初中物理教學(xué)模型的構(gòu)建與作用

孫小堂

研究物理問題需要借助眾多的科學(xué)方法，仔細(xì)斟酌各種科學(xué)方法，有些方法偏重于數(shù)據(jù)處理；有些方法則偏重于科學(xué)思維。在實際物理教學(xué)中，通過科學(xué)的思維構(gòu)建一個模型，并加以靈活應(yīng)用，這對學(xué)生把握各種物理科學(xué)方法，解決實際問題無疑會有很大的幫助，而且在培養(yǎng)學(xué)生能力方面，可收到事半功倍的效果。

一、在教學(xué)中如何構(gòu)建物理模型

要想讓學(xué)生熟練地運用模型解決實際問題，這就要求學(xué)生在平時學(xué)習(xí)中，在頭腦中建立一定數(shù)量的準(zhǔn)確清晰的物理模型。在初中物理教學(xué)中，絕大部分知識內(nèi)容都可以物理模型為基礎(chǔ)向?qū)W生傳授。下面就平時教學(xué)中如何幫助學(xué)生建立清晰、準(zhǔn)確的物理模型，談幾點認(rèn)識。

1.用類比法建立物理模型。有些物理現(xiàn)象、規(guī)律，我們無法直接展示給學(xué)生，這時若能用學(xué)生頭腦中已有的物理模型來類比，則可幫助學(xué)生建立新的合理的物理模型。例如，電壓和電流，對學(xué)生而言很陌生，也無法通過實驗來展示研究，但水壓和水流學(xué)生是比較熟悉的，教學(xué)時，可用水壓水流來類比，幫助學(xué)生建立電壓、電流的物理模型。

2.用虛擬法建立物理模型。有些模型在實際中是根本不存在的，但為了研究方便，可以形象地引入一個虛擬的物質(zhì)結(jié)構(gòu)或過程。例如，為了便于描述光的傳播，引入了光線；為了便于描述磁場，引入了磁感線。

3.重視實驗教學(xué)。物理是一門以觀察、實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，要讓學(xué)生多觀察、多實驗。實驗為物理概念和規(guī)律的建立奠定了表象基礎(chǔ)，在學(xué)生的腦海中形成了一個個具體的物理模型。有些物理概念和規(guī)律，學(xué)生在生活中很少感知，那么在主體和認(rèn)識客體間就缺少必要的中介物。例如，在講電和磁的關(guān)系時，只有做好實驗，學(xué)生才能發(fā)現(xiàn)、理解電生磁、磁生電、磁場對電流的作用等物理現(xiàn)象，并形成清晰的物理模型。

4.注重實物、圖片、活動掛圖等的展示。人們對事物的認(rèn)識過程，總是從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識。心理學(xué)研究表明，人腦對事物的認(rèn)識是從表象開始的。這就要求教師在教學(xué)中，要盡可能多地將實物、圖片等展示給學(xué)生，以形成表象基礎(chǔ)。

二、物理模型在教學(xué)中的作用

1.合理利用物理模型有利于減負(fù)增效

物理學(xué)的難教難學(xué)，讓許多師生困惑、苦惱。其原因是：教師不善于幫助學(xué)生建立物理模型，或建立物理模型的意識淡薄。學(xué)生頭腦中若建立了形象化的相關(guān)實物模型和抽象化的物理模型，并能靈活地提取、應(yīng)用、置換、遷移物理模型，建立一定數(shù)量的相關(guān)物理模型，是學(xué)生學(xué)好物理的充要條件。學(xué)生對物理概念、規(guī)律的理解不深不透，說明學(xué)生頭腦中的物理模型是含糊不清的。即便強行建立了概念、規(guī)律的物理模型，但在具體應(yīng)用時又感到手足無措。在應(yīng)試教育盛行，題海戰(zhàn)術(shù)泛濫的氛圍中，如何跳出題海，提高學(xué)習(xí)效率。筆者以為，正確理解物理概念和規(guī)律是前提。在遇到具體習(xí)題時，要善于利用模型解決實際問題，再在解決實際問題的基礎(chǔ)上，建立新的物理模型，實現(xiàn)新的遷移和飛躍。

2.物理模型是培養(yǎng)學(xué)生觀察力和創(chuàng)造力的有效途徑

在教學(xué)中通過物理模型的設(shè)計、制作和應(yīng)用，不僅能幫助學(xué)生理解概念，抓住物理現(xiàn)象的本質(zhì)，而且通過引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計創(chuàng)造和運用物理模型，還能培養(yǎng)學(xué)生的觀察力和創(chuàng)造力。觀察物理模型時，首先要使學(xué)生明確觀察目的，觀察方法。借助物理模型反復(fù)演示物理過程，引導(dǎo)學(xué)生詳細(xì)、全面地觀察思考物理現(xiàn)象，概括總結(jié)出物理規(guī)律。例如，在講解電動機原理時，可借助小電動機模型先引導(dǎo)學(xué)生觀察它的結(jié)構(gòu)，再通電使電動機模型轉(zhuǎn)動起來，引導(dǎo)學(xué)生觀察電動機的轉(zhuǎn)動方向與電流方向、磁場方向之間的關(guān)系。分析磁場對電流的作用，從而理解電動機的原理。平時教學(xué)中，教師還應(yīng)讓學(xué)生制作物理模型，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。

3.物理模型是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重要工具

在教學(xué)中，教師要善于利用物理模型引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行綜合分析，找出其中包含的物理本質(zhì)，逐步培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力。例如，在講磁場時，由于學(xué)生從沒接觸過“場”的概念，磁場又摸不著、看不見，學(xué)生無從感知什么是“磁場”，磁場有哪些特性？為了便于學(xué)生感知，我們就用碎鐵屑的規(guī)則排列把磁場顯示出來，讓學(xué)生用眼觀察，學(xué)生就能接受“磁體周圍存在磁場”這一物理事實了。接著再要求學(xué)生把自己看到的碎鐵屑的排列情況用筆畫出來。這樣磁場的模型——磁感線就被學(xué)生不知不覺地畫出來了。這是利用學(xué)生的形象思維感知物理現(xiàn)象。然后教師引導(dǎo)學(xué)生分析：不同磁體周圍的磁感線，說明常見磁體周圍的磁場。

總之，在物理教學(xué)中，物理教師要善于幫助學(xué)生建立物理模型，并使學(xué)生學(xué)會利用物理模型解決實際問題。只有這樣，物理學(xué)才不再枯燥難學(xué)，而物理學(xué)豐富的內(nèi)涵和獨特的思維方法在物理模型的建立與應(yīng)用的過程中必將被學(xué)生所理解與應(yīng)用。

（責(zé)任編輯 易志毅）