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模型意識(shí)與模型思想的養(yǎng)成,可以讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中事半功倍。高中物理模型是教學(xué)中重要的思想,對(duì)于提高學(xué)生的物理水平具有重要作用。在物理教學(xué)中,教師要強(qiáng)調(diào)物理模型的重要作用,讓學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到物理模型的重要性,能夠使用簡(jiǎn)單的物理模型進(jìn)行物理問(wèn)題的解決,同時(shí)解決生活中相關(guān)的物理問(wèn)題。
一、物理模型的含義
物理是一門建立在生活中的科學(xué),主要是對(duì)生活中常見的物理現(xiàn)象和重要的規(guī)律進(jìn)行總結(jié),根據(jù)一個(gè)物理教學(xué)的目標(biāo),做出簡(jiǎn)單的抽象簡(jiǎn)化和條件假設(shè),從而體現(xiàn)出物理運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)規(guī)律。很多的物理規(guī)律都是建立在現(xiàn)實(shí)背景之上的抽象規(guī)律,這樣能夠排除不相關(guān)的因素,總結(jié)出本質(zhì)的規(guī)律。物理模型主要有:實(shí)體模型、過(guò)程模型、結(jié)構(gòu)模型、條件模型。每種模型都有自己典型的特征,都體現(xiàn)了物理模型的基本特性:客觀性、簡(jiǎn)潔性、邏輯性、近似性、形象性。
二、物理模型構(gòu)建方法
(一)抽象思維方法。物理模型中經(jīng)常使用抽象性思維,主要是指一件客觀的事物進(jìn)行加工之后,將不相關(guān)的、不重要的因素進(jìn)行排除,只是關(guān)注事物運(yùn)動(dòng)的本質(zhì),從而進(jìn)行客體對(duì)象的本質(zhì)性研究。抽象思維主要反映了客體對(duì)象和發(fā)展過(guò)程,在物理模型中有重要作用。
例如,在講“自由落體運(yùn)動(dòng)”時(shí),對(duì)于實(shí)際運(yùn)動(dòng)會(huì)受到空氣阻力等多方面的因素影響,有時(shí)部分學(xué)生會(huì)只考慮重力的作用,把它看成一個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng),同時(shí)還會(huì)把自由落體的物體看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn),忽略物體本身的形狀和大小的作用,分析這些因素的影響因素。
(二)類比思維方法。大自然之間的很多事物都存在一定的相似性,尤其是物體之間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在建立物理模型時(shí),教師要加強(qiáng)學(xué)生類比性思維的培養(yǎng),讓學(xué)生能夠?qū)⒅罢莆盏奈锢砟P瓦M(jìn)行類比總結(jié),從而對(duì)新的物理規(guī)律進(jìn)行總結(jié)。類比性思維在物理模型建立的過(guò)程中應(yīng)用比較多。
例如,在研究粒子時(shí),盧瑟福知道了原子核周圍的物質(zhì)能夠?qū)υ雍水a(chǎn)生影響,進(jìn)行了類比分析,將太陽(yáng)作為核心,將其他的行星作為粒子圍繞,從而簡(jiǎn)化了太陽(yáng)系行星的運(yùn)動(dòng)軌跡,確定了太陽(yáng)系類原子模型。
又如,惠更斯的光的波動(dòng)模型,利用聲波和水波之間的衍射類似性質(zhì),建立了簡(jiǎn)單的物理模型。
(三)假說(shuō)思維方法。很多的物理現(xiàn)象會(huì)有多種的因素影響客體的運(yùn)動(dòng)。在建立物理模型時(shí),教師要給學(xué)生講解假說(shuō)思維方法,讓學(xué)生掌握物理模型的本質(zhì)。在進(jìn)行物理規(guī)律假說(shuō)時(shí),通常都是將很多的因素排除,建立一個(gè)可能的假說(shuō),然后在這個(gè)假說(shuō)的基礎(chǔ)上進(jìn)行物理規(guī)律的驗(yàn)證。
例如,在波爾原子物理模型建立的時(shí)候,就是將原子的環(huán)境進(jìn)行了假說(shuō),在驗(yàn)證的時(shí)候得到了準(zhǔn)確的答案。
(四)形象思維和直覺思維方法。在建立物理模型時(shí),需要建立在大量的實(shí)際運(yùn)動(dòng)之上,在常見的運(yùn)動(dòng)之上進(jìn)行情感認(rèn)識(shí)的升華,讓大腦在辛苦抽象之后建立模型。物理直覺思維對(duì)于物理模型建立非常重要,通常在感性認(rèn)識(shí)上進(jìn)行直覺思維,建立合適的物理模型。
三、物理模型教學(xué)方法
(一)設(shè)置合適的教學(xué)情境。在進(jìn)行物理模型教學(xué)時(shí),教師要設(shè)置合適的教學(xué)情境,促使學(xué)生主動(dòng)了解物理模型的環(huán)境,從而使學(xué)生體會(huì)到物理運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)。在不同的教學(xué)情境下,物理模型會(huì)產(chǎn)生不同的物理模型遷移,這對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新物理模型方法具有重要意義。教師要使用多媒體技術(shù)等,給學(xué)生設(shè)置合適的教學(xué)情境,讓學(xué)生享受到聽覺、視覺、感覺等多重感官刺激,從而提高學(xué)生物理模型的應(yīng)用能力。
(二)進(jìn)行大量的物理實(shí)驗(yàn)。物理是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上的。教師要給學(xué)生提供充分的物理實(shí)驗(yàn)探究機(jī)會(huì),讓學(xué)生能夠在大量的實(shí)驗(yàn)中領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)的本質(zhì),建立合適的物理模型。在建立物理模型時(shí),學(xué)生要把不必要的因素排除,抓住事物的本質(zhì),進(jìn)行高度抽象。
例如,在彈簧振子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,在建立模型的時(shí)候,容易忽略了彈簧振子的摩擦,看成了質(zhì)點(diǎn),忽略了體積。
(三)雙向構(gòu)建教學(xué)。在物理教學(xué)中,教師要注重雙向構(gòu)建教學(xué)方法,讓學(xué)生在現(xiàn)有的基礎(chǔ)之上主動(dòng)進(jìn)行物理模型的構(gòu)建,同時(shí)要在這個(gè)基礎(chǔ)上對(duì)先前的知識(shí)進(jìn)行重新的回顧,提高學(xué)生對(duì)物理模型的領(lǐng)悟。教師要讓學(xué)生自覺地對(duì)建立的模型進(jìn)行探究,在應(yīng)用物理模型的同時(shí),進(jìn)行深層次的研究,提高物理模型的綜合運(yùn)用水平。教師也要不斷地進(jìn)行物理模型的遷移,給學(xué)生傳輸融會(huì)貫通、舉一反三的方法,提高學(xué)生對(duì)物理模型的認(rèn)識(shí)。物理模型的教學(xué)過(guò)程非常復(fù)雜,教師要不斷地和學(xué)生進(jìn)行互動(dòng),讓學(xué)生能夠體會(huì)到相應(yīng)的方法,并且進(jìn)行物理模型的應(yīng)用。
總之,模型教學(xué)是高中物理教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn),它對(duì)高中生的物理學(xué)習(xí)有重要影響。高中物理模型是教學(xué)的重點(diǎn),教師要學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí),并且進(jìn)行一定的實(shí)踐,讓學(xué)生能夠在良好的環(huán)境中進(jìn)行物理模型的總結(jié),將之前掌握的物理模型進(jìn)行遷移和類比,應(yīng)用到以后物理模型的建立過(guò)程中,提高學(xué)生建立物理模型的能力。在物理教學(xué)中,教師要把學(xué)生放在主體地位,注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰途C合素質(zhì),讓學(xué)生積極地建立物理模型,從而使學(xué)生在物理模型中提高對(duì)物理的認(rèn)識(shí)。教師開展模型教學(xué)的時(shí)候,應(yīng)該根據(jù)物理模型的特點(diǎn)、規(guī)律和學(xué)生的實(shí)際水平制訂科學(xué)合理的教學(xué)方式,這樣才能提高物理模型教學(xué)質(zhì)量,讓學(xué)生具備模型意識(shí)和模型思想。