探討物理情景物理模型在高中物理教學(xué)中的運用

熊浩光

【摘要】 隨著我國新課標(biāo)的不斷推進，以實驗課為主的高中物理的教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量也得到了一定程度的提升。在新課程改革的進程中，物理情景與物理模型在高中物理課堂上的應(yīng)用日益成為教育界學(xué)者討論的重點，并提出高中課堂教學(xué)應(yīng)注重創(chuàng)設(shè)物理教學(xué)情景，建立物理模型等建議，以實現(xiàn)拓寬學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提升其解題技能的目的。本文就物理情景物理模型在高中物理教學(xué)中的具體應(yīng)用進行探討，旨在加強學(xué)生對物理知識的理解與掌握，使其解題思路清晰化，真正實現(xiàn)學(xué)以致用。

【關(guān)鍵詞】 物理情景 物理模型 高中物理 運用

【中圖分類號】 G633.7 【文獻標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2016）11-092-01

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前言

物理學(xué)的研究對象紛繁復(fù)雜，無論是微小的基本粒子還是巨大的天體，都是其研究的對象。由于涉及的物理問題較多，因此在探究物理現(xiàn)象背后的本質(zhì)的過程中就會受到多種因素的干擾，難于準(zhǔn)確把握物理現(xiàn)象的核心。因此必須通過建立物理模型的形式將抽象復(fù)雜的物理現(xiàn)象簡化，從而更好地把握研究對象的本質(zhì)。通過物理情景來導(dǎo)入新課程，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的主動性，使學(xué)生更好地掌握重難點。情景式教學(xué)能更直觀地將物理知識背后所蘊含的規(guī)律體現(xiàn)出來，同時為了能夠讓學(xué)生提高對物理知識的掌握與應(yīng)用能力，在教學(xué)的過程中，教師應(yīng)構(gòu)建物理模型來幫助學(xué)生理解各類物理概念與問題，以更為直觀的形式向?qū)W生展現(xiàn)解題思路，引導(dǎo)學(xué)生選擇正確的方法來解題，進而提高其解題技能。因此只有在學(xué)生正確理解物理情景的基礎(chǔ)上才能更好地運用物理模型來解決物理問題。

一、創(chuàng)建準(zhǔn)確形象的物理情景

物理情景有兩種不同的解釋，一是基礎(chǔ)層面的解釋，即各類物理現(xiàn)象在人腦中的形象化的反應(yīng)。常見的有光束、水面的波動、自由落體運動等。二是人的思維在對物理過程或物理狀態(tài)進行處理后，在人腦中建立的模型化形象，這屬于較高層面的物理情景，常見于習(xí)題中遇到。

以一個例子來說明物理情景的形成過程。某同學(xué)將與地面相距40米的物體水平擲出，已知條件為物體落地后，其水平位移是100米，問題是要計算出將物體投擲出去時，其水平速度是多少。在解題時學(xué)生應(yīng)進行受力分析，之后要在腦海里形成一個情景，即物體水平飛出后，由于重力的作用而出現(xiàn)下落。這樣一個情景分析過程，其實就是物理情景中的高層次情景，也成為物理模型。可見，建立物理模型的過程就是抽象化或理想化物體運動的過程。簡單來說，就是將物體的大小、形狀、下落時的空氣阻力等忽略，只是將其作為質(zhì)點，且物體僅因重力作用而產(chǎn)生運動。因此，在經(jīng)過這番理想化的分析之后，解題思路便開始明朗了起來。了解兩個方向上（水平方向與豎直方向）的平拋運動的規(guī)律，靈活地運用公式并結(jié)合題目的已知條件進行求解。

二、將物理規(guī)律與物理現(xiàn)象相結(jié)合，增強學(xué)生理解力

日常生活中的物理現(xiàn)象較為常見，如剎車后汽車并未能馬上停止前行，而是向前滑動了若干距離；乒乓球掉落至地面后經(jīng)多次彈落，最終靜止等，均屬于常見的物理現(xiàn)象。教師在課堂教學(xué)的過程中應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生去思考這些物理現(xiàn)象背后所隱藏的物理規(guī)律，告知學(xué)生要善于觀察身邊的物理現(xiàn)象，結(jié)合所學(xué)知識來理解各類物理現(xiàn)象，解決物理問題，真正做到活學(xué)活用。教師在對物理學(xué)概念進行分析后，應(yīng)回歸到實際的物理現(xiàn)象當(dāng)中，運用概念與公式來解答相關(guān)現(xiàn)象。

物理學(xué)界的重大發(fā)現(xiàn)都是科學(xué)家們通過對生活現(xiàn)象進行理想化分析并歸納總結(jié)得出的，如慣性定律，是伽利略通過構(gòu)建光滑的斜槽模型而總結(jié)出來的。即充分光滑的斜槽會使從槽頂自由下落的小球不斷運動下去，一直不停，慣性定律由此產(chǎn)生，可見注重對物理現(xiàn)象進行觀察的重要性。

三、重視物理模型的建立，不斷改進教學(xué)方法

教師必須對物理模型教學(xué)加以重視，樹立建模意識，并在教學(xué)應(yīng)用中對其進行完善和改進。鑒于物理問題都較抽象、難以理解，因此對于無法使用語言描述的模型，教師應(yīng)合理利用多媒體來協(xié)助教學(xué)，如短片、圖形、演示實驗等。通過動態(tài)展示來使學(xué)生加強對模型構(gòu)建過程的認(rèn)識，將繁復(fù)、抽象的解題過程簡化，使物理現(xiàn)象的解釋過程更加貼近生活，讓學(xué)生感到親切與真實，從而使學(xué)生在理解的程度上對其進行記憶與應(yīng)用。當(dāng)乏味的文字變成動態(tài)的建模視頻后，就能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強學(xué)生的推理能力，拓寬解題思路，提高解題的靈活性。

四、強化實驗教學(xué)，加深情景理解

作為情景教學(xué)的重要方法之一，物理實驗教學(xué)能夠加強學(xué)生對物理情景的認(rèn)識與理解。物理實驗就是將各種物理現(xiàn)象展示在學(xué)生面前，使其親自動手制造各種物理現(xiàn)象，并且親眼見證物理現(xiàn)象產(chǎn)生的過程，并將其與課文中的理論知識進行對比、檢驗。實驗的過程其實也是強化理解的過程，通過實驗，學(xué)生能夠認(rèn)識并理解更多的物理情景，并對書中的理論產(chǎn)生認(rèn)同感，在原有理解的基礎(chǔ)上更進一步。例如教師在指導(dǎo)學(xué)生進行自由落體實驗時，最終要使學(xué)生建立起自由落體運動這樣的物理情景，從而進一步加深學(xué)生對該物理情景的理解。

五、結(jié)語

本文探討了物理情景物理模型在高中物理中的具體應(yīng)用方法，主要包括創(chuàng)建準(zhǔn)確的物理情景，將物理規(guī)律與物理現(xiàn)象有效結(jié)合，增強學(xué)生對物理情景和模型的理解能力，重視模型的建立，強化物理實驗教學(xué)，加深學(xué)生對物理情景的理解這幾個方面。物理模型是通過實踐建立起來的，并將其應(yīng)用到實踐當(dāng)中，是一個循環(huán)往復(fù)的過程。教師在教學(xué)的過程中應(yīng)樹立正確的建模觀，采用正確的教學(xué)方法，彌補固有模型的不足，完善物理模型，建立符合新課改教學(xué)要求的知識體系，進而提高高中物理教學(xué)的效率與質(zhì)量。