李 高

(江蘇省如東縣掘港高級中學(xué) 226400)

隨著新課標(biāo)的提出，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中不僅要注重提高自己的成績，而且要有意識(shí)地培養(yǎng)自己的邏輯思維能力和自主探究能力.高中物理是一門基于實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)科，書本中大部分的概念都比較抽象，如果僅靠教師在講臺(tái)上講是無法取得很好的學(xué)習(xí)效果的.為此，教師可以在日常教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生總結(jié)和運(yùn)用物理模型的意識(shí)，在平時(shí)的學(xué)習(xí)中逐漸積累一些經(jīng)典的物理過程及其規(guī)律特征.接下來，筆者將就高中物理教學(xué)中運(yùn)用物理模型進(jìn)行學(xué)習(xí)展開詳細(xì)論述.

一、基于物理課程掌握模型類別

在高中物理課程中，想要讓學(xué)生取得融會(huì)貫通的學(xué)習(xí)效果，我們首先要指導(dǎo)學(xué)生對課本上學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行歸納，總結(jié)出一些常用的物理模型.物理模型是建立在物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果之上的，物理模型的建立往往是比較理想化、簡化了的，可以將生活中的客觀物體轉(zhuǎn)化為書本上的物理規(guī)律和物理概念.根據(jù)物理過程中的主要要素，可以將物理模型分為以下幾類：(1)對象模型：在對象模型中，學(xué)生研究的主要是物質(zhì)的本質(zhì)狀態(tài)，而忽略其他的次要因素，這是一種理想化的模型，例如電子、點(diǎn)電荷、電磁場、磁感線、電阻、彈簧、輕桿、單擺等等.(2)狀態(tài)模型：在狀態(tài)模型中，學(xué)生關(guān)注的應(yīng)當(dāng)主要是物體的理想化狀態(tài)，例如物體的平衡狀態(tài)以及氣體的理想狀態(tài)等，這也是一種忽略次要因素的理想化模型.(3)過程模型：在過程模型中，學(xué)生主要研究的是物體的運(yùn)動(dòng)變化狀態(tài)，例如物體的勻速直線運(yùn)動(dòng)、變速直線運(yùn)動(dòng)、拋物線運(yùn)動(dòng)以及完全彈性碰撞等.在過程模型中，阻力、微小的能量損失往往被忽略不計(jì).(4)條件模型：在條件模型下，學(xué)生可以將實(shí)際問題中的一些現(xiàn)有條件進(jìn)行理想化，從而更加簡便地解決問題，例如題目中一些常見的條件：理想電表、磁場區(qū)域無窮大、光滑的斜面、不計(jì)空氣阻力、路線足夠長等，這些簡化后的條件能夠讓學(xué)生的解題更加簡單.

二、借助物理學(xué)史學(xué)習(xí)模型知識(shí)

縱觀整個(gè)物理學(xué)史，物理的發(fā)展過程同時(shí)也是物理模型發(fā)展和擴(kuò)充的過程.在整個(gè)物理的發(fā)展過程中，出現(xiàn)了伽利略理想化的斜面、牛頓的萬有引力定律模型以及波爾和盧瑟福的原子模型，這些都是一些非常經(jīng)典的物理模型.在高中物理的課堂教學(xué)中加入對物理學(xué)史的介紹和學(xué)習(xí)，不僅可以讓學(xué)生了解這些常用的物理模型發(fā)展和建構(gòu)的過程，而且還能夠讓學(xué)生在此過程中體會(huì)前人們科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯烤?在物理學(xué)上，人們在解決實(shí)際的物理問題時(shí)，可以采用理想化法、抽象法、等效替代法、歸納法以及類比法等方法，根據(jù)研究物體的主要特點(diǎn)來構(gòu)建合適的物理模型，從而能夠切實(shí)反映出問題的本質(zhì).例如，伽利略的自由落體實(shí)驗(yàn)就是一個(gè)過程模型，教師可以通過向?qū)W生仔細(xì)介紹伽利略的這一實(shí)驗(yàn)來讓學(xué)生更好地理解過程模型這一概念.伽利略在自由落體實(shí)驗(yàn)中通過羽毛和球體的下落否認(rèn)了“較重的物體的下落速度大于較輕的下落物體”這一結(jié)論，隨后他提出自己的兩種假設(shè)，一個(gè)是自由落體的物體的速度與下落的距離成正比，一個(gè)是自由落體的物體的速度與時(shí)間成正比，隨后他通過實(shí)驗(yàn)否認(rèn)了第一種猜想，并通過數(shù)學(xué)推理的方法得出了“做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體的速度與時(shí)間的平方成正比”這一經(jīng)典結(jié)論.在詳細(xì)、深入地學(xué)習(xí)了物理學(xué)史中一些經(jīng)典物理模型的推導(dǎo)和建立之后，學(xué)生自然就對模型的建立有了更加深入的認(rèn)識(shí).

三、借助課堂對話加強(qiáng)模型意識(shí)

在高中物理課堂教學(xué)中，想要吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，獲得更好的課堂教學(xué)效率，教師一定要善于引導(dǎo)學(xué)生的思維，從而產(chǎn)生有效對話，讓課堂的氛圍變得更加輕松靈動(dòng).從一些習(xí)題和考試中可以體現(xiàn)出來，學(xué)生雖然學(xué)習(xí)了一些物理模型，但在實(shí)際的運(yùn)用過程中還是不具備充足的模型意識(shí).在學(xué)生學(xué)習(xí)了一些物理模型的基礎(chǔ)之上，教師可以開展模型教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生將新接觸的模型和已經(jīng)學(xué)過的模型進(jìn)行對比、總結(jié)，幫助學(xué)生更好的從實(shí)際問題中找到已有的物理模型或者歸納總結(jié)成新的物理模型.在實(shí)際的課堂教學(xué)中，教師要利用好手中的課本，正確地引導(dǎo)學(xué)生開展有效對話，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理模型的意識(shí).在課堂中，這種對話不僅可以存在于教師和學(xué)生之間，而且還可以存在于學(xué)生和學(xué)生之間.例如在學(xué)習(xí)電磁場這部分內(nèi)容時(shí)，教師可以采用對話的方式來加強(qiáng)學(xué)生的模型意識(shí).一般在學(xué)習(xí)電場的概念時(shí)，往往是由教師向小學(xué)生講授電場這一模型：在電場中，每一根電場線的切線所指的方向就是該點(diǎn)的電場方向；電場線密集，那么電場強(qiáng)度越強(qiáng)；電場線越稀疏，電場強(qiáng)度就弱.然而這些概念往往較為抽象，不易于學(xué)生理解和掌握.教師可以向?qū)W生提問：“正點(diǎn)電荷的電場是什么樣的？”學(xué)生通過自己動(dòng)手實(shí)踐發(fā)現(xiàn)正點(diǎn)電荷的電場線是向外發(fā)散的.隨后教師可以趁熱打鐵，問學(xué)生一些更加深入的問題：“異種點(diǎn)電荷所構(gòu)成的電場具有怎樣的特點(diǎn)？”通過這些問題激發(fā)學(xué)生動(dòng)手操作和探究的欲望，因此在交流時(shí)也會(huì)更加有效，這對于學(xué)生今后利用物理模型進(jìn)行解題或者解決生活中的實(shí)際問題是非常有幫助的.

總之，高中物理的知識(shí)點(diǎn)雖然抽象、難懂，但這些知識(shí)點(diǎn)都是從生活中的物理現(xiàn)象中推導(dǎo)得出的.因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)時(shí)不能是死記硬背，而是應(yīng)當(dāng)理解各個(gè)物理概念在生活中的實(shí)際意義，并且能夠靈活運(yùn)用這些物理概念構(gòu)建恰當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ瓦M(jìn)而解決生活中的實(shí)際問題，學(xué)生不僅能夠?qū)W到知識(shí)，而且還能夠培養(yǎng)自身探究問題的能力.