构建物理模型,优化物理课堂教学物理模型有些

构建物理模型,优化物理课堂教学物理模型有些 【摘要】 物理学是一门由概念和规律组成的实验学科。物理教学要求学生在教师的引导下,在观察、实验、分析、综合的基础上,建立概念,形成规律,学会应用。物理学中的各种基本概念,如物质、长度、时间等都是物理模型。 【关键词】 物理 模型 课堂教学 【】G633.7 【】 A 【】 1006-5962(xx)06(b)-0048-01 物理模型在物理学中无处不在,并且在物理学的发展中也发挥着重要作用。从某种意义上讲,物理学也是一门模型科学。物理教学就是教师引导学生建立物理模型,学会运用物理模型解决问题的过程。 物理模型是指为了便于分析与研究复杂的问题,采用“简化”的方法,对实际问题进行科学抽象的处理,用一种能反映原物本质特性的理想物质(过程)或假想结构,去描述实际的事物(过程)。这种理想物质(过程)或假想结构称之为“物理模型”。物理模型具有抽象性、形象性、科学性和假定性等特点。 1 物理模型在教学中的作用。 1.1 构建物理模型是教师传播知识与学生获取知识的基本方法 中学物理教材中无论哪一部分的内容都是以物理模型为基础向学生传递物理知识的。物理模型是中学物理知识的载体,同时也是学生获取物理知识的重要途径。例如:几何光学的反射、折射定律是通过“光线”、“点光源”、“平滑的反射面、折射面”这些光学模型进行研究得出的,学生在学习的过程中和解答有关习题时,也要以这些模型为基础。因此,物理模型是教师传授知识与学生获取知识的基本方法。 1.2 构建物理模型能降低教与学的难度 中学物理教材中有许多物理概念、物理规律比较抽象难懂,往往不易被学生理解和接受。通过构建模型的方法来实施教学,突出物理问题的主干,约化次要因素,帮助学生建立起清晰的物理模型,疏通思维渠道,使物理问题由难变易,由繁化简,从而降低教与学的难度。例如对平抛物体运动规律分析时,应让学生建立起两种物理模型:竖直方向上的自由落体运动,水平方向上的匀速直线运动。通过对复杂的平抛运动过程进行模型的分解处理,从而使学生理解和掌握物体运动的规律,起到降低教学难度的作用。 1.3 构建物理模型能促进学生能力的提高 每一个物理过程的处理,物理模型的建立,都离不开对物理问题的分析与研究。通过对物理模型的设计,能培养学生对复杂物理问题进行具体分析与研究的能力,把握物理问题的主要因素和次要因素,抓住问题的本质特征,正确运用科学抽象思维的方法去处理物理问题的能力,有助于学生思维品质的提高,有助于学生掌握物理学的研究方法。 1.4 构建物理模型能促进辩证唯物主义思想教育 物理学中每一个物理模型的建立与发展都蕴藏着丰富的哲学内涵,它是教师在教学过程中对学生实施辩证唯物主义教育的好材料。如在光的本质教学中,通过光的波粒二象性模型教学,说明矛盾着的两个方面既对立又统一;在对原子结构模型的发展变化讲解中,引导学生去理解真理发展的辩证关系,即真理是客观的,同时又是绝对和相对的,真理是一个从相对逐步走向绝对的深化过程,从而帮助学生树立起正确的辩证唯物主义的方法论。 2 物理模型在教学中的运用 物理学的难教难学,常常让许多师生困惑、苦恼,缺乏构建物理模型的意识是重要原因。培养学生头脑中有形象化的实物模型和抽象化的物理模型,并能灵活的提取、应用、置换、迁移,是学好物理的重要条件。学生对物理概念、规律的理解不深不透,说明其头脑中的物理知识是含糊不清的,即便强行记住了概念和定理,在具体应用时又会感到手足无措。因此,如何寻找合适的物理模型以及构建新的物理模型解决实际问题,是实现知识的理解和迁移,进而实现课堂教学的优化和学生学习高效化的关键。构建物理模型常用的方法包括实验法、实物模型法、投影片重叠法、软件模拟法、软件模拟法、图象展示法等。具体实施过程包括: 2.1 建立概念模型,理解概念实质 概念是客观事物的本质在人脑中的反映。客观事物的本质属性是抽象的、理性的,要想使客观事物在人脑中有深刻的反映,必须将它与人脑中已有的事物联系起来,使之形象化、具体化。物理模型大都是以理想化模型为对象建立起来的。建立概念模型实际上是撇开与当前考察无关的因素以及对当前考察影响很小的次要因素,抓住主要因素,认清事物的本质,利用理想化的概念模型解决实际问题。如质点、点电荷等等。学生在理解这些概念时,很难把握其实质,而建立概念模型则是一种有效的思维方式。 2.2 认清条件模型,突出主要矛盾 条件模型就是将已知的物理条件模型化,只抓住条件中的主干,为问题的讨论和求解起到搭桥铺路、化难为易的作用。例如,我们在研究两个物体碰撞时,因作用时间很短,忽略了摩擦等阻力,认为系统的总动量保持不变。条件模型的建立,能使我们研究的问题得到很大的简化。 2.3 构造过程模型,建立物理图景 过程模型就是将物理过程模型化,将一些复杂的物理过程经过分解、简化、抽象为简单的、易于理解的物理过程。例如,为了研究平抛物体的运动规律,我们先将问题简化为下列两个过程:第一,质点在水平方向不受外力,做匀速直线运动;第二,质点在竖直方向仅受重力作用,做自由落体运动。可见,过程模型的建立,不但可以使问题得到简化,还可以加深学生对有关概念、规律的理解,有利于培养学生思维的灵活性。 2.4 转换物理模型,深入理解模型 通过对理想化模型的研究,可以完全避开各种因素的干扰,在思维中直接与研究对象的本质接触,从而快速、准确地把握事物的性质和规律。例如,建立起“单摆”这一理想化模型后,理解了单摆的周期公式,可以解决类似于单摆的一系列问题:在竖直的光滑圆弧轨道内作小幅度滚动的小球的周期问题;在竖直的加速系统内摆动的小球的周期问题;在光滑斜面上摆动