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        高中物理教學(xué)中物理模型思維的教學(xué)方法分析

        2014-11-24 12:56:33楊建國(guó)
        關(guān)鍵詞:高中物理教學(xué)教學(xué)方法

        楊建國(guó)

        【內(nèi)容摘要】高中物理是高中階段重要的學(xué)科之一,同時(shí)也是高中階段相對(duì)較難的學(xué)科之一。在新課程改革不斷深入的背景下,高中物理教學(xué)意在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力以及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。物理模型思維法有效的改進(jìn)了物理教學(xué)方法,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力具有重要的意義。本文就對(duì)物理模型思維法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析,供有關(guān)人員參考。

        【關(guān)鍵詞】高中物理教學(xué) 物理模型思維 教學(xué)方法

        高中物理教學(xué)過(guò)程中存在這樣一個(gè)現(xiàn)象:學(xué)生一聽(tīng)就懂,一做就錯(cuò)。造成這一現(xiàn)象的主要原因在于學(xué)生受到自身思維模式的影響,存在固有思維模式,缺乏想象力以及遷移思想。所以為了能夠有效的解決這一問(wèn)題,在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中就需要注重學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。物理模型思維法能夠有效的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維,在高中物理教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用與推廣。

        一、通過(guò)物理模型的建立培養(yǎng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)

        高中物理知識(shí)相對(duì)繁雜,可以根據(jù)一定的劃分依據(jù)將其分為不同的物理模型,包括研究對(duì)象模型、物理狀態(tài)與過(guò)程模型、條件模型等。其中,質(zhì)點(diǎn)、單擺、點(diǎn)電荷、光線、均勻流體、磁感線等都屬于研究對(duì)象物理模型①;自由落體、勻速運(yùn)動(dòng)、臨界狀態(tài)、平衡狀態(tài)等都屬于物理狀態(tài)與過(guò)程模型;絕緣、絕熱、均勻磁場(chǎng)、不計(jì)重力等都屬于條件模型。在學(xué)習(xí)這類(lèi)物理問(wèn)題過(guò)程中,針對(duì)其抽象性特點(diǎn),應(yīng)該透過(guò)表象看實(shí)質(zhì),找出主要問(wèn)題。物理教材中,絕大多數(shù)的概念、物理規(guī)律都是對(duì)物理模型的描述,而物理習(xí)題也是根據(jù)物理模型進(jìn)行設(shè)計(jì)的,所以,在解決實(shí)際物理問(wèn)題是,可以將其轉(zhuǎn)化為具體的物理模型,方便問(wèn)題的解答。

        如,高中物理習(xí)題庫(kù)中的一道題目為:垂直固定在水平桌面上的等距螺旋線圈。其長(zhǎng)度為L(zhǎng),總高度為h,并將鐵絲小球穿在線圈上的體小球從靜止運(yùn)動(dòng)開(kāi)始,進(jìn)而無(wú)摩擦自由滑下,求出小球從最高點(diǎn)到桌面所用的時(shí)間?對(duì)于這道習(xí)題,雖然其中設(shè)置了相關(guān)的物理情景,但與課本中提到的彈簧振子模型并不一樣,學(xué)生在建立無(wú)摩擦下滑的物理模型過(guò)程中就會(huì)遇到問(wèn)題。這就需要教師正確的引導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生將螺旋線進(jìn)行分隔成若干個(gè)分段,并將其視為平滑的直線,從而建立斜面模型,根據(jù)每小段等距來(lái)進(jìn)行計(jì)算,最終解出答案。

        二、強(qiáng)化對(duì)物理模型的認(rèn)識(shí),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

        在高中物理教學(xué)過(guò)程中,存在許許多多的物理模型,常見(jiàn)的模型基本上屬于基本模型,教師需要通過(guò)舉例分析,使學(xué)生明確這些基本模型的適用范圍以及使用的條件。另外,高中物理知識(shí)中,還存在大量的隱性模型,需要教師通過(guò)基本模型將其挖掘出來(lái),并結(jié)合具體的物理知識(shí)使學(xué)生對(duì)其有明確的認(rèn)識(shí),對(duì)于一些在物理領(lǐng)域約定俗成的物理隱語(yǔ),需要通過(guò)一定的方式告知學(xué)生,并盡可能將其歸納為學(xué)生熟知的物理模型類(lèi)型,并將容易混淆的模型進(jìn)行比較,讓學(xué)生理解它們之間的差異②。

        物理模型的構(gòu)建,能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維,如研究汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題時(shí),我們把它簡(jiǎn)化為勻變速直線運(yùn)動(dòng),把發(fā)動(dòng)機(jī)等復(fù)雜情況歸結(jié)為牽引力,把地面及各種阻礙因素歸結(jié)為阻力,這就是一個(gè)物理模型。基于此,可以看出物理模型能夠?qū)?fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的模型,便于學(xué)生解答。

        三、通過(guò)類(lèi)比遷移理論創(chuàng)建物理模型,解決實(shí)際物理問(wèn)題

        由于高中物理中,涉及到許許多多的物理模型,而大多數(shù)模型都是通過(guò)基本模型轉(zhuǎn)換而來(lái)的,其中一些新的模型與基本模型思維方式一致,但一些新建模型卻是基本模型的拓展與延伸。舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子,自由落體模型是最基本的物理模型,而勻速運(yùn)動(dòng)為自由落體的特殊形式。在高中物理教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)該根據(jù)一定的規(guī)律,創(chuàng)設(shè)一定的物理情景,幫助學(xué)生應(yīng)用遷移理論,將熟知的模型進(jìn)行遷移,建立新的物理模型。

        如高中物理磁場(chǎng)學(xué)習(xí)過(guò)程中,可以類(lèi)比電場(chǎng)相關(guān)知識(shí),幫助學(xué)生構(gòu)建思維模型,使學(xué)生更容易接受磁場(chǎng)相關(guān)知識(shí),提高解決實(shí)際磁場(chǎng)問(wèn)題的能力。

        另外,物理模型思維中,教師還應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生掌握等效替代方法,將需要解決的物理問(wèn)題等效替換為熟知簡(jiǎn)單的物理模型。如對(duì)于Lc振蕩線路與彈簧振子來(lái)說(shuō),這兩種物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同,但是這兩種物體具有的動(dòng)態(tài)特性具有相同點(diǎn),比如其隨著時(shí)間發(fā)生變化的規(guī)律是相同的,所以,對(duì)于該兩種物體能夠進(jìn)行等效結(jié)構(gòu)替代,并構(gòu)建有效的等效替代模型③。

        教師在教學(xué)過(guò)程中,需要為學(xué)生營(yíng)造一種寬松的課堂氛圍,這有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的表達(dá),更有利于學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),培養(yǎng)其建立物理模型的能力。

        四、總結(jié)

        本文分析了高中物理教學(xué)中物理模型思維法的應(yīng)用,并列舉了一些常見(jiàn)的物理模型以及模型思維方法,但是這僅僅是物理模型中的一小部分。作者寫(xiě)作的目的僅限于反映物理模型思維對(duì)高中物理教學(xué)的重要性,起到拋磚引玉的作用??傊?,物理模型思維對(duì)高中物理教學(xué)具有十分重要的作用,能夠培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力,提升學(xué)生運(yùn)用物理模型解決實(shí)際問(wèn)題的能力,提高教學(xué)效率與質(zhì)量,是一種有效的教學(xué)方法,值得大力推廣與應(yīng)用。

        【注釋】

        ① 羅兆華. 物理模型思維方法的認(rèn)識(shí)、理解和運(yùn)用[J]. 物理教師,2010.30(4):127-128.

        ② 朱高云. 物理模型思維法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用效果分析[J]. 中學(xué)課程輔導(dǎo),2013.15(4):655-656.

        ③ 楊瑞琴. 物理模型思維法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 備課助手,2012.13(2):207-208.

        (作者單位:江西省瑞金市第一中學(xué))

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