一、以物理模型構(gòu)建物理基礎(chǔ)知識(shí)和技能的教學(xué)內(nèi)容
新課標(biāo)的課程總目標(biāo)要求使學(xué)生“學(xué)習(xí)終身發(fā)展必備的物理基礎(chǔ)知識(shí)和技能”。物理模型從模型內(nèi)容的建立到模型的使用,為教學(xué)提供了豐富的物理基礎(chǔ)知識(shí)和技能方面的素材,這類物理模型有如下幾類:
1.物理研究對(duì)象類物理模型:如質(zhì)點(diǎn)、理想氣體、剛體、點(diǎn)電荷等。
2.物理狀態(tài)和物理過程類物理模型:例如。力學(xué)中的自由落體運(yùn)動(dòng)、勻速直線運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、彈性碰撞;電學(xué)中的穩(wěn)恒電流、等幅振蕩;熱學(xué)中的等溫變化、等容變化、等壓變化等等都是物理過程和物理狀態(tài)的模型化。
3.理想化實(shí)驗(yàn)類物理模型。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,根據(jù)邏輯推理法則,對(duì)過程進(jìn)一步分析、推理,找出其規(guī)律。
4.物體所處的條件理想化物理模型。力學(xué)中的光滑面;熱學(xué)中的絕熱容器、電學(xué)中的勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)等等,都是把物體所處的條件理想化了。
5.教學(xué)模型化物理模型。如,在研究外力一定時(shí)加速度和質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中。認(rèn)為小車受到的拉力等于沙和沙桶的重力;單擺作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),要求擺角小于10度等。
二、利用物理模型使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究過程。嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研的問題
1.科學(xué)探究,建立模型概念,理解概念實(shí)質(zhì)。概念是客觀事物的本質(zhì)在人腦中的反映,客觀事物的本質(zhì)屬性是抽象的、理性的。要想使客觀事物在人腦中有深刻的反映。必須將它與人腦中已有的事物聯(lián)系起來,使之形象化、具體化。物理模型大都是以理想化模型為對(duì)象建立起來的。建立概念模型實(shí)際上是撇開與當(dāng)前考察無關(guān)的因素以及對(duì)當(dāng)前考察影響很小的次要因素,抓住主要因素,認(rèn)清事物的本質(zhì),利用理想化的概念模型解決實(shí)際問題。
2.認(rèn)清條件模型,突出主要矛盾。條件模型就是將已知的物理?xiàng)l件模型化,舍去條件中的次要因素,抓住條件中的主要因素,為問題的討論和求解起到搭橋鋪路、化難為易的作用。
3.構(gòu)造過程模型,建立物理圖景。過程模型就是將物理過程模型化,將一些復(fù)雜的物理過程經(jīng)過分解、簡(jiǎn)化、抽象為簡(jiǎn)單的、易于理解的物理過程。
4.轉(zhuǎn)換物理模型,深入理解模型。通過對(duì)理想化模型的研究,可以完全避開各種因素的干擾,在思維中直接與研究對(duì)象的本質(zhì)接觸,能既快又準(zhǔn)確地了解事物的性質(zhì)和規(guī)律。
三、利用物理模型激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)待科學(xué)良好的情感態(tài)度和正確的價(jià)值觀
教師是學(xué)生建構(gòu)意義的幫助者。中學(xué)物理教材中有許多物理知識(shí)比較抽象,學(xué)生往往不易理解和接受,并會(huì)因此而失去學(xué)習(xí)的信心。幫助學(xué)生在探究物理問題時(shí)建立和正確使用物理模型,突出物理問題的主干,疏通思路,建立起清晰的物理圖像,有利于學(xué)生將復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化、明了化,使抽象的物理問題更直觀、具體、形象、鮮明,突出了事物間的主要矛盾。從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)探究的興趣。發(fā)展學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲,樂于探究自然界的奧秘,初步培養(yǎng)勇于創(chuàng)新和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。
四、利用物理模型的建立過程。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)
物理模型的建立,是人們認(rèn)識(shí)和把握自然的一個(gè)典范,是先人的一種創(chuàng)舉。物理模型的建立是一個(gè)創(chuàng)造性過程,對(duì)物理模型的認(rèn)識(shí)和理解也是一個(gè)創(chuàng)造性的過程,一個(gè)培養(yǎng)創(chuàng)新能力的過程。要真正培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,教師的課堂教學(xué)模式必須更改,“課題研究性”教學(xué)模式與“探究性學(xué)習(xí)”的課堂教學(xué)模式均堅(jiān)持以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)的原則,充分挖掘?qū)W生的主動(dòng)參與和積極思維的意識(shí),自覺地在學(xué)習(xí)過程中構(gòu)建物理模型。只有這樣才能使學(xué)生分析和解決問題的能力得到長(zhǎng)足的進(jìn)步,也只有這樣才能真正提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。