摘 要：物理模型是物理學(xué)中常見的也是重要的一種研究方法，它把復(fù)雜問題簡單化，幫助理解物理規(guī)律。教師在應(yīng)用物理模型講解物理知識(shí)時(shí)更清楚簡潔;學(xué)生通過對(duì)物理模型的學(xué)習(xí)，更容易掌握物理規(guī)律和現(xiàn)象。教師通過教學(xué)實(shí)踐的探索，歸納總結(jié)出學(xué)生學(xué)習(xí)物理模型過程中遇到的困難和解決的策略，幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)物理模型的自信心，從而提高物理課堂教學(xué)的有效性。

關(guān)鍵詞：物理模型;形象直觀;類比推理

物理學(xué)研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，在研究過程中，實(shí)際的事物和規(guī)律都是錯(cuò)綜復(fù)雜的，常需要對(duì)它們進(jìn)行必要的簡化，忽略次要因素，突出主要因素。物理模型就是用理想化的方法將實(shí)際中的事物和規(guī)律進(jìn)行簡化，幫助人們理解復(fù)雜事物和規(guī)律，研究不易觀察到的現(xiàn)象，并透過現(xiàn)象，看到本質(zhì)的一種重要的研究方法。在物理教學(xué)過程中，幫助學(xué)生建立和理解物理模型，對(duì)學(xué)生學(xué)好物理起到至關(guān)重要的作用。讓學(xué)生掌握并運(yùn)用物理知識(shí)分析解決實(shí)際問題，提高科學(xué)文化素質(zhì)，掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能和技巧，為以后的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)，讓物理課程真正發(fā)揮它基礎(chǔ)自然學(xué)科的作用。那如何在中學(xué)物理課堂中有效開展物理模型的教學(xué)？結(jié)合在教學(xué)實(shí)踐中的一些做法談?wù)勔韵聨c(diǎn)思考：

一、物理模型與圖景模式相結(jié)合的策略教學(xué)，表象更直觀

在分析研究一個(gè)物理問題時(shí)，經(jīng)常采用建立“物理模型”的辦法，以便更好地理解和找到問題的根本。但是這需要對(duì)該物理問題有很深刻的認(rèn)識(shí)，而很多學(xué)生對(duì)陌生的物理知識(shí)還沒有完全理解，更不用說知道什么是重點(diǎn)了，當(dāng)需要從實(shí)際問題抽象成物理模型時(shí)，就會(huì)存在困難。困難大多來自不完善的表象，如：自由落體運(yùn)動(dòng)、反沖現(xiàn)象、小船渡河等。從物理學(xué)科的角度看，這些表象都是不完善的，蘊(yùn)含的成分許多是錯(cuò)誤的，而利用物理模型與圖景，則可以反映原型的直觀形象和主要特征，凸顯了問題的本質(zhì)。譬如在電磁相互作用教學(xué)中，有這樣一個(gè)問題：把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在條形磁鐵N極附近，當(dāng)線圈通入電流（如右圖）時(shí)，判斷線圈如何運(yùn)動(dòng)。因此，在課堂教學(xué)中師生應(yīng)通過分析、比較、歸納與總結(jié)等過程，共同建立起相應(yīng)的物理模型與圖景。物理模型與圖景都是來自于現(xiàn)實(shí)的材料，但二者又都高于客觀實(shí)際，這二者并不相違背，是物理知識(shí)與邏輯思維相統(tǒng)一的結(jié)果，是綜合分析與應(yīng)用等各方面能力的結(jié)合。通過物理模型與圖景相結(jié)合的教學(xué)方式，構(gòu)造情景與理論模型的有機(jī)聯(lián)系，能夠加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)中抽象的規(guī)律和形象的實(shí)際情景的緊密聯(lián)系，突破學(xué)生理解模型的困難，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高，更好地掌握所學(xué)物理模型的知識(shí)。

二、問題提問式的物理模型策略教學(xué)，使學(xué)生的求知欲得到激發(fā)

老師在設(shè)置物理模型的情境教學(xué)中，應(yīng)使所創(chuàng)設(shè)的問題情境符合學(xué)生的客觀實(shí)際需要，特別是考試的需要。若設(shè)置的問題能夠使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望，并將求知欲轉(zhuǎn)化為學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力和內(nèi)在的心理需求;在講各種物理模型時(shí)，教師可以創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)膯栴}情境，甚至在課堂上適當(dāng)?shù)匾敫偁帣C(jī)制，這樣既可以活躍課堂教學(xué)氣氛，不至于使枯燥的物理公式擾亂學(xué)生的心靈，同時(shí)也可讓學(xué)生建立起問題考查與研究的聯(lián)系，進(jìn)而開拓新的境界。

教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平，設(shè)置出適合學(xué)生思考，并面向考試要求的、難度適中、具有開放性與應(yīng)用性的好問題，以提高學(xué)生的邏輯思維能力。比如，教給學(xué)生直線運(yùn)動(dòng)中的加速度之后，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生自己進(jìn)一步設(shè)想運(yùn)動(dòng)過程中物體的速度和位移可能受到加速度怎樣的影響，并讓學(xué)生自己思考什么情況下物體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，什么情況下是非勻變速直線運(yùn)動(dòng)等問題。通過這樣的問題讓學(xué)生明確物理模型建立的目的，為學(xué)生建立物理模型構(gòu)建一條通道，從而為學(xué)生的思維活動(dòng)指明方向，而且教師給定問題的條件與結(jié)果往往是不具有定向性的，應(yīng)該有多種解決問題的途徑和方法，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。另外，對(duì)學(xué)生的設(shè)問既要有縱向的，也要有橫向的，能夠使學(xué)生舉一反三、融會(huì)貫通。通過布設(shè)恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)場景，富有成效地設(shè)疑，能夠準(zhǔn)確無誤地幫助學(xué)生建立正確的物理模型思維。

三、采取類比推理的物理模型策略教學(xué)，打破慣性的定式思維

固有的定式思維往往成為物理模型遷移教學(xué)的障礙，這是因?yàn)橐灾袑W(xué)生目前的知識(shí)水平與能力一般難以具體地分析所學(xué)知識(shí)的情境，也就難以打破已經(jīng)形成的思維定式。如果說要學(xué)生做到靈活處理目前的學(xué)習(xí)內(nèi)容與能力，創(chuàng)造性地解決問題，這就需要教師采用靈活多樣的、類比推理的教學(xué)方式，而物理模型教學(xué)恰好就可以做到這一點(diǎn)，模型教學(xué)可以把同類或異類或者不同發(fā)展階段，但具有某些相似方法的事物進(jìn)行類比推理，比如，根據(jù)兩個(gè)事物在某些方面的相似屬性，進(jìn)而推理出它們在其他方面的屬性上也有可能相似的結(jié)論。因此，物理模型教學(xué)中教師要防止把模型講死，更不能禁錮學(xué)生的邏輯思維能力。教師不僅要讓學(xué)生知道模型的確立只是物理研究的一種方法與手段，更要使學(xué)生領(lǐng)會(huì)物理中的模型與概念是怎樣抽象建立起來的，物理中具體的事物又是經(jīng)過怎樣的抽象歸納而進(jìn)入該模型的，從而培養(yǎng)其抽象思維和解決問題的能力。例如，一個(gè)半徑為r的閉合金屬圓環(huán)，沿平面垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，圓環(huán)總電阻為2R，一足夠長的直導(dǎo)線（電阻為R）以速度為v勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)直導(dǎo)線剛運(yùn)動(dòng)到圓心處時(shí)，經(jīng)過直導(dǎo)線的電流為多少？本題可以采用電路等效法去解答，雖然兩者的物理情境不太一樣，但可以借助熟悉的模型去類比推理，那么學(xué)生就可以利用電路模型知識(shí)輕松地解決這個(gè)問題了。再比如：（上圖）根據(jù)等效模型思想，把圓圈電流看成扁形磁鐵，由安培定則得知扁磁鐵右端為N極，左端為S極，故可判斷線圈向左運(yùn)動(dòng)。通過這一等效模型便可以使學(xué)生清楚地了解作用過程，開拓學(xué)生的思路，提高其解決實(shí)際問題的能力。利用物理模型的相似性進(jìn)行類比，還可以有效地促進(jìn)知識(shí)的遷移，理清其他部分的知識(shí)脈絡(luò)。還有帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)與平拋運(yùn)動(dòng)模型相類似，教師可以利用平拋模型來幫助學(xué)生理解帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題。同時(shí)概括出這兩種運(yùn)動(dòng)的共同屬性，即當(dāng)合外力大小不變、方向與初速度方向垂直時(shí)，物體將做類平拋運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而總結(jié)出類平拋運(yùn)動(dòng)的概念和基本特征。同理，如重力勢能與重力做功關(guān)系和電勢能與電場力做功關(guān)系比較，電位與水位進(jìn)行類比，電場線與磁感線對(duì)比等，都可以利用物理模型進(jìn)行分析。

四、采取理論聯(lián)系實(shí)際的物理模型策略教學(xué)，重視能力的培養(yǎng)

新課程改革以來，雖然對(duì)物理教材已經(jīng)多次修改，也增加了許多實(shí)際體驗(yàn)的小實(shí)驗(yàn)等，但教科書中理論聯(lián)系實(shí)際的生活事例有的依然不盡理想，這樣就會(huì)造成學(xué)生在學(xué)習(xí)新的物理知識(shí)與規(guī)律時(shí)缺少該環(huán)節(jié)的思維訓(xùn)練。愛因斯坦說過：“物理書中充滿了復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式，但是所有的物理學(xué)理論都起源于思維與觀念，而不是公式。”學(xué)生依然習(xí)慣于傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)經(jīng)驗(yàn)和思維習(xí)慣，形成方法上的思維障礙。當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中真正遇到問題時(shí)，思維表現(xiàn)較為混亂，不知從何下手。在物理模型知識(shí)的學(xué)習(xí)中，既要學(xué)習(xí)如何建立物理模型，也要學(xué)習(xí)如何應(yīng)用物理模型來解決實(shí)際問題。而且在中學(xué)物理模型教學(xué)過程中，教師的教學(xué)要著重訓(xùn)練學(xué)生提高思維能力、計(jì)算能力等，開闊視野和境界。同時(shí)也要預(yù)防學(xué)生形成機(jī)械式思維，加強(qiáng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際的能力，把學(xué)生從定式思維中解脫出來，培養(yǎng)正確的物理思維能力，從而提高解決實(shí)際問題的能力?，F(xiàn)實(shí)中物理教師在講解各個(gè)物理理論時(shí)往往強(qiáng)調(diào)公式的死記硬背，進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，讓學(xué)生的思維能力形成一種條件反射。這樣的方法有利有弊，從時(shí)效性來看具有很高的效率，但面對(duì)越來越開放發(fā)展的物理來說，就很難適應(yīng)時(shí)代的需要，同時(shí)也與物理考試出題意圖相違背，現(xiàn)在物理試題也往往呈現(xiàn)多樣化，而且注重理論與實(shí)際相聯(lián)系來出試題。把理論知識(shí)和實(shí)際生活事例緊密聯(lián)系，并對(duì)應(yīng)相關(guān)現(xiàn)象、規(guī)律建立適當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ屯墙鉀Q問題的關(guān)鍵。比如，物體追擊和相遇的物理模型，是直線運(yùn)動(dòng)的一個(gè)難點(diǎn)，學(xué)生很難深刻理解模型的關(guān)鍵是什么。但是聯(lián)系生活中汽車行駛?cè)绻患幼⒁?，就?huì)發(fā)生追尾事故的事例來解釋這個(gè)物理模型，則會(huì)達(dá)到事半功倍的效果，使學(xué)生更容易分析和解決問題。

物理模型教學(xué)強(qiáng)調(diào)中學(xué)教師要培養(yǎng)學(xué)生建立和應(yīng)用物理模型的能力，目的是幫助學(xué)生理解并掌握物理知識(shí)，使知識(shí)體系系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，更能適應(yīng)現(xiàn)實(shí)物理知識(shí)中復(fù)雜多變的問題。在課堂教學(xué)中開展模型教學(xué)，并不是中學(xué)物理課堂教學(xué)中所獨(dú)有，其他學(xué)科也同樣需要模型教學(xué)。模型策略教學(xué)方式可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，幫助學(xué)生樹立終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，最終促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。因此，中學(xué)物理教師首先要掌握并領(lǐng)悟物理模型教學(xué)的內(nèi)涵和精髓，這也是時(shí)代對(duì)教師提出的更高要求，特別是運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)來開展模型教學(xué)的號(hào)召。

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？誗編輯 李建軍