模型遷移法在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用

王浩

學(xué)習(xí)者和研究者通過對原事物模型的構(gòu)建過程，可以很好的掌握事物的形態(tài)、特征，加深對事物的理解.然后把已有的模型遷移到其他知識中去應(yīng)用，這樣可以加深學(xué)習(xí)者對物理模型的認(rèn)識和理解，從而起到舉一反三、觸類旁通的效果.這種方法叫做模型遷移法.物理學(xué)是一門具有方法論性質(zhì)的自然學(xué)科.模型遷移法是物理學(xué)發(fā)展的重要方法.高中物理教學(xué)過程中，要善于發(fā)揮和使用物理模型的作用，提高教學(xué)的有效性.對于學(xué)生來說，通過模型的遷移可以提高理解和接受新知識的能力，從而調(diào)動原來的知識和經(jīng)驗去解決新的問題，以實現(xiàn)知識的遷移.

一、生產(chǎn)生活中“思想方法模型”的遷移加深學(xué)生對新知識的理解

物理學(xué)的建立來源于生產(chǎn)生活.所以物理學(xué)和人們的生活密不可分.教學(xué)中必須充分利用生產(chǎn)生活中的知識、方法、技能去理解物理知識和物理規(guī)律.特別是生產(chǎn)生活中，為了提高生產(chǎn)生活的效率從而形成一些思想方法模型，而學(xué)生在家庭長期熏陶下對此模型往往十分熟悉.如果教師能夠因地制宜的利用學(xué)生所掌握的思維模型，遷移到高中物理教學(xué)中，引導(dǎo)構(gòu)建出高中物理的模型，可以達到事半功倍的效果.

比如教授高中物理選修3-3部分，關(guān)于微觀量的估算、阿伏伽德羅常數(shù)的相關(guān)內(nèi)容時，由于牽扯相關(guān)的物理量比較多、關(guān)系比較復(fù)雜、邏輯比較抽象，學(xué)生往往很難掌握.筆者所在地區(qū)銀杏樹種植規(guī)模比較大，大部分家庭都有從事培植銀杏幼苗的生產(chǎn)，幼苗培植兩年以后，每株0.2元價格出售.出售幼苗時，由于數(shù)量比較大，不可能一株一株的去數(shù)數(shù)量，于是當(dāng)?shù)孛甾r(nóng)在出售幼苗時，往往采取這樣的方法：將幼苗100個束成一捆，出售時無論是測量質(zhì)量，還是數(shù)個數(shù)，只要按“捆”計算就可以.假設(shè)每棵幼苗質(zhì)量差不多，那么假設(shè)一株幼苗的質(zhì)量為m0，那么一捆也就是100棵的質(zhì)量就是M，如果一堆的質(zhì)量是m，那么用mM就可以計算這一堆的捆數(shù)，那么用mM×100從而計算這一堆樹苗的個數(shù).學(xué)生對于這一方法的模型比較熟悉，教學(xué)中就可以將這一模型進行類比，從而遷移到微觀量的估算這部分的教學(xué)中.比如由于分子的數(shù)目非常大，無法進行測量.也可以采取一定數(shù)量的分子“打成一捆”，于是就將6.02×1023（NA）個“打成一捆”，也就是1 mol；一個分子的質(zhì)量為m0，6.02×1023個分子的質(zhì)量為M，也就是摩爾質(zhì)量；那么mM就可以計算“捆”數(shù)，也就是物質(zhì)的量；利用mMNA來計算分子的個數(shù).

關(guān)于銀杏苗捆數(shù)計算的思維方法模型是學(xué)生已知的、熟悉的，教學(xué)中適當(dāng)?shù)膶⑦@一方法模型進行遷移，便可以使學(xué)生容易掌握微觀量估算的方法模型.所以教學(xué)中教師要善于利用生產(chǎn)生活這一巨大資源，大膽地發(fā)掘所熟知的思維方法，構(gòu)建形成模型，然后遷移到課堂中，提高教學(xué)的實效性.

二、利用模型遷移法提高學(xué)生的解題能力

模型遷移法是高中物理解題的重要方法之一.相當(dāng)一部分的物理習(xí)題的編寫以學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過、構(gòu)建好的模型為依據(jù).學(xué)生解題的時候，把原有的知識結(jié)構(gòu)、掌握的物理模型、方法，遷移到新的物理情境之中，從而構(gòu)建形成新的和題目相符合的物理情境，從而達到解題的目的.模型遷移法的使用，可以激活學(xué)生的思維，自主的拓展學(xué)生的知識面，使學(xué)生擁有觸類旁通的能力.

例1如圖1所示，一個不計重力帶負(fù)電粒子圍繞某正電荷Q做軌道為橢圓的旋轉(zhuǎn)，正電荷Q位于橢圓的一個焦點上.A點是軌道最近的點，B點是軌道的最遠點.負(fù)電粒子由A點運動至B點的過程中，研究此負(fù)電粒子的加速度a、速度v、電勢能Ep是如何變化的.

該題目是關(guān)于帶電粒子在電場力作用下運動時相關(guān)物理量變化的問題.相比于勻強電場中恒定的電場力，題中點電荷圍繞橢圓軌道運動，所受到的正電荷Q的電場力屬于變力，用高中物理知識較難分析變力作用下的加速度a、速度v、電勢能Ep等的變化情況.對于該題的分析中，不難發(fā)現(xiàn)該題所闡述的模型似曾相識.所以在解決該題之前，學(xué)生已掌握行星運動的開普勒行星運動定律的模型.庫侖力和萬有引力運算形式的相似，支配這兩種運動的規(guī)律相似.該題目中所描述的物理模型，和開普勒行星運動三定律描述的模型非常相似.學(xué)生掌握了開普勒行星運動的規(guī)律，自然而然將其所闡述的規(guī)律應(yīng)用到該題目中，從而得到結(jié)論.比如：由開普勒行星運動定律可知，在近日點速度最大但勢能最小，在遠日點速度最小但勢能最大.那么就可以得到在該題中的A點速度最大但電勢能最小，B點速度最小但電勢能最大，從而得到從A點運動到B點的速度變化情況，電勢能的變化情況.

三、利用模型遷移法加深學(xué)生對于新課的理解力

高中物理的知識，方法、過程并不是孤立的.相當(dāng)一部分的知識模型具有一定的相似性，所以教師在教學(xué)過程中，要根據(jù)新知識的特點，尋找類似的物理模型.通過對已有的物理知識模型的復(fù)習(xí)，熟練掌握其處理的方法，在進行類比遷移，利用原來的物理模型構(gòu)建新的模型，形成新的物理情境，以達到掌握新知識的目的.

比如講授勻強電場的電場力、電場力做功的特點、電勢、電勢能時，就可以先復(fù)習(xí)重力、重力做功的特點、重力勢能這一部分的內(nèi)容.通過類比、聯(lián)想這樣的遷移方法，加深對勻強電場的電場的理解.

講授選修3-1第九節(jié)的帶電粒子在電磁場中的偏轉(zhuǎn)時，就需要引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想平拋運動的模型，回憶平拋運動處理問題的方法，將這一曲線運動分解為兩個直線運動來處理.然后將這一方法遷移到帶電粒子在勻強電場這一曲線運動中，課本上的例題2就迎刃而解了，推導(dǎo)出相關(guān)的位移、速度、偏轉(zhuǎn)角等關(guān)系也就水到渠成了.

運用模型遷移法，需要熟練掌握原有的模型，通過遷移得到新的模型，從而掌握新知識新方法.教師平時的教學(xué)中，需要多思考，多比較.合理組織教學(xué)活動，設(shè)立好的遷移步驟，創(chuàng)立好的物理情境，促進教學(xué)的高效.

學(xué)習(xí)者和研究者通過對原事物模型的構(gòu)建過程，可以很好的掌握事物的形態(tài)、特征，加深對事物的理解.然后把已有的模型遷移到其他知識中去應(yīng)用，這樣可以加深學(xué)習(xí)者對物理模型的認(rèn)識和理解，從而起到舉一反三、觸類旁通的效果.這種方法叫做模型遷移法.物理學(xué)是一門具有方法論性質(zhì)的自然學(xué)科.模型遷移法是物理學(xué)發(fā)展的重要方法.高中物理教學(xué)過程中，要善于發(fā)揮和使用物理模型的作用，提高教學(xué)的有效性.對于學(xué)生來說，通過模型的遷移可以提高理解和接受新知識的能力，從而調(diào)動原來的知識和經(jīng)驗去解決新的問題，以實現(xiàn)知識的遷移.

一、生產(chǎn)生活中“思想方法模型”的遷移加深學(xué)生對新知識的理解

物理學(xué)的建立來源于生產(chǎn)生活.所以物理學(xué)和人們的生活密不可分.教學(xué)中必須充分利用生產(chǎn)生活中的知識、方法、技能去理解物理知識和物理規(guī)律.特別是生產(chǎn)生活中，為了提高生產(chǎn)生活的效率從而形成一些思想方法模型，而學(xué)生在家庭長期熏陶下對此模型往往十分熟悉.如果教師能夠因地制宜的利用學(xué)生所掌握的思維模型，遷移到高中物理教學(xué)中，引導(dǎo)構(gòu)建出高中物理的模型，可以達到事半功倍的效果.

比如教授高中物理選修3-3部分，關(guān)于微觀量的估算、阿伏伽德羅常數(shù)的相關(guān)內(nèi)容時，由于牽扯相關(guān)的物理量比較多、關(guān)系比較復(fù)雜、邏輯比較抽象，學(xué)生往往很難掌握.筆者所在地區(qū)銀杏樹種植規(guī)模比較大，大部分家庭都有從事培植銀杏幼苗的生產(chǎn)，幼苗培植兩年以后，每株0.2元價格出售.出售幼苗時，由于數(shù)量比較大，不可能一株一株的去數(shù)數(shù)量，于是當(dāng)?shù)孛甾r(nóng)在出售幼苗時，往往采取這樣的方法：將幼苗100個束成一捆，出售時無論是測量質(zhì)量，還是數(shù)個數(shù)，只要按“捆”計算就可以.假設(shè)每棵幼苗質(zhì)量差不多，那么假設(shè)一株幼苗的質(zhì)量為m0，那么一捆也就是100棵的質(zhì)量就是M，如果一堆的質(zhì)量是m，那么用mM就可以計算這一堆的捆數(shù)，那么用mM×100從而計算這一堆樹苗的個數(shù).學(xué)生對于這一方法的模型比較熟悉，教學(xué)中就可以將這一模型進行類比，從而遷移到微觀量的估算這部分的教學(xué)中.比如由于分子的數(shù)目非常大，無法進行測量.也可以采取一定數(shù)量的分子“打成一捆”，于是就將6.02×1023（NA）個“打成一捆”，也就是1 mol；一個分子的質(zhì)量為m0，6.02×1023個分子的質(zhì)量為M，也就是摩爾質(zhì)量；那么mM就可以計算“捆”數(shù)，也就是物質(zhì)的量；利用mMNA來計算分子的個數(shù).

關(guān)于銀杏苗捆數(shù)計算的思維方法模型是學(xué)生已知的、熟悉的，教學(xué)中適當(dāng)?shù)膶⑦@一方法模型進行遷移，便可以使學(xué)生容易掌握微觀量估算的方法模型.所以教學(xué)中教師要善于利用生產(chǎn)生活這一巨大資源，大膽地發(fā)掘所熟知的思維方法，構(gòu)建形成模型，然后遷移到課堂中，提高教學(xué)的實效性.

二、利用模型遷移法提高學(xué)生的解題能力

模型遷移法是高中物理解題的重要方法之一.相當(dāng)一部分的物理習(xí)題的編寫以學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過、構(gòu)建好的模型為依據(jù).學(xué)生解題的時候，把原有的知識結(jié)構(gòu)、掌握的物理模型、方法，遷移到新的物理情境之中，從而構(gòu)建形成新的和題目相符合的物理情境，從而達到解題的目的.模型遷移法的使用，可以激活學(xué)生的思維，自主的拓展學(xué)生的知識面，使學(xué)生擁有觸類旁通的能力.

例1如圖1所示，一個不計重力帶負(fù)電粒子圍繞某正電荷Q做軌道為橢圓的旋轉(zhuǎn)，正電荷Q位于橢圓的一個焦點上.A點是軌道最近的點，B點是軌道的最遠點.負(fù)電粒子由A點運動至B點的過程中，研究此負(fù)電粒子的加速度a、速度v、電勢能Ep是如何變化的.

該題目是關(guān)于帶電粒子在電場力作用下運動時相關(guān)物理量變化的問題.相比于勻強電場中恒定的電場力，題中點電荷圍繞橢圓軌道運動，所受到的正電荷Q的電場力屬于變力，用高中物理知識較難分析變力作用下的加速度a、速度v、電勢能Ep等的變化情況.對于該題的分析中，不難發(fā)現(xiàn)該題所闡述的模型似曾相識.所以在解決該題之前，學(xué)生已掌握行星運動的開普勒行星運動定律的模型.庫侖力和萬有引力運算形式的相似，支配這兩種運動的規(guī)律相似.該題目中所描述的物理模型，和開普勒行星運動三定律描述的模型非常相似.學(xué)生掌握了開普勒行星運動的規(guī)律，自然而然將其所闡述的規(guī)律應(yīng)用到該題目中，從而得到結(jié)論.比如：由開普勒行星運動定律可知，在近日點速度最大但勢能最小，在遠日點速度最小但勢能最大.那么就可以得到在該題中的A點速度最大但電勢能最小，B點速度最小但電勢能最大，從而得到從A點運動到B點的速度變化情況，電勢能的變化情況.

三、利用模型遷移法加深學(xué)生對于新課的理解力

高中物理的知識，方法、過程并不是孤立的.相當(dāng)一部分的知識模型具有一定的相似性，所以教師在教學(xué)過程中，要根據(jù)新知識的特點，尋找類似的物理模型.通過對已有的物理知識模型的復(fù)習(xí)，熟練掌握其處理的方法，在進行類比遷移，利用原來的物理模型構(gòu)建新的模型，形成新的物理情境，以達到掌握新知識的目的.

比如講授勻強電場的電場力、電場力做功的特點、電勢、電勢能時，就可以先復(fù)習(xí)重力、重力做功的特點、重力勢能這一部分的內(nèi)容.通過類比、聯(lián)想這樣的遷移方法，加深對勻強電場的電場的理解.

講授選修3-1第九節(jié)的帶電粒子在電磁場中的偏轉(zhuǎn)時，就需要引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想平拋運動的模型，回憶平拋運動處理問題的方法，將這一曲線運動分解為兩個直線運動來處理.然后將這一方法遷移到帶電粒子在勻強電場這一曲線運動中，課本上的例題2就迎刃而解了，推導(dǎo)出相關(guān)的位移、速度、偏轉(zhuǎn)角等關(guān)系也就水到渠成了.

運用模型遷移法，需要熟練掌握原有的模型，通過遷移得到新的模型，從而掌握新知識新方法.教師平時的教學(xué)中，需要多思考，多比較.合理組織教學(xué)活動，設(shè)立好的遷移步驟，創(chuàng)立好的物理情境，促進教學(xué)的高效.

學(xué)習(xí)者和研究者通過對原事物模型的構(gòu)建過程，可以很好的掌握事物的形態(tài)、特征，加深對事物的理解.然后把已有的模型遷移到其他知識中去應(yīng)用，這樣可以加深學(xué)習(xí)者對物理模型的認(rèn)識和理解，從而起到舉一反三、觸類旁通的效果.這種方法叫做模型遷移法.物理學(xué)是一門具有方法論性質(zhì)的自然學(xué)科.模型遷移法是物理學(xué)發(fā)展的重要方法.高中物理教學(xué)過程中，要善于發(fā)揮和使用物理模型的作用，提高教學(xué)的有效性.對于學(xué)生來說，通過模型的遷移可以提高理解和接受新知識的能力，從而調(diào)動原來的知識和經(jīng)驗去解決新的問題，以實現(xiàn)知識的遷移.

一、生產(chǎn)生活中“思想方法模型”的遷移加深學(xué)生對新知識的理解

物理學(xué)的建立來源于生產(chǎn)生活.所以物理學(xué)和人們的生活密不可分.教學(xué)中必須充分利用生產(chǎn)生活中的知識、方法、技能去理解物理知識和物理規(guī)律.特別是生產(chǎn)生活中，為了提高生產(chǎn)生活的效率從而形成一些思想方法模型，而學(xué)生在家庭長期熏陶下對此模型往往十分熟悉.如果教師能夠因地制宜的利用學(xué)生所掌握的思維模型，遷移到高中物理教學(xué)中，引導(dǎo)構(gòu)建出高中物理的模型，可以達到事半功倍的效果.

比如教授高中物理選修3-3部分，關(guān)于微觀量的估算、阿伏伽德羅常數(shù)的相關(guān)內(nèi)容時，由于牽扯相關(guān)的物理量比較多、關(guān)系比較復(fù)雜、邏輯比較抽象，學(xué)生往往很難掌握.筆者所在地區(qū)銀杏樹種植規(guī)模比較大，大部分家庭都有從事培植銀杏幼苗的生產(chǎn)，幼苗培植兩年以后，每株0.2元價格出售.出售幼苗時，由于數(shù)量比較大，不可能一株一株的去數(shù)數(shù)量，于是當(dāng)?shù)孛甾r(nóng)在出售幼苗時，往往采取這樣的方法：將幼苗100個束成一捆，出售時無論是測量質(zhì)量，還是數(shù)個數(shù)，只要按“捆”計算就可以.假設(shè)每棵幼苗質(zhì)量差不多，那么假設(shè)一株幼苗的質(zhì)量為m0，那么一捆也就是100棵的質(zhì)量就是M，如果一堆的質(zhì)量是m，那么用mM就可以計算這一堆的捆數(shù)，那么用mM×100從而計算這一堆樹苗的個數(shù).學(xué)生對于這一方法的模型比較熟悉，教學(xué)中就可以將這一模型進行類比，從而遷移到微觀量的估算這部分的教學(xué)中.比如由于分子的數(shù)目非常大，無法進行測量.也可以采取一定數(shù)量的分子“打成一捆”，于是就將6.02×1023（NA）個“打成一捆”，也就是1 mol；一個分子的質(zhì)量為m0，6.02×1023個分子的質(zhì)量為M，也就是摩爾質(zhì)量；那么mM就可以計算“捆”數(shù)，也就是物質(zhì)的量；利用mMNA來計算分子的個數(shù).

關(guān)于銀杏苗捆數(shù)計算的思維方法模型是學(xué)生已知的、熟悉的，教學(xué)中適當(dāng)?shù)膶⑦@一方法模型進行遷移，便可以使學(xué)生容易掌握微觀量估算的方法模型.所以教學(xué)中教師要善于利用生產(chǎn)生活這一巨大資源，大膽地發(fā)掘所熟知的思維方法，構(gòu)建形成模型，然后遷移到課堂中，提高教學(xué)的實效性.

二、利用模型遷移法提高學(xué)生的解題能力

模型遷移法是高中物理解題的重要方法之一.相當(dāng)一部分的物理習(xí)題的編寫以學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過、構(gòu)建好的模型為依據(jù).學(xué)生解題的時候，把原有的知識結(jié)構(gòu)、掌握的物理模型、方法，遷移到新的物理情境之中，從而構(gòu)建形成新的和題目相符合的物理情境，從而達到解題的目的.模型遷移法的使用，可以激活學(xué)生的思維，自主的拓展學(xué)生的知識面，使學(xué)生擁有觸類旁通的能力.

例1如圖1所示，一個不計重力帶負(fù)電粒子圍繞某正電荷Q做軌道為橢圓的旋轉(zhuǎn)，正電荷Q位于橢圓的一個焦點上.A點是軌道最近的點，B點是軌道的最遠點.負(fù)電粒子由A點運動至B點的過程中，研究此負(fù)電粒子的加速度a、速度v、電勢能Ep是如何變化的.

該題目是關(guān)于帶電粒子在電場力作用下運動時相關(guān)物理量變化的問題.相比于勻強電場中恒定的電場力，題中點電荷圍繞橢圓軌道運動，所受到的正電荷Q的電場力屬于變力，用高中物理知識較難分析變力作用下的加速度a、速度v、電勢能Ep等的變化情況.對于該題的分析中，不難發(fā)現(xiàn)該題所闡述的模型似曾相識.所以在解決該題之前，學(xué)生已掌握行星運動的開普勒行星運動定律的模型.庫侖力和萬有引力運算形式的相似，支配這兩種運動的規(guī)律相似.該題目中所描述的物理模型，和開普勒行星運動三定律描述的模型非常相似.學(xué)生掌握了開普勒行星運動的規(guī)律，自然而然將其所闡述的規(guī)律應(yīng)用到該題目中，從而得到結(jié)論.比如：由開普勒行星運動定律可知，在近日點速度最大但勢能最小，在遠日點速度最小但勢能最大.那么就可以得到在該題中的A點速度最大但電勢能最小，B點速度最小但電勢能最大，從而得到從A點運動到B點的速度變化情況，電勢能的變化情況.

三、利用模型遷移法加深學(xué)生對于新課的理解力

高中物理的知識，方法、過程并不是孤立的.相當(dāng)一部分的知識模型具有一定的相似性，所以教師在教學(xué)過程中，要根據(jù)新知識的特點，尋找類似的物理模型.通過對已有的物理知識模型的復(fù)習(xí)，熟練掌握其處理的方法，在進行類比遷移，利用原來的物理模型構(gòu)建新的模型，形成新的物理情境，以達到掌握新知識的目的.

比如講授勻強電場的電場力、電場力做功的特點、電勢、電勢能時，就可以先復(fù)習(xí)重力、重力做功的特點、重力勢能這一部分的內(nèi)容.通過類比、聯(lián)想這樣的遷移方法，加深對勻強電場的電場的理解.

講授選修3-1第九節(jié)的帶電粒子在電磁場中的偏轉(zhuǎn)時，就需要引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想平拋運動的模型，回憶平拋運動處理問題的方法，將這一曲線運動分解為兩個直線運動來處理.然后將這一方法遷移到帶電粒子在勻強電場這一曲線運動中，課本上的例題2就迎刃而解了，推導(dǎo)出相關(guān)的位移、速度、偏轉(zhuǎn)角等關(guān)系也就水到渠成了.

運用模型遷移法，需要熟練掌握原有的模型，通過遷移得到新的模型，從而掌握新知識新方法.教師平時的教學(xué)中，需要多思考，多比較.合理組織教學(xué)活動，設(shè)立好的遷移步驟，創(chuàng)立好的物理情境，促進教學(xué)的高效.