物理模型在高中物理的應(yīng)用

周洪民

摘要：根據(jù)目前的國內(nèi)教育水準而言，物理教學(xué)對物理模型的掌握與運用程度相對缺乏。結(jié)合當前的教育模式的改革，以及新生代學(xué)生心理的變化，本文通過對物理模型的了解與分析，尋找物理模型在物理教學(xué)中的具體作用，并且與相關(guān)的研究結(jié)果結(jié)合，發(fā)現(xiàn)物理模型在物理教學(xué)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。教師在教學(xué)過程中應(yīng)該著重引入物理模型的應(yīng)用與學(xué)習(xí)，培育學(xué)生良好的物理學(xué)習(xí)的習(xí)慣，使學(xué)生形成健康的物理學(xué)習(xí)體系。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué) ?物理模型 ?應(yīng)用方式

一、物理模型對認知的影響

心理學(xué)與教育學(xué)的關(guān)系非常密切，相互影響，共同促進人對知識認知水平的提升。教育引入相關(guān)的心理學(xué)知識進行分析至關(guān)重要。物理模型，具體指在深入淺出的學(xué)習(xí)物理知識方面，出于知識的理解技巧，做出的相關(guān)物理現(xiàn)象的簡單模擬，或者將具體的核心局部放大，進而專注研究核心因素的物理形象。在初級的物理學(xué)知識層面，簡單的物理模型有質(zhì)點、單擺、點電荷等，其統(tǒng)稱為對象物理模型。還有勻速直線運動、勻加速直線運動、彈性碰撞等的過程物理模型，以及以光滑平面、均勻介質(zhì)等為主的條件物理模型。物理學(xué)習(xí)中，平時可見的概念、相關(guān)的定律以及定律驗證的方法都是物理模型。物理學(xué)習(xí)中引入物理模型的研究與學(xué)習(xí)，具有以下幾方面的優(yōu)點：第一，物理模型具有抽象性與形象性的統(tǒng)一，便于學(xué)生認知與理解物理學(xué)知識，接受物理知識，減少學(xué)習(xí)的阻礙因素。第二，具有科學(xué)性與假定性的統(tǒng)一，有利于培育學(xué)生科學(xué)的思考問題，培育科學(xué)的邏輯與思維能力，啟發(fā)學(xué)生的假設(shè)與驗證的思維能力，便于學(xué)生思維能力的活躍。

二、模型對于學(xué)生記憶的促進作用

根據(jù)目前最新的心理學(xué)研究表明，人的大腦在面對各種不盡相同的信息時，吸收率是各不相同的，其中主要的信息接收與記憶來自于視覺與聽覺兩種主要的渠道。尤其是圖形信息占據(jù)非常高的比例。因此，在物理教學(xué)過程中要著重物理模型的引入。課本中所傳授的物理知識，一方面是在前人的正確的經(jīng)驗結(jié)晶，另一方面是在探索大自然的科學(xué)規(guī)律。教師引入物理模型教學(xué)方式，直接對學(xué)生進行直觀的展示，能促進學(xué)生的理解與思考，培育學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)鉆研的高度熱情。

三、正確認識物理模型在物理教學(xué)中的核心作用

要摒棄物理模型無用甚至是作用微小的認識。物理模型是物理學(xué)知識的通用載體。物理教學(xué)課堂中要引入大量的物理模型，進行細致的分析，將所要講解的物理知識傳遞出去。對學(xué)生而言，物理模型是接受知識、獲得知識的一種基本渠道，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力以及圖形認識能力。物理模型可以應(yīng)用于實際生活中。相對于客觀世界的規(guī)律的認識，尤其是抽象性方面引入物理模型，可以使得學(xué)生直觀認識物理知識以及規(guī)律，方便于學(xué)生理解。引入物理模型教學(xué)方法，對學(xué)生接受物理知識，具有三個方面的優(yōu)點：第一，物理模型有利于培育學(xué)生的創(chuàng)新思維，物理模型具備創(chuàng)新屬性，老師在講解物理模型的過程中，可以促進學(xué)生進行創(chuàng)新。同時，將物理模型的創(chuàng)新思路講解給學(xué)生，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理學(xué)知識的同時，具備相應(yīng)的創(chuàng)新意識，有利于學(xué)生個人的發(fā)展，同時有利于物理學(xué)的進一步發(fā)展。第二，物理模型是一種嚴密的思維方法，具有較高的科學(xué)性，學(xué)生通過對模型的學(xué)習(xí)，掌握和了解物理學(xué)知識，同時構(gòu)建個人正確的、嚴謹?shù)乃季S方式，通過對物理模型各種設(shè)計的思路的分析，學(xué)生在面對復(fù)雜的物理學(xué)問題或者物理學(xué)現(xiàn)象時，能夠做到具體的分析、嚴謹?shù)姆治?，進一步可以區(qū)分主要因素與次要因素，透過物理現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)本質(zhì)問題。

四、物理模型在物理教學(xué)中的具體應(yīng)用

物理學(xué)中的概念多數(shù)是相對抽象的，如力學(xué)中的速度、加速度，電學(xué)中的電場強度等。如何促使學(xué)生正確、完全地了解這些抽象的概念，就需要用物理模型的講解，探索與發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生通過科學(xué)抽象和概括教物理學(xué)中的具體的、復(fù)雜的物體或者過程，通過正確的、簡單的物理模型來代替，放大其核心矛盾，以此研究主要的因素，尋找出其中的核心規(guī)律。物理學(xué)源自于生活，其中大多數(shù)的物理問題直接源自于生產(chǎn)、生活或者自然界，具有非常高的應(yīng)用性。因此，在應(yīng)用性物理問題中，引入物理模型講解相關(guān)知識非常重要。應(yīng)用性物理學(xué)問題具備以下特點：提出問題的過程相對具有非常高的客觀性以及復(fù)雜性，已知條件或者既定條件的隱蔽性，問題思考過程中影響因素的多元性，以及解決問題中方案選擇的最佳性、損益比等。物理教學(xué)過程中引入物理模型，進而講解應(yīng)用性物理問題，將復(fù)雜的問題簡單化，有利于學(xué)生理解物理學(xué)知識，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。平時的物理習(xí)題解答過程可以借用物理模型，具體可以分為以下的步驟：解題，確定題目的核心意思，選定研究對象;選擇研究對象的實體物理模型;通過解題所得到的已知條件，模擬出實體模型現(xiàn)在所處的形態(tài);分析研究對象狀態(tài)變化的過程;通過嚴謹?shù)耐评恚M行計算。綜上所述，伴隨新的教育改革的推進，學(xué)校應(yīng)該改變傳統(tǒng)的灌輸式教育方式。同時，老師要考慮到如何培養(yǎng)學(xué)生具備相應(yīng)的科學(xué)素質(zhì)以及創(chuàng)新思維，進而使學(xué)生能夠適應(yīng)新時代的要求。教學(xué)過程中引入物理模型，一方面能促使學(xué)生學(xué)習(xí)、理解物理知識，另一方面有助于培育學(xué)生的創(chuàng)新思維、科學(xué)態(tài)度，逐步培育學(xué)生掌握科學(xué)研究的基本方法，尤其是在應(yīng)對應(yīng)用型物理問題的方面。雖然物理學(xué)中有較多難以理解的知識，但是通過對學(xué)生建模能力的培養(yǎng)，強化學(xué)生對應(yīng)用性知識的了解，促使源自于生活的物理學(xué)與學(xué)生實際生活的緊密聯(lián)系，就一定會使得學(xué)生對物理學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣。