淺談新課標(biāo)背景下的物理模型教學(xué)

徐守君 內(nèi)蒙古呼倫貝爾市海拉爾區(qū)鐵路一中 021000

淺談新課標(biāo)背景下的物理模型教學(xué)

徐守君 內(nèi)蒙古呼倫貝爾市海拉爾區(qū)鐵路一中 021000

物理新課標(biāo)對物理課程的結(jié)構(gòu)與教學(xué)思路做了很大的調(diào)整，知識體系的安排充分考慮了學(xué)生的發(fā)展特點(diǎn)，高中物理教學(xué)的難點(diǎn)在于對學(xué)生能力的培養(yǎng)和對所學(xué)物理知識的應(yīng)用。建立適當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ蛯鉀Q學(xué)生這一問題有著非同一般的作用，不僅能使學(xué)生輕松掌握物理知識與規(guī)律，而且能迅速提升學(xué)生的解決問題能力。

教學(xué)是一門科學(xué)，要想在教學(xué)中獲得理想效果，使學(xué)生真正掌握知識，并不只是教師認(rèn)真教，學(xué)生認(rèn)真學(xué)，就能達(dá)到目的，掌握合適的教學(xué)方法也是關(guān)鍵的一環(huán)。

建立物理模型是物理教學(xué)中的理想化方法之一。著名的法國物理學(xué)家拉普拉斯說“ 普通的定律表現(xiàn)在特殊的現(xiàn)象里,而特殊的事例常摻雜許多外來的因素,只有用巧妙的心思才能將它們分開而發(fā)現(xiàn)定律?！笨v觀物理學(xué)史,物理模型在物理學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展過程中發(fā)揮了重大的作用。物理學(xué)的發(fā)展, 可以說是建立物理模型和用新的物理模型代替舊的物理模型的過程。建立物理模型的方法是物理學(xué)研究的一種重要方法, 實(shí)際的物理現(xiàn)象或物理過程一般都是十分復(fù)雜的,涉及眾多的因素。對實(shí)際問題進(jìn)行科學(xué)的抽象化處理,抓住其主要因素, 忽略其次要因素, 得出一種能反映原物體本質(zhì)特征的理想物理過程或假設(shè)結(jié)構(gòu), 此種理想物理過程或假設(shè)結(jié)構(gòu)就稱之為物理模型。

高中物理教學(xué)主要是物理概念與物理規(guī)律的教學(xué)，學(xué)生在規(guī)律和概念的學(xué)習(xí)中感到困惑與難懂，這也是長期困擾我們教學(xué)的問題，怎樣解決這個(gè)問題，究其原因有教與學(xué)兩方面的原因，學(xué)生自身的學(xué)習(xí)方法，記憶習(xí)慣，實(shí)際活動能力，理解能力等等。教學(xué)方面主要是教學(xué)方法，針對不同的學(xué)生采用不同方法顯然沒有太大的現(xiàn)實(shí)意義。要想學(xué)使大部分學(xué)生學(xué)好物理需要解決最基本的問題—建立物理模型?，F(xiàn)就高中物理學(xué)習(xí)中的建模問題，談一下自己的粗淺想法。

1、模型的分類

1.1 概念模型：如質(zhì)點(diǎn)，點(diǎn)電荷，這些模型不同于日常生活中的實(shí)物，他是經(jīng)過科學(xué)的處理的一個(gè)抽象模型，要讓學(xué)生建立起這個(gè)模型，首先要讓學(xué)生區(qū)分與數(shù)學(xué)中的“點(diǎn)”的模型的區(qū)別。然后知道這個(gè)科學(xué)抽象的依據(jù)即抓主要問題，忽略次要因素。

如：研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí)，我們可以將地球抽象為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)我們研究地球自轉(zhuǎn)問題時(shí)就不能將地球看成是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。同樣如果帶電體的形狀與大小對研究的問題沒有影響或影響可以忽略的話，我們也可以將帶電體看成是帶電的點(diǎn)。上述模型都有一個(gè)基本特征就是將次要因素忽略掉。

1.2 實(shí)物模型： 光子，光線，電場線，磁感線這些屬于模擬類的實(shí)物模型，這些模型使我們的認(rèn)識更加直觀形象了，這樣使學(xué)生對那些看不見摸不著的物質(zhì)的了解就更加直觀了，這樣也降低了理解難度，此類模型的延伸,如等勢線，等勢面，等勢體等。

還有如:單擺，彈簧振子這類模型是把實(shí)物進(jìn)行了科學(xué)的抽象，忽略了一些實(shí)際存在的東西。這類模型存在是有條件的，掌握模型必須理解條件嚴(yán)格按條件來。

1.3 過程模型：此類模型是對一些實(shí)際運(yùn)動過程的一個(gè)理想處理或者說是簡單的概括，以使在以后的學(xué)習(xí)中有一個(gè)參照。

如勻速直線運(yùn)動，勻變速直線運(yùn)動，勻速圓周運(yùn)動，平拋運(yùn)動，類平拋運(yùn)動，振動。這些運(yùn)動如果按軌跡區(qū)分，分別是直線運(yùn)動，曲線運(yùn)動和往復(fù)運(yùn)動。如果按速度變化分，分別是勻變速與變加速運(yùn)動。這運(yùn)動是高中物理中非常常見的基本運(yùn)動，針對這類運(yùn)動題目也非常多，如果把這些運(yùn)動的基本形式搞清楚，就可以在復(fù)雜的分析中找到解決問題的方法。如勻速圓周運(yùn)動在帶電粒子在磁場中的運(yùn)動，天體運(yùn)動問題都是按勻速圓周運(yùn)動處理，還有一些圓周運(yùn)動某時(shí)刻受力分析等等。解決它注意做此類運(yùn)動的物體合外力始終指向圓心，合外力只改變速度的方向而不改變大小。解決這類問題方法也較單一，就是合外力提供向心力，由牛頓第二定律列式即可。

類平拋運(yùn)動在電場，重力場問題中較常見，簡單一點(diǎn)的問題是只在一種場的作用下，復(fù)雜一點(diǎn)的就是復(fù)合場，這類問題對物體進(jìn)行受力分析很關(guān)鍵。這類運(yùn)動的關(guān)鍵是他的合外力恒定且與初速度方向垂直，運(yùn)動可沿初速度和垂直于初速度方向分解。

2、模型對學(xué)生掌握物理知識，提高自身能力的作用

高中物理教學(xué)遇到的主要困難是學(xué)生對物理規(guī)律的掌握抓不住要點(diǎn)，看不清規(guī)律所反映的本質(zhì)問題，對規(guī)律的應(yīng)用也是一籌莫展。這些問題主要集中在學(xué)生頭腦中沒有一個(gè)很好的模型，高中生的思維正處于形象思維向抽象思維轉(zhuǎn)變，思考問題總在這兩者思維中轉(zhuǎn)換，建立模型恰恰是利用了學(xué)生的這種思考方式，學(xué)生在頭腦中建立起這些模型后，當(dāng)遇到與此相似的物理情景時(shí)就會產(chǎn)生相應(yīng)的條件反射，他們會自覺的對比已建立的模型與實(shí)際問題的區(qū)別，找到相應(yīng)的方法。對提高學(xué)生解決問題能力起到很大的作用。 高中生學(xué)習(xí)物理困難主要還是在生活中對相應(yīng)的物理過程接觸與感受的少，缺乏生活的第一感受，對書中描述的運(yùn)動感到陌生與困惑，建模恰好補(bǔ)充他們在這方面的不足，提高他們的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)效率。建模法的好處還在于其形象直觀與規(guī)律性，能使學(xué)生在學(xué)習(xí)中做到舉一反三，觸類旁通，時(shí)間長了對相應(yīng)的物理問題還會有深刻的理解，這樣既能保護(hù)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性，能力也會逐步提高。建立模型和理解模型的過程也是一個(gè)科學(xué)的學(xué)習(xí)過程，對學(xué)生的人生觀與價(jià)值觀的形成也能起到積極作用。

3、建立高中物理模型體系

學(xué)生對有系統(tǒng)的知識掌握總是要優(yōu)于對零散知識的理解，所以針對這種認(rèn)知習(xí)慣我們還可以將高中物理模型進(jìn)行系統(tǒng)化整理，對空間感強(qiáng)的同學(xué)可將模型按點(diǎn)，線，面，體這種思路總結(jié)，如點(diǎn)（質(zhì)點(diǎn)，點(diǎn)電荷，光子，彈簧振子），線（電場線，磁感線，）面(等勢面，爆炸或發(fā)光形成的能量擴(kuò)散球面，)，體（研究流體時(shí)所確定的體狀研究對象，物質(zhì)氣液固三態(tài)下的分子模型等）?？臻g感不強(qiáng)的學(xué)生可以從身邊的一些實(shí)例中找模型，糾正其認(rèn)知的片面性，如光滑水平面有質(zhì)量不等的兩個(gè)物體，其中質(zhì)量較小的物體以一定速度去碰撞靜止的質(zhì)量較大的物體，碰后兩物體運(yùn)動情況如何，有的學(xué)生總是搞不清碰后物體的運(yùn)動情況，總是認(rèn)為小物體被彈回，大物體不動。這些問題就是沒有認(rèn)清碰撞的規(guī)律，憑自己最初對生活中的情況反映來解決問題，像這樣的情況我們必須得知道學(xué)生的判斷依據(jù)，幫助分析找問題的癥結(jié)，對癥下藥后要強(qiáng)力灌輸正確的模型結(jié)構(gòu)。隨著正確模型的積累，逐漸培養(yǎng)解決問題的能力。還有些學(xué)生愛鉆牛角尖，對物理中涉及的理想化模型總是持懷疑態(tài)度，這樣的學(xué)生要教他們處理問題的方法，用生活中的實(shí)例對其想法進(jìn)行瓦解，規(guī)范思考問題的方法，進(jìn)行集中訓(xùn)練。

4、結(jié)語

這幾年的教學(xué)中重視物理模型的構(gòu)建和建模意識的培養(yǎng)，自覺效果不錯(cuò)，首先是大部分學(xué)生感覺在學(xué)習(xí)中不僅僅是只記住一些零碎的、片面的概念、原理，而是獲得結(jié)構(gòu)化的、整合的知識，使學(xué)生對紛呈復(fù)雜的物理現(xiàn)象、物理問題形成多角的、豐富的理解，從而使他們在面對新問題時(shí)，能靈活利用它們解釋新現(xiàn)象，想出好辦法，形成解決各種問題的程序。其次，對周圍生活的實(shí)際問題建立物理模型大大激發(fā)學(xué)生對物理的興趣和探索自然的欲望，這樣也就提高了學(xué)習(xí)的質(zhì)量，使學(xué)生建構(gòu)真正的、有效的知識。另外，在培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建物理模型的過程中，物理思維的訓(xùn)練也就潛移默化地進(jìn)行著。

[1]鞏漢莉.物理教師要著眼于興趣教學(xué)[J].現(xiàn)代閱讀，2011(7).61

[2]李偉欣，牟國忠.如何在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力[J].素質(zhì)教育，2011(7).80

[3]吳亞南.新課程標(biāo)準(zhǔn)下的課堂教學(xué)改革[J].現(xiàn)代教育，2011(4).39

G632.4

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.01.085

徐守君，（1976—），男，中教一級，主要從事物理教學(xué)與研究。