構(gòu)建高中物理模型教學(xué)

李錫平

【摘 要】高中物理是理科比較難的一個學(xué)科，傳統(tǒng)的物理教學(xué)模式受到許多學(xué)者的爭議，這需要教師構(gòu)建完善的物理模型，優(yōu)化高中的物理教學(xué)。物理模型對高中物理教師的教學(xué)有著非常大的作用，不僅能夠讓教師發(fā)揮教學(xué)的優(yōu)勢，而且還可以讓學(xué)生更好地接受物理知識。然而，高中生在構(gòu)建物理模型的過程中還存在一些問題，這需要教師認(rèn)真分析，找到合理的策略進(jìn)行優(yōu)化。

【關(guān)鍵詞】高中物理 物理模型 教育教學(xué) 學(xué)生 教師

中圖分類號：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2014.08.114

隨著素質(zhì)教育的深入，課程改革的地位越來越重要。這需要教師認(rèn)真分析高中物理教學(xué)中的相關(guān)情況，清楚地知道物理學(xué)是一門基礎(chǔ)科學(xué)，是研究物質(zhì)運動、形態(tài)、相互作用以及其規(guī)律的一門必修課程，這對高中生今后的發(fā)展有著很大的作用。學(xué)習(xí)高中物理，不僅可以讓學(xué)生掌握基本的運動形式、熟悉物質(zhì)間的作用規(guī)律，而且還可以提升學(xué)生對自然界與人類的判斷力，形成良好的邏輯思維能力與探究能力。如果高中生能夠掌握學(xué)習(xí)物理的方法，加強對物理知識的理解與技能的訓(xùn)練，有利于學(xué)生認(rèn)識科學(xué)，增強創(chuàng)新與實踐能力。本文將從物理模型的相關(guān)情況、物理模型的價值與意義、物理模型教學(xué)的原則、高中物理模型構(gòu)建存在的問題、高中物理課堂上構(gòu)建物理模型這五個方面進(jìn)行研究。

一、物理模型的相關(guān)情況

首先，物理模型的含義。所謂“模型”就是根據(jù)事物的相關(guān)特征，從事物外在表現(xiàn)的現(xiàn)象構(gòu)建一種與事物相近的物體，供他人學(xué)習(xí)；還有的人認(rèn)為模型是一種客觀對象的外在現(xiàn)象，并理解這種客觀對象的本質(zhì)，所建立的一種事物。所謂物理模型就是物理現(xiàn)象及規(guī)律的一種反映，是理論與現(xiàn)象的中間體。通過物理模型建立的物理理論是通過歸納總結(jié)后得出的一種對客觀現(xiàn)象的科學(xué)解釋，這與客觀現(xiàn)象本質(zhì)有一定的區(qū)別。根據(jù)不同性質(zhì)和分類方法，物理模型分為理想化與探索性物理模型；實體、狀態(tài)和過程物理模型；公式模型、圖表模型和結(jié)構(gòu)模型。

其次，物理模型的特征與關(guān)系。第一，抽象與形象相統(tǒng)一。物理模型抽象性是指客觀對象在外在現(xiàn)象基礎(chǔ)上是由抽象思維建立的；抽象形象性是指抽象思維加工后建立的物理模型能簡潔地概況客觀對象的本質(zhì)，忽略了一些不重要的影響因素，直觀的形象性。物理模型的抽象性利于人們用抽象思維對客觀事物本質(zhì)作出解釋，進(jìn)而形象化。第二，科學(xué)性與假定性相統(tǒng)一。物理模型具有高度的科學(xué)，其假定性是在某種特定的情境下產(chǎn)生的，有利于理解并構(gòu)建物理模型。第三，美學(xué)特性。物理學(xué)是一門自然學(xué)科，有著各種美的集合；物理模型的構(gòu)建需要思維的發(fā)揮，特別是以美學(xué)觀點為基礎(chǔ)，在這個過程中融入美的元素，進(jìn)而構(gòu)建物理模型。

最后，物理模型的思維。第一，抽象性。抽象思維是對客觀對象的本質(zhì)和自然過程的反映，是對感性認(rèn)識的升華。如：自由落體運動，在這個過程中存在加速度，還有空氣阻力。在這個過程中，可以抽象某種地球引力的物體受力模型。第二，類比性。自然界中存在許多復(fù)雜的關(guān)系，物體間聯(lián)系較大。在構(gòu)建物理模型的過程中，建立經(jīng)驗遷移，開設(shè)一個新領(lǐng)域。第三，假說。為了建立某研究對象的物理模型，需要假設(shè)某種影響的因素，根據(jù)客觀對象的外在表現(xiàn)提出一種物理模型。

二、物理模型的價值與意義

首先，價值。第一，有利于高中生知識結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)化。高中物理的知識豐富多彩，學(xué)生不僅需要理解物理知識，而且還需要掌握理解知識的體系，便于考試。第二，有利于高中生知識的遷移。物理模型教學(xué)是學(xué)生對多種知識的理解，這需要學(xué)生運用相關(guān)內(nèi)容解釋事物，并運用已有的經(jīng)驗加深與熟練現(xiàn)有的知識，進(jìn)而達(dá)到知識的遷移。和傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，物理模型教學(xué)不僅能夠讓學(xué)生掌握教材知識，而且還可以將知識遷移到其他地方，幫助學(xué)生理解其他知識。第三，有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的物理思維與研究方法。物理模型的構(gòu)建離不開學(xué)生的抽象思維與研究意識，這個過程中還需要較強的邏輯性，進(jìn)而找到物理模型的切入點，認(rèn)真分析物理知識，最終培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力，構(gòu)建物理模型的科學(xué)思維方法。第四，有利于加深學(xué)生對生活的理解。物理知識來源于生活，教師可以通過現(xiàn)實生活的例子找到很多物理模型的原型，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)物理知識，加深學(xué)生對物理知識的興趣與理解。第五，有利于學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代教育和高考改革的趨勢。

其次，意義。第一，可以有效地提高物理的教學(xué)效益。幫助更多的學(xué)生理解物理知識，并突破一些困難，形成較好的理解。第二，可以較好的培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。第三，有效地培養(yǎng)學(xué)生的實踐與創(chuàng)造能力。第四，有助于學(xué)生更好地掌握模型方法。

三、物理模型教學(xué)的原則

第一，堅持多情景原則。物理模型的構(gòu)建需要學(xué)生在不同情景下理解模型的本質(zhì)；創(chuàng)造不同的情境，有利于同質(zhì)或異質(zhì)的遷移，培養(yǎng)學(xué)生多情景意識。第二，堅持實驗優(yōu)先。實驗是構(gòu)建物理模型的基礎(chǔ)，有利于激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的興趣。第三，堅持多媒體的輔助教學(xué)。多媒體輔助教學(xué)，有助于學(xué)生加深對物理模型的理解與記憶。第四，堅持雙向構(gòu)建原則。所謂雙向就是已有的知識和現(xiàn)有知識的相結(jié)合，進(jìn)而構(gòu)建有效的物理模型。第五，堅持整合性原則。需要引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)的知識進(jìn)行總結(jié)，進(jìn)而構(gòu)建物理模型。

四、在高中物理課堂上構(gòu)建物理模型所存在的問題

首先，對高中物理模型知識的掌握并不牢靠。有的學(xué)生對知識的理解有很大的困難，不能有效地聯(lián)系起來；有的學(xué)生沒有知識結(jié)構(gòu)等。

其次，實際問題中對抽象的物理模型有很大的困難。如：高中物理教學(xué)中物理模型構(gòu)建的培訓(xùn)很少，對一些抽象的理解困難重重；有的學(xué)生不會遷移物理模型，死板學(xué)習(xí)。

最后，對物理模型的感性認(rèn)識不夠充分。有的學(xué)生不能很好地掌握模型的特點，忽略模型運用產(chǎn)生的一些阻礙作用；有的學(xué)生不知道如何運用模型解決實際的問題等。

五、構(gòu)建高中物理模型的途徑

首先，構(gòu)建單擺模型教學(xué)實踐。如：實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)分析；情境創(chuàng)設(shè)；構(gòu)建理想模型。

其次，創(chuàng)設(shè)“人船模型”的教學(xué)實踐。如：認(rèn)真分析“人船模型”的情況、方法和思路；通過一些例子設(shè)置合理的情境；教師引導(dǎo)學(xué)生共同構(gòu)建模型；解析與應(yīng)用。

再者，構(gòu)建狀態(tài)模型。如：根據(jù)實際問題引入狀態(tài)物理模型；設(shè)置摩擦力的例子進(jìn)行情境設(shè)置；引導(dǎo)學(xué)生動手與解答練習(xí)題。

最后，反饋物理模型教學(xué)的效果。如：物理模型建立意識增強；掌握了物理模型建立的方法；提高了高中生的物理模型應(yīng)用能力；加深了學(xué)生物理知識與實際生活的聯(lián)系等。

總之，要想構(gòu)建良好的高中物理模型，不僅需要掌握其相關(guān)情況、價值、意義和原則，而且還需要教師找到完善的策略優(yōu)化其問題，進(jìn)而優(yōu)化高中的物理教學(xué)。