(xué)過程中存在著這樣的情況:老師在課堂上分析問題時(shí)學(xué)生能夠理解,但學(xué)生自己卻不能靈活運(yùn)用,很難面對(duì)有變化的情境,也容易形成思維定式。此時(shí)借助物理模型,學(xué)生能夠迅速學(xué)習(xí)掌握到物理知識(shí),學(xué)習(xí)起來(lái)往往會(huì)事半功倍。同時(shí),物理模型方法也能夠?yàn)榻處熥陨淼陌l(fā)展奠定一定的基礎(chǔ)、提供一定的方便。
總之,物理模型方法貫穿于整個(gè)物理教學(xué)過程中,它在一定程度上能夠豐富物理的教學(xué)課堂,使學(xué)生學(xué)習(xí)的難度得到一定降低,激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情,這樣既提高了課堂的教學(xué)效率,又讓教師的教學(xué)能力得到了提升,還可讓學(xué)生把運(yùn)用物理知識(shí)的能力得到鍛煉與提高,由此將模型方法用于物理教學(xué)于師于生都是大有裨益的。